Apa itu motor asinkron? Prinsip kerjanya

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.

Motor asynchronous: keakraban dengan peralatan

Kehidupan di zaman kita tidak dapat dibayangkan tanpa motor listrik. Unit-unit ini telah menemukan aplikasi luas tidak hanya di industri, tetapi juga dalam kehidupan sehari-hari - setelah semua, peralatan listrik, yang dirancang untuk membuat kehidupan manusia lebih mudah, di 95% kasus tidak dilakukan tanpa menggunakan motor listrik. Dan bahkan jika Anda berusaha keras, maka Anda tidak dapat membayangkan hidup tanpa mereka.

Meskipun motor asinkron pertama yang diproduksi oleh Nikola Tesla pada akhir 1880-an, pada saat itu tidak mendapat distribusi karena terlalu banyak daya yang hilang selama operasinya. Dan kinerja mesin pada saat peluncuran sangat rendah.

Apa itu motor asinkron? Pada intinya, itu adalah alat yang mengubah arus listrik menjadi energi mekanik melalui medan magnet yang memutar rotor di dalam stator. Frekuensi rotasi medan magnet yang dibuat pada gulungan stator tidak sama dengan parameter yang sama dari inti. Itulah mengapa mereka disebut "motor asynchronous", yaitu "Rotasi non-simultan."

Adapun jenis unit-unit ini, mereka agak berbeda, tetapi lebih pada itu nanti. Sebagai permulaan, masuk akal untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan mesin semacam itu, yaitu. yang paling umum dari mereka adalah perangkat dengan rotor tupai-sangkar, dilambangkan sebagai ADDC (sangkar tupai tipe motor asynchronous).

Kekuatan dan kelemahan

Pertama-tama, motor listrik asinkron cukup sederhana dalam hal perangkat dan manufaktur, yang tidak dapat tetapi mempengaruhi biaya mereka, karena, khususnya, karena harga yang rendah, motor ini telah mendapatkan popularitas besar di kalangan pembeli. Keandalan tekanan darah dan efektivitas biaya mereka di bidang biaya operasi juga memainkan peran penting - mereka praktis tidak memerlukan perawatan. Tentu saja, ini tidak berarti bahwa motor listrik asinkron dapat diinstal dan benar-benar melupakan revisi berkala, tetapi masih membutuhkan sedikit, rangkaiannya cukup bersahaja.

Dan tentu saja Anda tidak boleh lupa bahwa untuk dimasukkan dalam jaringan, yaitu untuk start-up dan operasi, tidak ada perangkat tambahan yang diperlukan, seperti berbagai konverter, dll.

Tapi, dengan kesederhanaan dan biaya rendah seperti itu, tentu saja itu bukan tanpa kekurangannya, yang tidak bisa disebut minor. Di antara mereka adalah sebagai berikut:

  • torsi awal yang relatif kecil;
  • arus awal yang signifikan, dan oleh karena itu konsumsi daya ketika dihidupkan;
  • efisiensi yang cukup rendah;
  • ketepatan yang dibutuhkan kecepatan cukup sulit untuk menyesuaikan;
  • untuk motor asinkron dengan drive hubung pendek (ketika terhubung ke jaringan tiga-fase 50 Hz), kecepatan putaran tidak melebihi 3000 rpm;
  • ketergantungan besar torsi pada tegangan jaringan. Sebagai contoh, ketika arus input berkurang 2 kali, kecepatan torsi dapat turun 4 kali.

Tetapi semua hal di atas hanya berlaku untuk motor yang memiliki struktur berdasarkan rotor pendek, produksi mesin yang tidak terbatas. Mari kita coba mempertimbangkan secara lebih detail motor listrik asinkron dengan rotor sangkar-tupai, serta jenis unit serupa lainnya yang disajikan di rak-rak toko peralatan listrik.

Rotor motor asinkron, yang berliku-liku yang hubung pendek, juga disebut "roda tupai" karena fakta bahwa itu terlihat seperti kisi silinder, batang yang ditutup dengan cara dua cincin dari satu dan ujung yang lain.

Struktur dari kedua rotor dan stator asinkron tidak berlekuk. Dalam AD daya rendah, belitan dibuat dengan cara paling sederhana - paduan aluminium dalam keadaan cair dituangkan ke dalam rongga pada rotor. Dengan cara yang sama, pada saat yang sama, kedua cincin yang menutup "roda" serta sinkronisasi wajah diisi, melaksanakan pendinginan ventilasi unit, yaitu. ini memastikan suhu kerja normal. Jika perlu, pembuatan mesin lebih kuat daripada paduan aluminium menggunakan tembaga.

Motor AC asynchronous dengan apa yang disebut. "Sangkar tupai ganda" untuk meningkatkan karakteristik awal sekarang hampir seperti masa lalu. Sekarang skema ini digunakan di mana alur untuk konduktor dibuat lebih dalam, dan bagian dalam dari masing-masing memiliki bagian yang lebih besar daripada yang terluar. Sebagai hasil dari teknologi pembuatan rotor ini, torsi awal meningkat dan arus menurun, karena ketahanan aktif yang lebih kuat dari belitan.

Bidang penerapan ADRC cukup luas. Selain itu, dalam beberapa tahun terakhir, konverter frekuensi semakin banyak digunakan sehingga dapat meningkatkan kecepatan secara bertahap, menghasilkan torsi awal yang lebih besar dan pengurangan arus, sehingga meningkatkan efisiensi motor induksi rotor hubung singkat.

Juga sangat menarik adalah skema eksekusi ADKZ, yang menggunakan kemungkinan mengubah jumlah pasang gulungan stator. Prinsip operasi motor induksi menyiratkan bahwa tindakan tersebut dapat mengubah kecepatan putarannya.

Saat ini, desain mesin seperti itu, terlepas dari kekurangannya, adalah yang paling umum dan dicari. Tetapi jenis motor asynchronous lainnya sudah lebih fokus, dan penggunaannya tidak begitu signifikan.

Rotor besar-besaran di AD

Sebuah motor hubung singkat, yang prinsip operasinya adalah tidak adanya berliku seperti itu. Rotor di sini seluruhnya terdiri dari baja dan pada saat yang sama adalah konduktor dan konduktor magnetik. Arus eddy yang diprakarsai oleh medan magnet berputar berinteraksi dengan arus yang dibuat oleh stator, di mana torsi dibuat. Mari kita mencoba untuk mengetahui apa yang pro dan kontra dari motor asynchronous ini.

Keuntungannya termasuk biaya rendah dan kemudahan pembuatan, kekuatan mekanik yang cukup tinggi (yang sangat penting untuk unit dengan kecepatan rotasi tinggi), serta kehadiran torsi awal yang tinggi. Tetapi pada saat yang sama ada kerugian yang sangat signifikan - kerugian energi yang agak besar dari rotor selama operasi.

Juga menarik adalah beberapa fitur yang memiliki motor asinkron serupa, ini adalah karakteristik mekanis yang lembut dan pemanasan yang kuat dari unit, terlepas dari beban, yang merupakan kelemahan yang cukup signifikan karena penurunan tajam dalam efisiensi. Ternyata energi utama dihabiskan untuk pemanasan, yaitu. pembangkit panas.

Tentu saja, perbaikan sedang dikembangkan untuk jenis mesin yang serupa, seperti tembaga-plating rotor atau penambahan cincin tembaga dari ujung, tetapi modernisasi ini membantu sedikit.

Juga di sini dapat dikaitkan, dan rotor baja berongga, yang dibuat untuk bekerja dengan lebih sedikit panas.

Fase rotor pada motor asinkron

Seperti perangkat motor asynchronous lebih rumit, sejak rotor mereka memiliki belitan tiga fase, yang terhubung dalam "bintang". Mesin semacam itu memiliki kemampuan untuk mengatur kecepatan dengan lancar, dan rentang putarannya cukup lebar. Sirkuit eksternal terhubung ke poros berputar dengan menggunakan sikat khusus, yang bisa grafit atau tembaga-grafit. Rotor berliku terbuat dari tembaga.

Motor listrik asinkron seperti ini cocok untuk digunakan dengan inverter, rheostats untuk mengubah kecepatan rotasi, dan bahkan dapat berfungsi sebagai motor sinkron ketika tegangan langsung diterapkan padanya.

Kemungkinan yang memiliki motor asynchronous dengan rotor fase cukup lebar, tetapi kompleksitas dalam pembuatannya, serta biaya yang agak tinggi, tidak memberikan distribusi yang lebih luas ke perangkat tersebut.

Mesin Schrage-Richter

Tipe ini adalah motor asinkron tiga fasa asinkron, dengan daya yang disalurkan melalui rotor. Jadi, unit semacam itu juga disebut terbalik.

Motor listrik asinkron, yang memiliki sirkuit serupa, telah menjadi sejarah dan tidak memiliki aplikasi praktis saat ini.

Kecepatan putaran di dalamnya diatur oleh roda kemudi khusus yang menggerakkan sikat, sebagai akibat dari induktansi yang berubah. Sistem seperti ini secara ekonomis mengubah kecepatan putaran rotor, tetapi secara lebih detail pada unit-unit tersebut tidak boleh berhenti.

Jauh lebih menarik untuk memahami struktur motor asynchronous dan prinsip operasinya.

Perangkat dan prinsip operasi

Seperti disebutkan sebelumnya, desain motor asynchronous cukup sederhana - itu adalah rotor, atau bagian yang berputar, dan stator adalah lilitan tetap, di dalam mana pulsa elektromagnetik dibuat. Di luar, stator dapat memiliki casing padat atau dilas yang terbuat dari besi tuang, aluminium, atau paduannya, yang berfungsi sebagai pendingin radiator selama operasi.

Prinsip kerja tekanan darah adalah sebagai berikut: tegangan yang diterapkan pada belitan menciptakan medan magnet. Dan sejak itu Sudut fase dalam motor asinkron adalah 120 derajat, maka medan yang dihasilkan oleh mereka berputar. Ini juga menciptakan torsi, melewati gulungan rotor. Kenyataannya, makna dari pekerjaan ini sama dengan unit sinkron, tetapi tidak perlu membuat bidang tambahan dalam bentuk magnet pada stator.

Menghubungkan motor asynchronous

Setelah memahami apa prinsip tindakan tekanan darah, Anda dapat melanjutkan ke koneksi.

Ada dua jenis menghubungkan motor asinkron ke jaringan 380 V, meskipun ini tidak mengubah prinsip operasinya. Ini bisa menjadi "bintang" atau "segitiga". Sekarang masuk akal untuk menganalisis masing-masing jenis ini secara lebih rinci.

Menghubungkan "bintang" adalah sebagai berikut: tegangan di kabel fase dipasok ke awal, dan setiap belitan motor induksi terhubung ke awal yang berikutnya sedemikian rupa sehingga menciptakan semacam segitiga.

Kabel nol tidak diperlukan ketika menghubungkan motor tiga fase, mereka benar-benar cukup melindungi landasan perumahan.

Menghubungkan "bintang" sedikit berbeda dari yang sebelumnya. Di sini ujung dari semua gulungan terhubung bersama, dan tegangan juga diterapkan ke awal. Menariknya, dengan koneksi seperti itu, yang disebut "nol teknis" muncul di persimpangan ketiga gulungan karena perbedaan potensial. Fenomena fisik serupa dapat diamati pada konduktor kawat tegangan tinggi, di mana nol terletak tepat di tengah, sementara arus tegangan tinggi mengalir melalui konduktor.

Apakah ada alternatif

Sudah bukan rahasia lagi bahwa perangkat motor asinkron tiga fasa menyiratkan sejumlah besar listrik untuk menghasilkan panas, dan oleh karena itu efisiensinya cukup rendah. Tetapi saat ini tidak ada alternatif untuk unit-unit seperti itu, dan karena itu penggunaannya terus berlanjut, baik dalam industri maupun dalam kehidupan sehari-hari.

Tentu saja, dengan munculnya inverter, efisiensi mereka telah meningkat secara signifikan. Sekarang motor tipe inverter bekerja dengan baik di mesin cuci, lemari es dan peralatan lainnya, memungkinkan Anda mendapatkan hasil maksimal dengan konsumsi daya yang lebih sedikit.

Mungkin di masa depan akan ada sesuatu yang baru yang akan dapat menggantikan motor asynchronous, tetapi untuk saat ini ini tetap satu-satunya unit dari jenisnya, tanpa yang berbagai produksi tidak mungkin. Ini menjelaskan relevansi dan prevalensinya.

Perangkat dan prinsip pengoperasian motor asinkron

Motor listrik asynchronous (AD) banyak digunakan dalam ekonomi nasional. Menurut berbagai sumber, hingga 70% dari semua energi listrik diubah menjadi energi mekanik gerak rotasi atau translasi yang dikonsumsi oleh motor asinkron. Energi listrik menjadi energi mekanik dari gerakan translasi diubah oleh motor listrik asinkron linier, yang banyak digunakan dalam propulsi listrik, untuk melakukan operasi teknologi. Penggunaan luas tekanan darah dikaitkan dengan sejumlah keunggulan mereka. Motor asynchronous adalah yang paling sederhana dalam desain dan manufaktur, dapat diandalkan dan termurah dari semua jenis motor listrik. Mereka tidak memiliki unit pengumpul kuas atau unit pengumpul arus geser, yang, di samping keandalan yang tinggi, memastikan biaya pengoperasian minimum. Tergantung pada jumlah fase pengumpanan, motor asinkron fase tunggal dan fase tunggal dibedakan. Motor asinkron tiga fase dalam kondisi tertentu dapat berhasil menjalankan fungsinya bahkan ketika dihidupkan dari jaringan fase tunggal. NERAKA banyak digunakan tidak hanya di industri, konstruksi, pertanian, tetapi juga di sektor swasta, dalam kehidupan sehari-hari, di bengkel rumah, di kebun. Motor asinkron fase tunggal mendorong mesin cuci, kipas angin, mesin woodworking kecil, peralatan listrik, dan pompa pasokan air. Paling sering, tekanan arteri tiga fase digunakan untuk memperbaiki atau membuat mekanisme dan perangkat manufaktur industri atau desain eksklusif. Dan di pembuangan desainer dapat menjadi jaringan tiga fase dan fase tunggal. Ada masalah dalam menghitung daya dan memilih motor untuk satu atau kasus lain, memilih rangkaian kontrol yang paling rasional dari motor asinkron, menghitung kapasitor memastikan pengoperasian motor asinkron tiga fase dalam mode fase tunggal, memilih penampang dan jenis kabel, kontrol dan perangkat perlindungan. Masalah praktis semacam ini dikhususkan untuk buku yang ditawarkan kepada pembaca. Buku ini juga memberikan deskripsi perangkat dan prinsip operasi motor asinkron, rasio desain dasar untuk motor dalam mode tiga fase dan fase tunggal.

Perangkat dan prinsip operasi motor listrik asynchronous

1. Perangkat motor asinkron tiga fase

Motor asinkron tiga fase tradisional (AD), yang menyediakan gerak rotasi, adalah mesin listrik yang terdiri dari dua bagian utama: stator tetap dan rotor yang berputar pada poros motor. Stator motor terdiri dari bingkai di mana inti stator elektromagnetik yang disebut dimasukkan, termasuk inti magnetik dan gulungan stator tiga fase terdistribusi. Tujuan nukleus adalah untuk membuat magnet mesin atau menciptakan medan magnet yang berputar. Inti magnetik stator terdiri dari lembaran (dari 0,28 hingga 1 Mm) yang terisolasi satu sama lain, dicap dari baja listrik khusus. Dalam lembaran ada zona dentate dan kuk (Gambar 1.a). Seprai dirakit dan diikat sedemikian rupa sehingga gigi stator dan alur stator dibentuk dalam inti magnetik (Gambar 1.b). Sirkuit magnetik adalah hambatan magnetik kecil untuk fluks magnetik yang dihasilkan oleh gulungan stator, dan karena fenomena magnetisasi, fluks ini meningkat.

Fig. 1 inti stator magnet

Sebuah gulungan stator tiga fase didistribusikan diletakkan ke dalam alur sirkuit magnetik. Berliku dalam kasus yang paling sederhana terdiri dari tiga kumparan fase, sumbu yang bergeser dalam ruang relatif satu sama lain dengan 120 °. Kumparan fase saling berhubungan oleh bintang atau segitiga (Gbr. 2).

Gambar 2. Diagram koneksi lilitan fasa dari motor asinkron tiga fasa dalam bintang dan segitiga

Informasi lebih rinci tentang diagram koneksi dan simbol untuk awal dan akhir gulungan ditunjukkan di bawah ini. Rotor mesin terdiri dari inti magnet, juga dirakit dari lembaran baja bermotif, dengan alur yang dibuat di dalamnya, di mana rotor berliku berada. Ada dua jenis gulungan rotor: fase dan hubung pendek. Belitan fase mirip dengan belitan stator, terhubung dalam bintang. Ujung-ujung belitan rotor dihubungkan bersama dan diinsulasi, dan bagian awal dilekatkan pada cincin kontak yang terletak pada poros motor. Sikat tetap ditumpangkan pada slip ring, diisolasi dari satu sama lain dan dari poros motor dan berputar bersama dengan rotor, ke sirkuit eksternal yang terpasang. Ini memungkinkan, dengan mengubah resistansi rotor, untuk mengatur kecepatan putaran mesin dan membatasi arus awal. Jenis sel-sel tupai pendek "tupai" yang paling banyak digunakan. Rotor berliku dari mesin besar termasuk batang kuningan atau tembaga, yang didorong ke dalam alur, dan cincin-cincin short-end dipasang di sepanjang ujungnya, di mana batang disolder atau dilas. Untuk seri BPS daya rendah dan menengah, rotor berliku dibuat dengan die casting aluminium alloy. Pada saat yang sama, batang 2 dan cincin hubungan pendek 4 dengan sayap kipas dicetak pada saat yang sama dalam paket rotor 1 untuk meningkatkan kondisi pendinginan mesin, kemudian paket ditekan ke poros 3. (Gbr. 3). Pada bagian yang dibuat dalam gambar ini, profil alur, gigi dan batang rotor terlihat.

Fig. 3. Rotor motor asynchronous dengan belitan sirkuit pendek

Gambaran umum dari motor asinkron seri 4A disajikan pada Gambar. 4 [2]. Rotor 5 ditekan ke poros 2 dan dipasang pada bantalan 1 dan 11 dalam lubang stator di perisai bantalan 3 dan 9, yang melekat pada ujung stator 6 di kedua sisi. Ke ujung bebas dari poros 2 pasang beban. Di ujung lain dari poros, kipas 10 diperkuat (mesin dari versi tertutup yang tertutup), yang ditutup dengan tutup 12. Kipas memberikan penghilangan panas yang lebih intensif dari mesin untuk mencapai kapasitas beban yang sesuai. Untuk perpindahan panas yang lebih baik, tempat tidur dilemparkan dengan rusuk 13 di hampir seluruh permukaan tempat tidur. Stator dan rotor dipisahkan oleh celah udara, yang untuk mesin dengan daya kecil berkisar 0,2 hingga 0,5 mm. Untuk memasang mesin ke fondasi, bingkai, atau langsung ke mekanisme yang diatur dalam gerakan pada rangka, kaki 14 dengan lubang pemasangan disediakan. Flanged motors juga tersedia. Pada mesin semacam itu, pada salah satu perisai bantalan (biasanya dari sisi poros), sebuah flens digunakan untuk menghubungkan mesin ke mekanisme kerja.

Fig. 4. Tampilan umum motor asinkron seri 4A

Mesin yang memiliki kedua cakar dan flange juga diproduksi. Dimensi instalasi dari mesin (jarak antara lubang di kaki atau flensa), serta ketinggian poros rotasi, dinormalisasi. Ketinggian sumbu rotasi adalah jarak dari bidang di mana mesin ditempatkan ke sumbu rotasi poros rotor. Ketinggian sumbu rotasi mesin tenaga kecil: 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100 mm.

2. Prinsip operasi motor asinkron tiga fase

Telah dicatat di atas bahwa belitan tiga fase dari stator berfungsi untuk menarik mesin atau menciptakan apa yang disebut medan magnet berputar dari motor. Prinsip motor induksi didasarkan pada hukum induksi elektromagnetik. Medan magnet berputar stator memotong konduktor-rotor rotor sirkuit pendek, yang pada akhirnya menginduksi gaya gerak listrik, menyebabkan arus bolak-balik mengalir dalam rotor berliku. Arus rotor menciptakan medan magnetnya sendiri, interaksinya dengan medan magnet berputar stator mengarah ke rotasi rotor setelah ladang. Ide operasi motor asynchronous paling jelas diilustrasikan oleh pengalaman sederhana yang ditunjukkan oleh akademisi Perancis Arago pada abad ke-18 (Gbr. 5). Jika magnet berbentuk tapal kuda diputar pada kecepatan konstan dekat piringan logam yang terletak bebas pada sumbu, maka piringan akan mulai berputar setelah magnet pada kecepatan tertentu kurang dari kecepatan putaran magnet.

Fig. 5. Pengalaman Arago, menjelaskan prinsip motor asinkron

Fenomena ini dijelaskan atas dasar hukum induksi elektromagnetik. Ketika kutub magnet bergerak di dekat permukaan disk, gaya gerak listrik diinduksi dalam kontur di bawah kutub dan arus muncul yang menciptakan medan magnet dari disk. Seorang pembaca yang sulit membayangkan kontur konduktif dalam piringan padat dapat menggambarkan disk dalam bentuk roda dengan banyak jari-jari konduktif yang dihubungkan oleh pelek dan lengan. Dua jari-jari, serta segmen pelek dan bushing yang menghubungkannya, merupakan kontur dasar. Bidang disk yang digabungkan ke bidang kutub magnet permanen berputar, dan disk yang entrained oleh medan magnet sendiri. Jelas, kekuatan elektromotif terbesar akan diinduksi dalam kontur disk ketika disk stasioner, dan sebaliknya, yang terkecil ketika dekat dengan kecepatan rotasi disk. Beralih ke motor asinkron nyata, kami mencatat bahwa rotor rotor sirkuit pendek dapat disamakan dengan disk, dan stator berliku dengan inti magnet - ke magnet berputar. Namun, rotasi medan magnet di stator stasioner adalah karena sistem tiga fase arus yang mengalir dalam belitan tiga fase dengan pergeseran fase spasial.

Perangkat, prinsip kerja motor asynchronous

Motor asinkron adalah mesin AC. Kata "asynchronous" artinya tidak simultan. Dalam hal ini, ini berarti bahwa dalam motor asinkron frekuensi rotasi medan magnet berbeda dari frekuensi rotasi rotor. Bagian utama mesin adalah stator dan rotor, terpisah satu sama lain oleh celah udara yang seragam.

Fig.1. Motor Asynchronous

Stator adalah bagian tetap dari mesin (Gbr. 1, a). Untuk mengurangi kehilangan arus eddy, intinya dirakit dari lembaran baja listrik yang ditekan dengan ketebalan 0,35 - 0,5 mm, diisolasi satu sama lain oleh lapisan pernis. Berliku diletakkan di celah-celah sirkuit magnetik stator. Pada motor tiga fase, belitan adalah tiga fase. Fase belitan dapat dihubungkan dalam bintang atau segitiga, tergantung pada besarnya tegangan jaringan.

Rotor adalah bagian yang berputar dari mesin. Inti magnetik rotor adalah silinder yang terbuat dari lembaran baja listrik yang dicap (Gbr. 1, b. C). Dalam slot rotor ditempatkan berliku, tergantung pada jenis berliku, rotor motor asinkron dibagi menjadi hubung singkat dan fase (dengan cincin slip). Gulungan sirkuit pendek adalah batang tembaga atau aluminium yang tidak terinsulasi (Gbr. 1, d) yang terhubung ke ujung cincin dari bahan yang sama ("sangkar tupai").

Pada rotor fase (lihat Gambar 1, c) di celah-celah sirkuit magnetik ada belitan tiga fase, fase yang dihubungkan oleh bintang. Ujung bebas dari fase belitan terhubung ke tiga slip ring tembaga yang dipasang pada poros motor. Selip cincin diisolasi dari satu sama lain dan dari poros. Untuk cincin ditekan karbon atau sikat tembaga-grafit. Melalui cincin kontak dan kuas pada rotor berliku, Anda dapat menyalakan tiga fase mulai dan menyesuaikan rheostat.

Konversi energi listrik menjadi energi mekanik dalam motor asinkron dilakukan dengan cara medan magnet berputar. Medan magnet yang berputar adalah aliran konstan, berputar dalam ruang dengan kecepatan sudut konstan.

Kondisi yang diperlukan untuk eksitasi medan magnet yang berputar adalah:

- Pergeseran spasial dari sumbu kumparan stator,

- pergeseran waktu arus dalam gulungan stator.

Persyaratan pertama dipenuhi oleh lokasi yang tepat dari koil magnetizing pada inti magnetik stator. Sumbu fase belitan diimbangi dalam ruang dengan sudut 120º. Kondisi kedua dipastikan oleh pasokan ke kumparan stator dari sistem tegangan tiga fase.

Ketika motor dihidupkan dalam jaringan tiga fase, sistem arus frekuensi dan amplitudo yang sama dibentuk dalam belitan stator, perubahan periodik yang relatif terhadap satu sama lain dibuat dengan penundaan 1/3 dari periode tersebut.

Arus dari fase lilitan membuat medan magnet berputar relatif terhadap stator dengan frekuensi n1. rpm, yang disebut kecepatan mesin sinkron:

dimana f1 - frekuensi utama, Hz;

p adalah jumlah pasang kutub medan magnet.

Dengan frekuensi jaringan Hz arus standar, frekuensi rotasi medan sesuai dengan rumus (1) dan tergantung pada jumlah pasangan kutub memiliki nilai-nilai berikut:

Berputar, medan memotong konduktor berliku rotor, mendorong ggl di dalamnya. Ketika rotor berliku tertutup, EMF menyebabkan arus, ketika berinteraksi dengan medan magnet yang berputar, momen elektromagnetik berputar terjadi. Frekuensi rotasi rotor dalam mode motor dari mesin asinkron selalu kurang dari frekuensi rotasi lapangan, yaitu. rotor tertinggal di belakang bidang berputar. Hanya di bawah kondisi ini adalah EMF yang diinduksikan dalam konduktor rotor, arus mengalir dan torsi dibuat. Fenomena lag rotor dari medan magnet disebut slip. Tingkat lag rotor dari medan magnet ditandai dengan besarnya slip relatif

dimana n2 - kecepatan rotor, rpm

Untuk motor asynchronous, slip dapat bervariasi dari 1 (mulai) ke nilai mendekati 0 (idle).

185.154.22.117 © studopedia.ru bukan penulis materi yang diposting. Tetapi memberikan kemungkinan penggunaan gratis. Apakah ada pelanggaran hak cipta? Tulis kepada kami.

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 terhadap 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.

Slide 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.

Anda Sukai Tentang Listrik

  • Watt - unit daya

    Pencahayaan

    Sistem Internasional untuk Pengukuran Unit (SI) untuk pengukuran daya menyediakan unit yang disebut Watt. Unit ini berutang nama untuk mekanik-penemu Skotlandia-Irlandia James Watt, yang menciptakan mesin uap universal.