Hubung singkat dan rotor fase - apa bedanya

Seperti yang Anda ketahui, motor listrik asinkron memiliki belitan tiga fase (tiga gulungan terpisah) stator, yang dapat membentuk sejumlah pasangan kutub magnet yang berbeda tergantung pada desainnya, yang pada gilirannya mempengaruhi kecepatan motor terukur pada frekuensi nominal tegangan suplai tiga fase. Dalam hal ini, rotor motor jenis ini dapat berbeda, dan dalam motor asinkron mereka dapat mengalami hubungan pendek atau fase. Apa yang membedakan rotor kandang tupai dari rotor fase - inilah yang akan dibahas dalam artikel ini.

Rotor sangkar tupai

Gagasan tentang fenomena induksi elektromagnetik akan memberi tahu kita apa yang akan terjadi dengan pergantian tertutup konduktor yang ditempatkan dalam medan magnet yang berputar, mirip dengan medan magnet stator motor induksi. Jika Anda menempatkan koil seperti di dalam stator, maka ketika arus diterapkan ke belitan stator, EMF akan diinduksi dalam kumparan, dan arus akan muncul, yaitu, gambar akan terlihat seperti: kumparan dengan arus dalam medan magnet. Kemudian sepasang pasukan Ampere akan bertindak seperti koil (loop tertutup), dan kumparan akan mulai berputar setelah pergerakan fluks magnetik.

Ini adalah bagaimana motor asinkron dengan rotor tupai-rotor bekerja, hanya bukannya kumparan pada rotornya ada tembaga atau batang aluminium yang disingkat antara satu sama lain oleh cincin dari ujung rotor inti. Sebuah rotor dengan batang pendek-pendek disebut rotor tipe short-circuited atau "squirrel cage" karena batang yang terletak di rotor menyerupai roda tupai.

Arus bolak-balik melewati gulungan stator, yang menghasilkan medan magnet berputar, menginduksi arus dalam kontur kandang tupai tertutup, dan seluruh rotor menjadi berputar, karena pada setiap saat waktu pasang yang berbeda dari batang rotor akan memiliki arus induksi yang berbeda: beberapa batang besar arus, beberapa kurang, tergantung pada posisi batang tertentu relatif terhadap lapangan. Dan momen-momen tidak akan pernah menyeimbangkan rotor, sehingga akan berputar ketika arus bolak-balik mengalir melalui gulungan stator.

Selain itu, batang sangkar tupai sedikit miring terhadap sumbu rotasi - mereka tidak sejajar dengan poros. Kemiringan dibuat agar torsi tetap konstan dan tidak berdenyut, apalagi kemiringan batang memungkinkan untuk mengurangi aksi harmonik yang lebih tinggi yang diinduksikan pada batang EMF. Jika batang tidak miring, medan magnet di rotor akan berdenyut.

Slip S

Untuk motor asynchronous, slip s selalu karakteristik, yang disebabkan oleh fakta bahwa frekuensi sinkron dari medan magnet berputar n1 stator lebih tinggi dari kecepatan rotor yang sebenarnya n2.

Slip muncul karena EMF yang diinduksikan pada batang dapat terjadi hanya ketika batang bergerak relatif terhadap medan magnet, yaitu rotor selalu dipaksa untuk setidaknya sedikit, tetapi tertinggal di belakang kecepatan medan magnet stator. Nilai slip adalah s = (n1-n2) / n1.

Jika rotor diputar dengan frekuensi sinkron dari medan magnet stator, maka tidak ada arus yang akan diinduksikan pada batang rotor, dan rotor tidak akan berputar. Oleh karena itu, rotor dalam motor asinkron tidak pernah mencapai frekuensi sinkron rotasi medan magnet stator, dan selalu setidaknya sedikit (bahkan jika beban pada poros sangat rendah), tetapi tertinggal frekuensi rotasi sinkron.

Slip s diukur sebagai persentase, dan pada saat idle hampir mendekati 0, ketika momen oposisi dari rotor hampir tidak ada. Jika terjadi hubungan pendek (rotor terkunci), slip adalah 1.

Secara umum, slip pada motor asynchronous dengan rotor sangkar tupai tergantung pada beban dan diukur dalam persen. Slip nominal adalah slip pada beban mekanik terukur pada poros di bawah kondisi di mana tegangan suplai sesuai dengan rating motor.

Artikel lain tentang motor induksi sangkar tupai di Info Listrik:

Rotor fase

Motor asynchronous dengan rotor fase, tidak seperti motor asinkron dengan rotor sangkar tupai, memiliki putaran tiga fase penuh pada rotor. Sama seperti gulungan tiga fase yang diletakkan pada stator, belitan tiga fase juga diletakkan di dalam slot rotor fase.

Terminal dari rotor rotor fase terhubung ke slip ring yang dipasang pada poros dan terisolasi satu sama lain dan dari poros. Fase rotor fase terdiri dari tiga bagian - masing-masing dalam fase sendiri - yang paling sering dihubungkan sesuai dengan skema "bintang".

Sebuah rheostat yang menyetel dilekatkan pada rotor yang berliku melalui slip ring dan kuas. Derek dan elevator, misalnya, mulai di bawah beban, dan di sini perlu untuk mengembangkan momen kerja yang substansial. Meskipun kompleksitas desain, motor asinkron dengan fase-rotor memiliki kemampuan penyesuaian yang lebih baik mengenai momen kerja pada poros daripada motor induksi dengan rotor sirkuit pendek, yang membutuhkan konverter frekuensi industri.

Gulungan stator dari motor asinkron dengan fase-rotor dilakukan dengan cara yang sama seperti pada stator motor asinkron dengan rotor sangkar-tupai, dan dengan cara yang sama menciptakan, tergantung pada jumlah kumparan (tiga, enam, sembilan atau lebih kumparan), dua, empat, dll. kutub. Gulungan stator bergeser dengan 120, 60, 40, dll., Derajat. Pada saat yang sama, jumlah kutub yang sama dibuat pada rotor fase seperti pada stator.

Mengatur arus dalam gulungan rotor, mengatur torsi kerja mesin dan jumlah slip. Ketika rheostat yang disesuaikan sepenuhnya ditarik, untuk mengurangi keausan kuas dan cincin, mereka dihubung pendek menggunakan alat khusus untuk mengangkat kuas.

Motor asinkron tiga fase

Motor asinkron tiga fase dengan sangkar tupai

Desain motor asynchronous

Motor listrik asinkron tiga fasa, serta motor listrik, terdiri dari dua bagian utama - stator dan rotor. Stator - bagian tetap, rotor - bagian yang berputar. Rotor terletak di dalam stator. Ada jarak kecil antara rotor dan stator, yang disebut celah udara, biasanya 0,5-2 mm.

Stator terdiri dari perumahan dan inti dengan belitan. Inti stator dirakit dari baja teknis lembaran tipis, biasanya setebal 0,5 mm, ditutupi dengan lapisan pernis. Struktur inti inti berkontribusi terhadap pengurangan signifikan dalam arus eddy yang timbul dalam proses pembalikan magnetik inti oleh medan magnet yang berputar. Gulungan stator terletak di celah-celah inti.

Rotor terdiri dari inti dengan belitan hubung singkat dan poros. Inti rotor juga memiliki desain dilaminasi. Dalam hal ini, lembaran rotor tidak dipernis, karena arus memiliki frekuensi yang kecil dan film oksida cukup untuk membatasi arus eddy.

Prinsip operasi. Rotasi medan magnet

Prinsip pengoperasian motor listrik asinkron tiga fasa didasarkan pada kemampuan belitan tiga fase, ketika dinyalakan dalam jaringan tiga fase saat ini, untuk menciptakan medan magnet berputar.

Rotating magnetic field adalah konsep dasar dari motor listrik dan generator.

Frekuensi rotasi bidang ini, atau frekuensi rotasi sinkron berbanding lurus dengan frekuensi arus bolak f1 dan berbanding terbalik dengan jumlah pasang kutub p dari belitan tiga fase.

  • dimana n1 - frekuensi rotasi medan magnet stator, rpm,
  • f1 - frekuensi arus bolak-balik, Hz,
  • p adalah jumlah pasangan kutub

Konsep medan magnet berputar

Untuk memahami fenomena medan magnet berputar yang lebih baik, pertimbangkan sebuah belitan tiga fase yang disederhanakan dengan tiga putaran. Arus yang mengalir melalui konduktor menciptakan medan magnet di sekitarnya. Gambar di bawah menunjukkan bidang yang dibuat oleh arus bolak fase tiga pada titik waktu tertentu.

Komponen arus bolak-balik akan berubah seiring waktu, sebagai akibat medan magnet yang dibuat oleh mereka akan berubah. Dalam hal ini, medan magnet yang dihasilkan dari belitan tiga fase akan mengasumsikan orientasi yang berbeda, sambil mempertahankan amplitudo yang sama.

Aksi medan magnet berputar pada koil tertutup

Sekarang kita menempatkan konduktor tertutup di dalam medan magnet yang berputar. Menurut hukum induksi elektromagnetik, medan magnet yang berubah akan mengarah pada munculnya gaya elektromotif (EMF) dalam konduktor. Pada gilirannya, EMF akan menyebabkan arus di konduktor. Dengan demikian, dalam medan magnet akan ada konduktor tertutup dengan arus, di mana, menurut hukum Ampere, gaya akan bertindak, sebagai akibat sirkuit akan mulai berputar.

Motor induksi rotor sangkar tupai

Motor listrik asynchronous juga bekerja sesuai dengan prinsip ini. Alih-alih bingkai dengan arus di dalam motor asinkron, ada rotor tupai-sangkar yang menyerupai roda tupai dalam konstruksi. Sebuah rotor hubung singkat terdiri dari batang yang disingkat dari ujung cincin.

Arus bolak-balik tiga fase, melewati gulungan stator, menciptakan medan magnet yang berputar. Dengan demikian, seperti yang dijelaskan sebelumnya, arus akan diinduksikan pada batang rotor, menyebabkan rotor mulai berputar. Pada gambar di bawah ini Anda dapat melihat perbedaan antara arus induksi dalam batang. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa besarnya perubahan medan magnet berbeda dalam pasangan batang yang berbeda, karena lokasinya yang berbeda relatif terhadap medan. Perubahan arus dalam batang akan berubah seiring waktu.

Anda mungkin juga memperhatikan bahwa batang rotor cenderung relatif terhadap sumbu rotasi. Ini dilakukan untuk mengurangi harmonik EMF yang lebih tinggi dan menyingkirkan riak saat itu. Jika batang diarahkan sepanjang sumbu rotasi, maka medan magnet yang berdenyut akan muncul di dalamnya karena fakta bahwa ketahanan magnetik dari belitan jauh lebih tinggi daripada ketahanan magnetik dari gigi stator.

Slip motor asynchronous. Kecepatan rotor

Ciri yang membedakan dari motor induksi adalah kecepatan rotor n2 kurang dari frekuensi sinkron dari rotasi medan magnet stator n1.

Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa EMF dalam batang berliku rotor hanya diinduksi ketika kecepatan putaran tidak seimbang.21. Frekuensi rotasi bidang stator relatif terhadap rotor ditentukan oleh frekuensi slip ns= n1-n2. Kelambatan rotor dari bidang berputar stator ditandai oleh nilai relatif s, yang disebut slip:

  • di mana s adalah slip motor asynchronous,
  • n1 - frekuensi rotasi medan magnet stator, rpm,
  • n2 - kecepatan rotor, rpm,

Pertimbangkan kasus di mana kecepatan rotor akan bertepatan dengan frekuensi rotasi medan magnet stator. Dalam hal ini, medan magnet relatif dari rotor akan konstan, sehingga EMF tidak akan dibuat di rotor bar, dan karenanya arus tidak akan dihasilkan. Ini berarti bahwa gaya yang bekerja pada rotor akan menjadi nol. Jadi rotor akan melambat. Setelah itu, medan magnet bolak-balik akan bekerja lagi pada batang rotor, sehingga arus induksi dan gaya akan meningkat. Pada kenyataannya, rotor motor listrik asinkron tidak akan pernah mencapai kecepatan rotasi medan magnet stator. Rotor akan berputar pada kecepatan tertentu yang sedikit kurang dari kecepatan sinkron.

Slip motor induksi dapat bervariasi dalam rentang 0 hingga 1, yaitu, 0-100%. Jika s

0, ini sesuai dengan mode diam, ketika rotor mesin praktis tidak mengalami momen yang berlawanan; jika s = 1 - mode hubung singkat di mana rotor motor diam (n2 = 0). Slip tergantung pada beban mekanik pada poros motor dan meningkat seiring pertumbuhannya.

Slip yang sesuai dengan beban pengenal motor disebut slip nominal. Untuk motor asinkron daya rendah dan menengah, slip nominal bervariasi dari 8% hingga 2%.

Konversi energi

Motor yang tidak sinkron mengubah energi listrik yang dipasok ke gulungan stator menjadi mekanik (rotasi poros rotor). Tetapi daya input dan output tidak sama satu sama lain karena selama kehilangan energi konversi terjadi: gesekan, pemanasan, arus eddy dan kerugian histeresis. Energi ini dihamburkan sebagai panas. Oleh karena itu, motor asinkron memiliki kipas untuk pendinginan.

Koneksi motor asynchronous

Tiga fase arus bolak-balik

Jaringan listrik AC tiga fase adalah yang paling banyak didistribusikan di antara sistem transmisi tenaga listrik. Keuntungan utama dari sistem tiga fase dibandingkan dengan sistem fase tunggal dan dua fase adalah efisiensinya. Dalam sirkuit tiga fase, energi ditransmisikan melalui tiga kabel, dan arus yang mengalir dalam kawat yang berbeda bergeser relatif satu sama lain dalam fase sebesar 120 °, sedangkan emf sinusoidal pada fase yang berbeda memiliki frekuensi dan amplitudo yang sama.

Bintang dan segitiga

Gulungan tiga fase stator motor listrik dihubungkan sesuai dengan skema "bintang" atau "segitiga", tergantung pada suplai tegangan jaringan. Ujung-ujung belitan tiga fase dapat: terhubung di dalam motor listrik (tiga kabel keluar dari motor), dibawa keluar (enam kabel keluar), dibawa ke kotak persimpangan (enam kabel keluar ke kotak, tiga di luar kotak).

Tegangan fase - beda potensial antara awal dan akhir satu fasa. Definisi lain: tegangan fasa adalah beda potensial antara kawat saluran dan netral.

Tegangan saluran - beda potensial antara dua kabel linear (antar fase).

Koneksi motor tiga fase ke jaringan fase tunggal

Asynchronous motor tiga fase, yaitu, karena distribusi yang luas, sering harus digunakan, terdiri dari stator tetap dan rotor yang dapat digerakkan. Dalam slot stator dengan jarak sudut 120 derajat listrik, konduktor gulungan diletakan, permulaan dan ujungnya (C1, C2, C3, C4, C5 dan C6) dimasukkan ke dalam kotak persimpangan. Gulungan dapat dihubungkan sesuai dengan skema "bintang" (ujung belitan saling berhubungan, tegangan suplai dipasok ke permulaannya) atau "segitiga" (ujung dari satu belitan terhubung ke awal yang lain).

Dalam kotak persimpangan, kontak biasanya bergeser - sebaliknya C1 bukan C4, tetapi C6, berlawanan dengan C2 - C4.

Ketika motor tiga fase terhubung ke jaringan tiga fase, pada gulungan yang berbeda pada titik-titik waktu yang berbeda, arus mulai mengalir, menciptakan medan magnet berputar yang berinteraksi dengan rotor, menyebabkannya berputar. Saat Anda menghidupkan mesin dalam jaringan satu fase, torsi yang dapat menggerakkan rotor tidak dibuat.

Di antara berbagai cara untuk menghubungkan motor listrik tiga fasa ke jaringan fasa tunggal, yang paling sederhana adalah menghubungkan kontak ketiga melalui kapasitor penggeser fase.

Frekuensi rotasi motor tiga fasa yang beroperasi pada jaringan fasa tunggal tetap hampir sama seperti ketika dimasukkan dalam jaringan tiga fasa. Sayangnya, ini tidak bisa dikatakan tentang kekuatan, kerugian yang mencapai nilai yang signifikan. Nilai-nilai yang tepat dari kehilangan daya tergantung pada diagram pengkabelan, kondisi operasi mesin, dan nilai kapasitansi dari kapasitor fase-pergeseran. Kira-kira, motor tiga fase dalam jaringan fase tunggal kehilangan sekitar 30-50% dari kekuatannya.

Tidak semua motor listrik tiga fase mampu bekerja dengan baik dalam jaringan fasa tunggal, namun sebagian besar dari mereka mengatasi tugas ini dengan cukup memuaskan - dengan pengecualian kehilangan daya. Pada dasarnya, untuk bekerja dalam jaringan satu fasa, motor asinkron dengan rotor sangkar rangkel digunakan (A, AO2, AOL, APN, dll.).

Motor tiga fase asinkron dirancang untuk dua tegangan listrik nominal - 220/127, 380/220, dll. Motor listrik yang paling umum dengan tegangan kerja gulungan adalah 380 / 220V (380V untuk bintang, 220 untuk segitiga). Lebih banyak tegangan untuk bintang, kurang untuk segitiga. Di paspor dan di piring mesin, di antara parameter lain, kerja tegangan dari gulungan, skema koneksi mereka dan kemungkinan perubahannya.

Penunjukan pada pelat A menunjukkan bahwa gulungan motor dapat dihubungkan sebagai "segitiga" (220V) dan "bintang" (380V). Ketika Anda menyalakan motor tiga fase dalam jaringan fasa tunggal, diinginkan untuk menggunakan sirkuit "segitiga", karena dalam hal ini motor akan kehilangan daya yang lebih kecil daripada ketika terhubung dengan "bintang".

Pelat B menginformasikan bahwa gulungan motor terhubung sesuai dengan skema "bintang", dan tidak mungkin untuk mengubahnya menjadi "segitiga" di kotak persimpangan (hanya ada tiga terminal). Dalam hal ini, tetap baik untuk memasang dengan kehilangan besar daya dengan menghubungkan motor sesuai dengan skema "bintang", atau, setelah memasuki motor berliku, cobalah untuk menghilangkan ujung yang hilang untuk menghubungkan gulungan sesuai dengan skema "segitiga".

Permulaan dan akhir gulungan (berbagai opsi)

Kasus yang paling mudah adalah ketika belitan di motor 380 / 220V yang ada sudah terhubung dalam skema "segitiga". Dalam hal ini, Anda hanya perlu menghubungkan kabel utama dan kapasitor kerja dan mulai ke terminal motor sesuai dengan diagram pengkabelan.

Jika di motor gulungan terhubung oleh "bintang", dan mungkin untuk mengubahnya menjadi "segitiga", maka kasus ini juga tidak dapat dianggap sebagai kompleks. Anda hanya perlu mengubah skema koneksi dari gulungan pada "segitiga", menggunakan jumper untuk ini.

Definisi awal dan ujung gulungan. Situasinya lebih rumit jika 6 kabel dimasukkan ke dalam kotak sambungan tanpa menunjukkan milik mereka pada lilitan tertentu dan penunjukan awal dan akhir. Dalam hal ini, masalah ini bermuara pada pemecahan dua masalah (Tetapi sebelum melakukan ini, Anda perlu mencoba menemukan dokumentasi apa pun untuk motor listrik di Internet. Hal ini dapat dijelaskan pada apa yang dimiliki oleh kabel warna yang berbeda.):

  • penentuan pasangan kawat yang terkait dengan belitan yang sama;
  • menemukan awal dan akhir gulungannya.

Masalah pertama diselesaikan dengan "dering" semua kabel dengan tester (mengukur resistansi). Jika perangkat tidak ada, Anda dapat menyelesaikannya dengan bola lampu dari senter dan baterai dengan menghubungkan kabel yang ada ke rangkaian secara seri dengan bola lampu. Jika yang terakhir menyala, maka kedua ujung yang akan diperiksa menjadi milik gulungan yang sama. Dengan cara ini, tiga pasang kabel (A, B dan C pada gambar di bawah) terkait dengan tiga gulungan yang ditentukan.

Tugas kedua (menentukan awal dan akhir gulungan) agak lebih rumit dan membutuhkan kehadiran baterai dan voltmeter saklar. Digital tidak bagus karena inersia. Prosedur untuk menentukan ujung dan awal gulungan ditunjukkan dalam skema 1 dan 2.

Baterai terhubung ke ujung satu belitan (misalnya, A), dan voltmeter sakelar ke ujung yang lain (misalnya, B). Sekarang, jika Anda memutuskan kontak kabel A dengan baterai, panah voltmeter akan berayun ke satu arah atau lainnya. Kemudian Anda perlu menghubungkan voltmeter ke lilitan C dan melakukan operasi yang sama dengan memecah baterai. Jika perlu, mengubah polaritas dari belitan C (interchanging ujung C1 dan C2), perlu untuk memastikan bahwa jarum voltmeter berayun ke arah yang sama seperti pada kasus belitan B. Dengan cara yang sama, belitan A juga diperiksa dengan baterai yang terhubung ke belitan C atau B.

Sebagai hasil dari semua manipulasi, hal-hal berikut harus terjadi: ketika kontak baterai dengan salah satu gulungan menjadi 2 lainnya putus, potensi listrik dari polaritas yang sama akan muncul (ayunan instrumen di satu arah). Sekarang tetap untuk menandai kesimpulan dari satu balok sebagai awal (A1, B1, C1), dan kesimpulan dari yang lain sebagai ujung (A2, B2, C2) dan menghubungkan mereka sesuai dengan skema yang dibutuhkan - "segitiga" atau "bintang" (jika tegangan motor 220 / 127V ).

Ekstrak ujung yang hilang. Mungkin kasus yang paling sulit adalah ketika motor memiliki koneksi bintang, dan tidak ada cara untuk beralih ke "segitiga" (hanya tiga kabel dibawa ke kotak persimpangan - awal gulungan adalah C1, C2, C3) (lihat gambar di bawah). Dalam hal ini, untuk menghubungkan motor sesuai dengan skema "segitiga", perlu untuk membawa ujung yang hilang dari gulungan C4, C5, C6 ke dalam kotak.

Untuk melakukan ini, berikan akses ke motor berliku dengan melepas penutup dan mungkin melepas rotor. Carilah dan bebas dari isolasi tempat adhesi. Lepaskan sambungan ujungnya dan solder kabel berinsulasi fleksibel kepada mereka. Semua koneksi dapat diandalkan mengisolasi, memperbaiki kabel dengan benang yang kuat untuk berliku dan output ujung ke kotak terminal motor. Mereka menentukan kepemilikan ujung ke awal gulungan dan menghubungkan sesuai dengan skema "segitiga", menghubungkan awal beberapa gulungan ke ujung lain (C1 ke C6, C2 ke C4, C3 ke C5). Pekerjaan menemukan ujung yang hilang membutuhkan keterampilan tertentu. Gulungan motor mungkin mengandung tidak satu tetapi beberapa adhesi, yang tidak begitu mudah dimengerti. Oleh karena itu, jika tidak ada kualifikasi yang tepat, adalah mungkin bahwa tidak ada yang tersisa kecuali menghubungkan motor tiga fase sesuai dengan skema "bintang", setelah menerima kehilangan kekuasaan yang cukup besar.

Diagram koneksi motor tiga fase ke jaringan fasa tunggal

Ketentuan mulai. Memulai motor tiga fase tanpa beban dapat dilakukan dari kapasitor yang berfungsi (lebih detail di bawah), tetapi jika motor listrik memiliki beberapa beban, itu tidak akan mulai, atau akan mendapatkan momentum sangat lambat. Kemudian untuk memulai cepat, diperlukan tambahan kapasitor Cn awal (perhitungan kapasitansi kapasitor dijelaskan di bawah). Mulai kapasitor dihidupkan hanya untuk waktu mesin dimulai (2-3 detik, sampai kecepatan mencapai sekitar 70% dari nominal), maka kapasitor awal harus diputuskan dan dilepaskan.

Nyaman memulai motor tiga fase menggunakan saklar khusus, sepasang kontak yang menutup ketika tombol ditekan. Ketika dirilis, beberapa kontak terbuka, sementara yang lain tetap aktif sampai tombol berhenti ditekan.

Terbalik. Arah rotasi motor tergantung pada kontak ("fase") yang terhubung ke fase ketiga.

Arah rotasi dapat dikontrol dengan menghubungkan yang terakhir, melalui kapasitor, ke saklar toggle dua posisi yang dihubungkan oleh dua kontaknya ke gulungan pertama dan kedua. Tergantung pada posisi sakelar toggle, mesin akan berputar ke satu arah atau lainnya.

Gambar di bawah ini menunjukkan rangkaian dengan kapasitor awal dan berfungsi dan tombol mundur, memungkinkan kontrol yang mudah dari motor tiga fase.

Koneksi bintang. Skema serupa untuk menghubungkan motor tiga fase ke jaringan dengan tegangan 220 V digunakan untuk motor listrik, di mana gulungan dinilai untuk 220/127 V.

Kapasitor. Kapasitas yang dibutuhkan dari kapasitor yang bekerja untuk operasi motor tiga fase dalam jaringan fase tunggal tergantung pada rangkaian koneksi dari gulungan motor dan parameter lainnya. Untuk koneksi bintang, kapasitansi dihitung dengan rumus:

Untuk menghubungkan "segitiga":

Dimana Ср adalah kapasitas dari kapasitor yang bekerja di microfarad, saya adalah arus dalam A, U adalah tegangan listrik dalam V. Arus dihitung dengan rumus:

Dimana P - daya motor kW; n - efisiensi mesin; cosf - faktor daya, 1,73 - koefisien karakteristik rasio antara arus linier dan fase. Efisiensi dan faktor daya ditunjukkan di paspor dan di pelat mesin. Biasanya nilai mereka berada di kisaran 0,8-0,9.

Dalam prakteknya, nilai kapasitansi dari kapasitor yang bekerja ketika dihubungkan oleh "delta" dapat dihitung dengan rumus yang disederhanakan C = 70 • Ph, di mana Ph adalah daya pengenal motor listrik dalam kW. Menurut rumus ini, untuk setiap 100 watt daya motor, sekitar 7 mikrofarad kapasitas kapasitor operasi diperlukan.

Ketepatan pemilihan kapasitas kapasitor diperiksa oleh hasil operasi mesin. Jika nilainya lebih besar dari yang dibutuhkan dalam kondisi operasi yang diberikan, mesin akan menjadi terlalu panas. Jika kapasitansi kurang dari yang dibutuhkan, daya output motor akan terlalu rendah. Masuk akal untuk memilih kapasitor untuk motor tiga fase, dimulai dengan kapasitansi kecil dan secara bertahap meningkatkan nilainya ke optimal. Jika mungkin, lebih baik untuk memilih kapasitansi dengan mengukur arus dalam kabel yang terhubung ke jaringan dan ke kapasitor yang berfungsi, misalnya, dengan meter penjepit. Nilai saat ini harus paling dekat. Pengukuran harus dilakukan dalam mode di mana mesin akan bekerja.

Dalam menentukan kapasitas awal, hal ini terutama didasarkan pada persyaratan untuk menciptakan torsi awal yang diperlukan. Jangan mengacaukan kapasitansi awal dengan kapasitas kapasitor awal. Dalam skema di atas, kapasitansi awal sama dengan jumlah kapasitansi kapasitor kerja (Cp) dan kapasitor awal (Cn).

Jika, sesuai dengan kondisi operasi, motor dimulai tanpa beban, kapasitansi awal biasanya diasumsikan sama dengan yang bekerja, yaitu, kapasitor awal tidak diperlukan. Dalam hal ini, skema inklusi disederhanakan dan lebih murah. Untuk penyederhanaan ini dan pengurangan biaya utama skema ini, dimungkinkan untuk mengatur kemungkinan pelepasan beban, misalnya, dengan memungkinkan untuk mengubah posisi mesin dengan cepat dan nyaman untuk melonggarkan penggerak sabuk, atau dengan membuat roller tekanan untuk ikat pinggang, misalnya, seperti pada kopling sabuk pada roda berjalan.

Mulai di bawah beban membutuhkan kehadiran kapasitas tambahan (C) yang terhubung pada saat memulai mesin. Peningkatan kapasitas yang dimatikan akan menyebabkan peningkatan torsi awal, dan pada beberapa nilai tertentu, torsi mencapai nilai tertinggi. Peningkatan kapasitas lebih lanjut menyebabkan hasil sebaliknya: torsi awal mulai menurun.

Berdasarkan kondisi awal mesin di bawah beban dekat dengan nominal, kapasitansi awal harus 2-3 kali lebih besar daripada yang bekerja, yaitu, jika kapasitor bekerja memiliki kapasitas 80 μF, maka kapasitor awal harus 80-160 μF, yang akan memberikan kapasitas awal (jumlah kapasitansi dari kapasitor kerja dan awal) 160-240 mikrofarad. Tetapi jika mesin memiliki beban kecil saat start-up, kapasitas kapasitor awal mungkin kurang atau, seperti yang dinyatakan di atas, mungkin tidak ada sama sekali.

Memulai kapasitor bekerja untuk waktu yang singkat (hanya beberapa detik untuk seluruh periode pengaktifan). Ini memungkinkan Anda untuk menggunakannya saat menyalakan mesin yang termurah peluncur kapasitor elektrolit yang dirancang khusus untuk tujuan ini (http://www.platan.ru/cgi-bin/qweryv.pl/0w10609.html).

Perhatikan bahwa motor terhubung ke jaringan fase tunggal melalui operasi kapasitor tanpa beban pada gulungan yang melalui kapasitor, arus adalah 20-30% lebih tinggi dari nominal. Oleh karena itu, jika motor digunakan dalam mode underload, maka kapasitas kapasitor yang berfungsi harus dikurangi. Tapi kemudian, jika mesin dimulai tanpa kapasitor awal, yang terakhir mungkin diperlukan.

Lebih baik menggunakan tidak satu kapasitor besar, tetapi beberapa yang lebih kecil, sebagian karena kemungkinan memilih kapasitas yang optimal, menghubungkan yang tambahan atau memutuskan yang tidak perlu, yang terakhir dapat digunakan sebagai yang memulai. Jumlah microfarad yang diperlukan diketik dengan menghubungkan beberapa kapasitor secara paralel, dengan asumsi bahwa total kapasitansi dalam koneksi paralel dihitung dengan rumus: Cumum = C1 + C1 +. + Dengann.

Sebagai pekerja, biasanya metalisasi kertas atau kapasitor film digunakan (MBGO, MBG4, K75-12, K78-17 MBGP, KGB, MBGB, BHT, SVV-60). Tegangan yang diijinkan tidak boleh kurang dari 1,5 kali tegangan jaringan.

Karakteristik teknis dari motor asynchronous dengan rotor short-circuited

Untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik, perangkat khusus digunakan. Secara khusus, ini adalah motor asinkron dengan rotor hubung singkat, yang merupakan perangkat paling sederhana dari jenis ini.

Apa itu?

Motor asinkron adalah alat yang digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Bekerja dari arus utama bolak. Perbedaan utama dari mesin sinkron adalah bahwa motor ini memiliki kecepatan stator yang lebih besar daripada frekuensi rotor. Motor listrik ini sangat populer karena kehandalan dan kemudahan penggunaannya.

Motor fase tiga dan fase tunggal terdiri dari stator dan rotor hubung singkat, ini diilustrasikan dengan sempurna oleh gambar di bawah ini. Stator terdiri dari lembaran baja silinder terpisah dan rotor. Di lekukan diletakkan berliku, yang dilengkapi dengan kabel listrik konvensional. Gulungan setiap alur relatif terhadap yang lain pada sudut 120 derajat, di bagian itu menjadi jelas bahwa selama operasi alur menjadi bintang atau segitiga.

Foto - motor asynchronous

Rotor adalah inti yang terletak di dalam stator. Ini juga dirakit dari lembaran baja individu yang saling berhubungan dengan menggunakan paduan aluminium cair. Karena ini, seluruh struktur merupakan kancing (batang). Mereka, pada gilirannya, dihubungkan oleh cincin pendek yang melekat pada ujung tongkat. Sangkar tupai seperti itu juga dapat dihubungkan dengan cincin tembaga, tetapi kemudian mesin digunakan pada tegangan rendah agar tidak melelehkan logam.

Foto - desain rotor

Perlu dicatat bahwa berkat desain ini, perawatan mesin dengan jenis pekerjaan asynchronous lebih sederhana daripada sinkron. Karena kurangnya kuas, pengoperasian perangkat diperpanjang secara signifikan.

Perangkat datang dalam versi tertutup dan terbuka. Perangkat anti ledakan berada dalam casing khusus, dilindungi dari api ketika jaringan tidak stabil. Juga tergantung pada lokasi rotor, perangkat adalah dari jenis berikut:

  1. Aksesibilitas. Dibandingkan dengan mesin sinkron, biaya asynchronous jauh lebih murah. Selain itu, mereka sangat umum. Mereka dapat ditemukan di toko-toko khusus, pasar, portal Internet;
  2. Keandalan Selain tidak adanya sikat, yang usang, secara signifikan memperpanjang periode penggunaan, perangkat juga cocok untuk sedikit kelebihan beban. Ini diperlukan jika mesin digunakan dalam industri daya tinggi di mana tetes tegangan dimungkinkan;
  3. Mudah digunakan. Mulai dilakukan oleh tindakan intuitif sederhana. Rangkaian sederhana digunakan untuk menyalakan;
  4. Efisiensi tinggi, dibandingkan dengan mesin sinkron.
Foto - jenis mesin

Dalam hal ini, motor asinkron dengan rotor sangkar tupai memiliki kelemahan:

  1. Arus masuk yang tinggi pada kecepatan pengenal. Ketika Anda pertama kali memulai mungkin kelebihan kuat dari jaringan listrik;
  2. Keamanan rendah. Meskipun pelaksanaan lilitan yang terlindungi, motor jenis ini rentan terhadap kerusakan. Secara khusus, lilitan sering terbakar dengan tetesan tegangan konstan;
  3. Rasio slip terlalu rendah.

Video: Motor asinkron tiga fase

Prinsip operasi

Pada saat ketika energi listrik dipasok ke stator, setiap fase mulai memancarkan medan magnet tertentu. Masing-masing diputar relatif terhadap yang lain dengan 120 derajat. Karena ini, total fluks medan magnet menjadi berputar. Ini fluks magnetik dalam stator menciptakan induksi elektromagnetik. Karena kenyataan bahwa belitan rotor mengalami hubungan pendek, kekuatan arus tertentu muncul di dalamnya. Arus ini berinteraksi dengan medan magnet dan reaksi awal terjadi. Pada saat kecepatan rotasi maksimum, rotor pertama berhenti, menghasilkan torsi pengereman, dan kemudian mulai berputar. Selanjutnya, slip awal terjadi.

Foto - skema start-up

Ini adalah kuantitas mekanis yang menentukan rasio frekuensi medan magnet stator dan frekuensi rotasi rotor. Itu diukur dalam persen. Ini adalah indikator yang sangat penting, karena berdasarkan ukurannya Anda dapat menentukan perbedaan rotasi antara rotor dan stator, dan, akibatnya, mesin.

Pada tahap awal pekerjaan, slip sama dengan nol, tetapi setelah penurunan induksi elektromagnetik itu menurun atau meningkat tergantung pada jenis pekerjaan. Misalnya, saat idle, laju menurun, sementara pada kecepatan maksimum slip meningkat. Slip maksimum disebut kritis. Setelah perangkat mulai berputar pada kecepatan maksimum, Anda perlu memonitor tingkat slip. Jika tidak, jika tingkat yang ditentukan terlampaui, stabilitas terganggu. Hal ini tidak hanya mencakup pemecahan bagian-bagian individual perangkat, khususnya, pelat baja yang dibebani dari gesekan, tetapi juga kerusakan lengkap pada mesin. Perhitungan dibuat dengan rumus:

S = ((n1 - n2) / n1) * 100%

Dimana n1 adalah rotasi bidang stator, dan n2 adalah rotasi rotor.

Ketika motor asinkron dengan rotor hubung singkat gagal, karakteristik teknisnya jatuh, dan sebagai hasilnya, berhenti. Tingkat rata-rata slip dianggap indikator dari 1 hingga 8 persen. Dalam beberapa tipe, sedikit penyimpangan dari norma ini diperbolehkan. Atas dasar ini, model listrik asynchronous bekerja karena interaksi medan magnet stator dengan arus yang terjadi pada gulungan rotor.

Foto - koneksi motor

Spesifikasi dan peruntukannya

Setiap motor memiliki parameter operasi sendiri, jadi sebelum Anda membeli perangkat, Anda perlu menghitung data yang diperlukan. Pertimbangkan karakteristik teknis apa yang memiliki tipe motor asynchronous AIR dengan rotor sangkar tupai.

Motor asynchronous - prinsip operasi dan perangkat

Pada tanggal 8 Maret 1889, ilmuwan dan insinyur Rusia terbesar Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky menemukan motor asinkron tiga fasa dengan rotor hubung singkat.

Motor asinkron tiga fase modern adalah konverter energi listrik menjadi energi mekanik. Karena kesederhanaannya, biaya rendah dan keandalan yang tinggi, motor induksi banyak digunakan. Mereka hadir di mana-mana, ini adalah jenis mesin yang paling umum, mereka menghasilkan 90% dari total jumlah mesin di dunia. Motor asynchronous benar-benar membuat revolusi teknis di seluruh industri global.

Popularitas besar motor asynchronous terkait dengan kesederhanaan operasi mereka, biaya rendah dan kehandalan.

Motor asinkron adalah mesin asinkron yang dirancang untuk mengubah energi listrik AC menjadi energi mekanik. Kata asynchronous itu sendiri tidak berarti secara bersamaan. Dalam hal ini, ini berarti bahwa dengan motor asynchronous kecepatan rotasi medan magnet stator selalu lebih besar daripada kecepatan rotor. Motor asynchronous beroperasi, seperti yang jelas dari definisi, dari jaringan AC.

Perangkat

Dalam gambar: 1 - poros, 2,6 - bantalan, 3,8 - bantalan perisai, 4 - kaki, 5 - casing kipas, 7 - kipas impeller, 9 - rotor tupai-rangkar, 10 - stator, 11 - kotak terminal.

Bagian utama motor induksi adalah stator (10) dan rotor (9).

Stator memiliki bentuk silinder, dan dirakit dari lembaran baja. Dalam slot stator inti ada gulungan stator, yang terbuat dari kawat berliku. Sumbu gulungan digeser dalam ruang relatif terhadap satu sama lain pada sudut 120 °. Tergantung pada tegangan yang disediakan, ujung belitan dihubungkan oleh segitiga atau bintang.

Rotor motor induksi terdiri dari dua jenis: rotor fase pendek dan fase.

Rotor pendek adalah inti terbuat dari lembaran baja. Aluminium cair dituangkan ke dalam alur inti ini, menghasilkan pembentukan batang yang hubung singkat dengan cincin ujung. Desain ini disebut "kandang tupai". Pada mesin berdaya tinggi, tembaga dapat digunakan sebagai pengganti aluminium. Sangkar tupai adalah rotor rotor sirkuit pendek, maka nama itu sendiri.

Rotor fase memiliki belitan tiga fase, yang praktis tidak berbeda dengan belitan stator. Dalam kebanyakan kasus, ujung gulungan fotor fase dihubungkan menjadi bintang, dan ujung bebas dipasok ke slip ring. Dengan bantuan sikat yang terhubung ke cincin, resistor tambahan dapat dimasukkan ke dalam sirkuit berliku rotor. Hal ini diperlukan agar dapat mengubah resistansi di sirkuit rotor, karena membantu mengurangi arus masuk yang besar. Baca lebih lanjut tentang rotor fase dapat ditemukan di artikel - motor asinkron dengan rotor fase.

Prinsip operasi

Ketika tegangan diterapkan pada belitan stator, fluks magnetik dibuat dalam setiap fase, yang bervariasi dengan frekuensi tegangan yang diberikan. Fluks magnetik ini bergeser relatif satu sama lain dengan 120 °, baik dalam waktu dan dalam ruang. Fluks magnetik yang dihasilkan berputar demikian.

Fluks magnetik yang dihasilkan dari stator berputar dan dengan demikian menciptakan gaya gerak listrik dalam konduktor rotor. Karena belitan rotor memiliki sirkuit listrik tertutup, arus muncul di dalamnya, yang pada gilirannya, berinteraksi dengan fluks magnetik stator, menciptakan torsi awal mesin, cenderung memutar rotor ke arah rotasi medan magnet stator. Ketika mencapai nilai, torsi pengereman dari rotor, dan kemudian melebihi itu, rotor mulai berputar. Ketika ini terjadi, yang disebut slip.

Slip s adalah kuantitas yang menunjukkan bagaimana frekuensi sinkron n1 medan magnet stator lebih besar dari kecepatan rotor n2, sebagai persentase.

Slip adalah kuantitas yang sangat penting. Pada waktu awal, itu sama dengan kesatuan, tetapi sejauh frekuensi rotasi n2 rotor perbedaan frekuensi relatif n1-n2 menjadi lebih kecil, sebagai akibat yang EMF dan arus dalam konduktor rotor menurun, yang mengarah pada penurunan torsi. Dalam mode siaga, ketika mesin berjalan tanpa beban pada poros, slip minimal, tetapi dengan peningkatan momen statis, itu akan meningkat menjadicr - slip kritis. Jika mesin melebihi nilai ini, yang disebut tipping mesin dapat terjadi, dan mengakibatkan operasinya tidak stabil. Nilai slip berkisar dari 0 hingga 1, untuk motor asinkron tujuan umum, itu dalam mode nominal - 1 - 8%.

Begitu keseimbangan antara momen elektromagnetik, menyebabkan rotasi rotor dan momen pengereman yang diciptakan oleh beban pada poros motor, proses perubahan nilai, akan berhenti.

Ternyata prinsip operasi motor asinkron terletak pada interaksi medan magnet berputar stator dan arus yang diinduksi oleh medan magnet ini di rotor. Selain itu, torsi dapat terjadi hanya jika ada perbedaan dalam frekuensi rotasi medan magnet.

3 x fase motor dengan rotor sangkar tupai. Motor asinkron tiga fase

Tersebar luas di berbagai sektor ekonomi telah menerima tiga fase motor asynchronous dengan rotor kandang tupai. Mereka tidak memiliki kontak geser, mereka sederhana dalam desain dan pemeliharaan.Mesin yang dibongkar dengan rotor pendek ditunjukkan dalam gambar. 1. Bagian utamanya adalah stator dan rotor. Inti stator dan rotor direkrut dari lembaran baja listrik.
Dalam alur inti stator, belitan tiga fase diletakkan dan diperbaiki, tergantung pada tegangan suplai dan data motor, dihubungkan dengan bintang atau segitiga. Temuan gulungan stator ditandai, ini memfasilitasi perakitan skema koneksi yang diinginkan.
Sesuai dengan GOST 183-74 *, sebutan berikut dari kesimpulan dari gulungan fase individu diambil, masing-masing, awal dan akhir fase pertama C1 dan C4, yang kedua - C2 dan C5 dan yang ketiga - C3 dan C6 (Gambar 2). Lokasi terminal pada kotak terminal motor harus memenuhi persyaratan kemudahan sambungan gulungan sesuai dengan skema apapun.Rotor berliku tidak terisolasi dari intinya. Itu bersama dengan pisau ventilasi melakukan cast aluminium atau paduannya. Batang berliku dan cincin sirkuit pendek membentuk apa yang disebut sangkar tupai.
Performa mesin yang konstruktif tergantung pada metode ventilasi dan tingkat proteksi.
Asynchronous short-circuited motors dari satu seri 4A sesuai dengan metode pendinginan dan tingkat perlindungan personil dari kontak dengan bagian hidup atau berputar, serta mesin itu sendiri dari benda asing masuk ke dalamnya memiliki dua versi (GOST 14254-80): tertutup tertiup (penunjukan IP44), dilindungi ( penunjukan IP23).
Motor IP44 memiliki sistem ventilasi aksial. Udara dipasok oleh kipas dan menyemburkan permukaan bergaris luar tempat tidur.
Untuk mesin IP23 dicirikan oleh sistem ventilasi radial bilateral, yang dilakukan dengan bantuan pisau ventilasi yang terletak pada cincin rotor sirkuit pendek.

Fig. 1 Motor asinkron dibongkar dengan rotor sangkar tupai
1 - stator, 2 - kotak terminal, 3 - rotor 4 - bantalan perisai, 5 - kipas, 6 - kipas casing
Mesin dari seri ini memiliki struktur penunjukan berikut: 4 - nomor seri seri; Dan - nama tipe mesin - asynchronous; Dan - tempat tidur dan tameng dari aluminium; X - bingkai aluminium dan perisai besi cor; 56-355 - ketinggian sumbu rotasi; S, L, M - dimensi pemasangan di sepanjang tubuh; A, B - penunjukan panjang inti (panjang pertama - A, kedua - B); 2, 4, 6, 8, 10, 12 adalah jumlah kutub; Modifikasi U-climatic engine; 3 - kategori penempatan. Sebagai contoh: 4АА56А2УЗ - motor listrik seri 4, asynchronous, eksekusi tertutup, kerangka dan perisai bantalan yang terbuat dari aluminium, dengan ketinggian sumbu rotasi 56 mm, inti dari panjang pertama, bipolar, untuk area beriklim sedang, kategori penempatan 3.

Gambar 2 Lokasi kesimpulan pada perisai mesin ketika terhubung: a - bintang; b - segitiga

Nilai daya kW

Tabel lanjutan. 1

Nilai daya kW

Data teknis utama mesin berkekuatan rendah dari seri 4A diberikan dalam Tabel. 1
Serangkaian tunggal motor asynchronous AI telah dikembangkan dan sedang diproduksi. Meningkatkan energi, start-up dan karakteristik vibro-noise mesin seri ini dicapai melalui penggunaan bahan baru dan solusi desain.
Data teknis utama mesin bertenaga rendah dari seri AI diberikan dalam tabel. 2
Arus tiga fase, melewati gulungan stator, menciptakan medan magnet yang berputar. Frekuensi rotasi bidang n disebut sinkron. Itu tergantung pada frekuensi fi dari tegangan suplai dan jumlah pasang tiang p dari mesin:

Nilai daya kW

Frekuensi rotasi sinkron, rev / w 2 = 2.8 kW, jumlah pasangan kutub adalah p = 1. Karena frekuensi rotasi sinkron
(dalam hal ini, sama dengan 3000 rpm), maka slip pada beban nominal adalah:

Fig. 3 Kurva faktor daya versus daya nominal motor asinkron pada berbagai nilai kecepatan sinkron:
1 - “1 = 3000 rpm; 2- / 2, -1500 putaran / menit; 3 - "1 = 1000 rpm

Fig. 4. Kurva daya magnetisasi spesifik versus daya pengenal motor asinkron pada berbagai nilai frekuensi rotasi sinkron:
1 - n, "> 1000 rpm; 2- “1-1500 rpm; 3 - "1 = 3000 rpm
Transisi dari dependensi ditunjukkan pada Gambar. 3, untuk ketergantungan pada ara. 4 diproduksi menggunakan rasio berikut:
(7)

Akibatnya, kerugian listrik di gulungan mesin berkurang dan jatuh tegangan pada kabel sistem catu daya terbatas.

Koneksi langsung ke jaringan dikaitkan dengan arus masuk di sirkuit stator. Ini adalah fakta yang terkenal. Tetapi tidak semua orang berpikir tentang alasan fenomena ini. Kami terbiasa dengan fakta bahwa arus motor listrik berbanding lurus dengan torsi pada poros. Dan di sini, tampaknya, situasi paradoks: torsi motor saat start-up terbatas, dan arus dapat melebihi nilai nominal sebanyak tujuh kali. Bagaimana itu?

Ini semua tentang fisika mesin asynchronous. Medan elektromagnetik bolak-balik dari stator menginduksi suatu emf dalam belitan rotor dari mesin. Nilai EMF ini, sesuai dengan hukum induksi elektromagnetik, tergantung pada tingkat perubahan medan elektromagnetik stator, yaitu frekuensi rotasi bidang ini relatif terhadap rotor (slip).

Tetapi jika medan stator mulai berputar segera setelah pemberian energi, maka rotor membutuhkan waktu untuk berakselerasi. Dan semakin kuat dan semakin besar mesin, semakin banyak waktu yang dibutuhkan rotor untuk berakselerasi - peningkatan massa berkontribusi terhadap inersia.

Jumlah slip, pada gilirannya, adalah yang paling penting pada saat peluncuran pertama. Pada saat ini, slip sama dengan kesatuan, rotor masih bergerak, dan medan sudah berputar pada kecepatan maksimum. EMF di sirkuit rotor mencapai nilai maksimum, serta arus rotor.

Arus rotor juga bervariasi, sehingga juga menciptakan medan elektromagnetik bolak-balik sendiri. Bidang ini sekali lagi menginduksi sebuah emf dalam rangkaian stator motor. Dan di bawah pengaruh EMF tersebut, komponen tambahan arus mulai mengalir di stator, mengkompensasi MDS rotor.

Dengan demikian, arus dalam stator selalu terdiri dari dua komponen pengarah. Besarnya satu komponen karena resistensi intrinsik dari gulungan stator. Komponen ini memiliki nilai konstan dan pada pemalasan ideal mesin, seluruh arus stator berkurang hanya untuk itu.

Dan komponen kedua arus stator tergantung pada arus dalam rotor dan mencapai maksimum pada saat awal mesin pertama, berkurang menjadi nol saat mendekati titik idling ideal. Karena komponen kedua, arus stator mesin mencapai nilai yang sangat besar di awal.

Hanya satu hal yang tetap tidak terjelaskan: mengapa arus awal yang besar dari motor induksi tidak memberikan torsi awal seperti halnya dengan motor DC? Alasannya adalah bahwa momen motor dibuat hanya oleh komponen aktif dari arus rotor, yaitu komponen yang bertepatan dalam fase dengan rotor EMF.

Dan rasio arus aktif dan reaktif rotor terutama tergantung pada frekuensi emf yang diinduksikan pada belitan rotor. Semakin tinggi frekuensinya, semakin "variabel" arus menjadi dan semakin penting resistansi induktif dari gulungan rotor. Dan semakin besar resistansi induktif dari gulungan rotor, semakin reaktif arus rotor menjadi.

Ya, arus awal dalam rangkaian rotor motor induksi besar, tetapi terutama arus reaktif, tidak dapat memberikan momen elektromekanik yang besar. Arus aktif mencapai nilai yang diperlukan hanya setelah frekuensi EMF telah dikurangi dan motor telah mencapai karakteristik operasinya. Dua masalah memulai motor asinkron dihubungkan dengan ini: torsi awal yang terbatas dan, sebaliknya, arus stator awal meningkat beberapa kali.

Frekuensi maksimum EMF rotor mencapai tepat pada saat peluncuran, ketika rotor diam. Pada titik ini, rotor EMF berubah dengan frekuensi suplai utama - 50 hertz. Selanjutnya, ketika motor pergi ke bagian kerja karakteristik, frekuensi ini turun menjadi beberapa hertz, dan resistansi induktif dari gulungan berhenti menjadi materi, dan arus rotor menjadi hampir sepenuhnya aktif.

BADAN FEDERAL UNTUK PENDIDIKAN

"MATI" - NEGARA RUSIA

IM K.E. TsIOLKOVSKY

Departemen "Elektronik dan Informatika"

TIGA-FASE ASYNCHRONOUS MOTORS

Panduan untuk pekerjaan laboratorium di lapangan:

"Elektronika dan Teknik Elektro"

Disusun oleh A.L. Marchenko

Hapus dan membangun karakteristik mekanis dan operasi dari motor asinkron tiga fase (BP); mempelajari model tekanan darah dan mengeksplorasi pekerjaan mereka dalam rezim transisional.

KETENTUAN TEORITIS DAN FORMULAS SETELAN

1. PERANGKAT DAN PRINSIP TINDAKAN AD

Motor asinkron tiga fasa (Gambar 19.1) menerima aplikasi terbesar dalam industri. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa mereka sederhana dalam desain, murah, dapat diandalkan dalam operasi, memiliki efisiensi tinggi pada beban nominal, menahan overload yang signifikan, tidak memerlukan perangkat awal yang kompleks.

Ada sejumlah kelemahan untuk manfaat tekanan darah, yang utamanya adalah: faktor daya rendah (cos) pada beban parsial (ketika idle, cos 0 = 0,2 0,3); efisiensi rendah pada beban rendah; karakteristik pengaturan yang buruk.

Bagian utama dari tekanan darah adalah stator dan rotor, dipisahkan satu sama lain oleh celah udara (0,3 0,5 mm). Inti mereka dirakit dari lembaran baja listrik. Pada bagian dalam permukaan stator dan di luar rotor, alur di mana gulungan diletakkan dicap. Inti stator ditempatkan dalam kasus, di mana terminal berliku stator tetap, yang terdiri dari tiga gulungan independen bergeser 120 dalam ruang (Gambar 19.2). Inti rotor dipasang langsung pada poros motor atau pada hub yang dipasang pada poros.

Belitan rotor dapat dibuat pendek-sirkuit atau tiga fase, mirip dengan stator berliku. Rotor rotor sirkuit pendek dilakukan dalam bentuk "roda tupai" yang terdiri dari batang dan menutupnya pada ujung cincin (Gambar 19.3, a dan b). NERAKA dengan rotor fase (lihat gambar 19.1, c) ada satu ujungnya

Prinsip tindakan AD didasarkan pada interaksi medan magnet berputar stator (bagian stasioner dari mesin) dengan arus yang diinduksikan pada rotor (bagian yang dapat digerakkan).

Pertimbangkan prinsip menciptakan medan magnet mesin. Gulungan stator tiga fase ini didukung oleh sistem tegangan tiga fase (lihat gambar 19.1, a) dengan tegangan fasa U 1 f. Karena tiga fasa gulungan (terlantar dalam ruang satu relatif terhadap yang lain oleh 120 (Gambar 19.2) dan memiliki jumlah belokan w 1) ditutup, arus i 1 mengalir melaluinya, menghasilkan tiga MDS F 1 = i 1 w 1. Di bawah aksi tiga MDS ini, medan magnet berputar terbentuk, vektor fluks magnet yang dihasilkan adalah Φ p = 3 / 2F m, di mana Φ m adalah fluks magnetik yang dibuat oleh fase MDS F 1.

Menurut hukum induksi elektromagnetik, EMF e 1 dan e 2 diinduksikan pada gulungan stator dan rotor. Sirkuit dari belitan rotor selalu tertutup, oleh karena itu, dalam lilitan fasa dari rotor, arus i 2 aliran, nilai-nilai yang bergantung pada beban. Menurut hukum Ampere, interaksi arus rotor dengan medan magnet berputar stator pada poros motor menyebabkan torsi M, dan jika lebih besar dari momen resistansi M pada poros, maka rotor menjadi berputar. Menurut aturan Lenz, arus rotor, seperti medan magnet berputar yang diciptakan oleh mereka, mempengaruhi arus gulungan stator dan fluks magnetik F dari mesin, menyebabkan arus stator meningkat untuk mengkompensasi efek demagnetisasi gulungan rotor.

Frekuensi medan magnet berputar stator (dalam rpm) ditentukan oleh ekspresi:

Mesin yang dimaksud disebut asynchronous karena di dalamnya rotor speed n 2 tidak sama dengan frekuensi medan magnet berputar dari stator n 1. Jika frekuensi ini sama, maka fluks magnetik stator akan relatif tidak bergerak ke rotor yang berputar, dan dalam gulungan rotor emf tidak akan diinduksi, tidak akan ada arus di dalamnya dan tidak akan ada torsi pada poros.

Perbedaan frekuensi rotasi medan stator dan rotor disebut slip frekuensi n s = n 1 - n 2, dan rasio terhadap frekuensi n 1 disebut slip S, yaitu.


atau (dinyatakan sebagai persentase)

Selipkan variasi variasi dalam motor asinkron 1  S  0; saat start-up, S = 1; saat idle, S = 0,001. 0,005, pada beban pengenal S = 0,03. 0,07.

2. KARAKTERISTIK UTAMA DARI AD

Salah satu karakteristik utama AD adalah karakteristik mekanik n 2 = f (M) - ketergantungan kecepatan rotasi n 2 pada momen M pada poros motor (gbr. 19,4). Sifat mekanis alami 1 (lihat gambar 19.4 dan gambar 19.5) dari motor induksi dijelaskan oleh persamaan

Ketika beban pada poros meningkat, slip S meningkat dan kecepatan rotor menurun sebesar 5. 10%, yaitu, karakteristik mekanik n = (M) HELL kaku (lihat gambar 19.4);

Mengubah arah rotasi rotor HELL - membalik - dilakukan dengan mengalihkan dua kawat dari sistem tiga fase yang menggerakkan mesin.

Torsi BP sebanding dengan kuadrat dari tegangan fasa U 1 f jaringan dan tergantung pada slip S, yaitu.

di mana m 1 - jumlah fase stator; X K = X 1 +

Dengan meningkatnya momen resistensi M dengan pada poros meningkatkan slip, yang mengarah ke peningkatan torsi ke nilai M dengan. Slip saat momen mencapai nilai maksimum Mmt disebut kritis dan ditemukan oleh ekspresi S cr  / X K.

Nilai kritis slip S cr dan momen awal Mp bergantung pada resistansi rotor circuit (lihat kurva 2... 4 pada Gambar. 19.5), dan momen Mp meningkat dengan bertambah, mencapai Mmax pada +  X K, di mana resistansi berkurang dari rheostat awal digunakan dalam motor dengan rotor fase untuk mengurangi arus start, meningkatkan torsi awal (lihat kurva 4 pada Gambar 19.5, b), memastikan kelancaran start-up dan mengendalikan kecepatan rotor (lihat karakteristik mekanik rheostatik 2... 4 pada Gambar. 19.5, b).


Sifat kinerja motor induksi dapat dinilai oleh kinerja, yang digambarkan oleh kurva yang menyatakan ketergantungan grafis pada nilai daya P 2 yang berguna: arus I 1 dalam belitan stator, efisiensi , slip S, faktor daya cos, momen M yang berguna pada poros NERAKA pada U 1 = const dan f 1 = const (gbr. 19.6). Mereka ditentukan secara eksperimental atau dengan perhitungan menggunakan sirkuit pengganti motor asinkron.

Ketika daya idle P 2 = 0; pada saat yang sama, arus stator gulungan I 0, menciptakan medan magnet berputar, cukup besar dan berjumlah 30... 50% dari arus pengenal 1 n. Frekuensi rotasi rotor n 20 = = (0,995... 0,998) n 1.

Ketika beban pada poros meningkat, arus stator meningkat, seperti halnya kekuatan aktif P 2 dan P 1. Pada gilirannya, faktor daya meningkat.

Ketergantungan M = f (P 2) ditentukan oleh rumus M = 9550 В 2 / n 2, dari mana ia mengikuti bahwa ketergantungan ini merupakan garis lurus sedikit melengkung melewati asal, karena kecepatan rotasi rotor NERAKA sedikit menurun dengan meningkatnya beban pada poros.

Sifat ketergantungan faktor daya NERAKA pada daya pada poros, yaitu cos  = f (P 2), ditentukan oleh ekspresi cos  = P 1 /

Karakteristik efisiensi h = f (P 2) HELL meningkat sangat cepat dari nol (tidak aktif) menjadi 0,4. 0,5 dari beban nominal dan mencapai nilai tertinggi (0,85... 0,95.) Dalam kisaran 0,7-0,8 dari beban nominal, dan kemudian perlahan menurun karena peningkatan kerugian variabel (lihat Gambar 19.6).

4. URAIAN SINGKAT DARI MODEL NERAKA

TUGAS DAN INDIKASI METODIK UNTUK MEREKA

Tugas 1. Kenali antarmuka model untuk menguji tekanan arteri (gbr. 19.7), dengan menentukan tujuan dari jendela (bidang), termasuk yang dilengkapi dengan panah untuk berubah, misalnya, tahanan poros, hambatan dari resistor awal, pilihan sirkuit sambungan stator, dan juga jendela nilai output, meniru pembacaan alat ukur.

Menurut opsi N, pilih jenis mesin (untuk varian ganjil dari Tabel 1, tekanan arteri dengan rotor sangkar-tupai, dan untuk opsi bernomor genap dari Tabel 2, dengan rotor fase, di mana N sama dengan nomor masuk siswa dalam jurnal pendidikan kelompok) data nominalnya: daya mekanis nominal P n = P 2 n pada poros, tegangan pasokan linier U n dan frekuensinya f 1, arus nominal I n, frekuensi rotasi poros nominal n n, efisiensi  n, faktor daya nominal cos  n, jumlah pasang kutub p dari medan magnet berputar stator.

Tugas 2. Melaksanakan BP "start-up" (menjalankan program untuk memodelkan dan menghitung parameter BP) dan menghilangkan karakteristik mekanis dan operasi dari BP. Untuk tujuan ini:

Klik tombol "Mulai", yaitu, "sambungkan" gulungan stator dari AD ke jaringan AC tiga fase dan rekam 1 tab. 19,1 nilai tegangan linier U1, arus linier I 1, daya aktif P 1, "dikonsumsi" NERAKA dari jaringan, kecepatan rotor n 2 dalam mode siaga (momen berguna pada poros M = 0), yang ditampilkan di bidang yang bersesuaian pada layar tampilan;

Untuk menghapus karakteristik yang Anda butuhkan:

Klik tombol "Load On" yang terletak di bagian bawah bidang kerja model HELL, yaitu, "sambungkan" bidang gulungan elektromagnetik rem elektromagnetik ke jaringan;

Stepwise meningkatkan momen resistensi (beban) M pada poros NERAKA, tulis di meja. 19,1 pembacaan "alat ukur" pada 8. 9 nilai momen M: dari mode diam (M = 0, P 2 = 0) ke nilai M = (1,2. 1,5) M n atau P 2 = (1, 2. 1.5) P 2 n.

Anda Sukai Tentang Listrik