Motor asinkron fase tunggal: cara kerjanya

Nama perangkat listrik ini menunjukkan bahwa energi listrik yang dipasok ke listrik diubah menjadi gerak rotasi rotor. Selain itu, kata sifat "asynchronous" mencirikan ketidaksesuaian, lag dari kecepatan rotasi armatur dari medan magnet stator.

Kata "fase tunggal" menyebabkan definisi yang ambigu. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa istilah "fase" dalam listrik mendefinisikan beberapa fenomena:

pergeseran, perbedaan sudut antara nilai vektor;

konduktor potensial dari dua, tiga atau empat-kawat rangkaian listrik arus bolak-balik;

salah satu gulungan stator atau rotor dari motor atau generator tiga fase.

Oleh karena itu, kita harus segera mengklarifikasi bahwa itu adalah kebiasaan untuk memanggil satu fasa motor listrik yang beroperasi dari listrik AC dua kawat, diwakili oleh fase dan nol potensial. Jumlah gulungan yang dipasang di berbagai konstruksi stator tidak terpengaruh oleh definisi ini.

Desain motor

Menurut perangkat teknisnya, motor asinkron terdiri dari:

1. stator - statis, bagian tetap, dibuat oleh perumahan dengan berbagai elemen elektroteknik yang terletak di atasnya;

2. rotor diputar oleh medan elektromagnetik stator.

Sambungan mekanis kedua bagian ini dibuat dengan memutar bantalan, cincin bagian dalam yang dipasang pada slot poros rotor yang dipasang, dan yang terluar dipasang pada penutup sisi pelindung yang dipasang pada stator.

Rotor

Perangkat untuk model ini sama dengan semua mesin asinkron: inti magnetik pelat dilaminasi berdasarkan paduan besi lunak dipasang pada poros baja. Pada permukaan luarnya ada alur di mana batang gulungan aluminium atau tembaga dipasang, korslet di ujung ke cincin penutup.

Arus listrik yang diinduksi oleh medan magnet dari arus stator dalam belitan rotor, dan sirkuit magnetik berfungsi untuk lintasan yang baik dari fluks magnetik yang dibuat di sini.

Desain rotor yang terpisah untuk motor fase tunggal dapat dibuat dari bahan non-magnetik atau feromagnetik dalam bentuk silinder.

Stator

Desain stator juga disajikan:

Tujuan utamanya adalah untuk menghasilkan medan elektromagnetik stasioner atau berputar.

Gulungan stator biasanya terdiri dari dua sirkuit:

Dalam desain yang paling sederhana yang dirancang untuk promosi jangkar manual, hanya satu lilitan yang dapat dibuat.

Prinsip operasi motor listrik fase tunggal asinkron

Untuk menyederhanakan penyajian materi, mari kita bayangkan bahwa gulungan stator dibuat hanya dengan satu putaran putaran. Kabel-kabelnya di dalam stator tersebar dalam lingkaran pada 180 derajat sudut. Arus sinusoidal bergantian dengan setengah gelombang positif dan negatif melewatinya. Ini menciptakan bukan berputar, tetapi medan magnet berdenyut.

Bagaimana pulsasi medan magnet muncul?

Mari kita menganalisa proses ini dengan contoh arus positif gelombang setengah saat t1, t2, t3.

Ini melewati bagian atas konduktor ke arah kita, dan di sepanjang bagian bawah - dari kita. Dalam bidang tegak lurus yang diwakili oleh sirkuit magnetik, fluks magnetik muncul di sekitar konduktor F.

Arus yang bervariasi dalam amplitudo pada titik waktu yang dianggap menciptakan medan elektromagnetik yang berbeda ukuran F1, F2, F3. Karena arus di bagian atas dan bawahnya sama, tetapi kumparan melengkung, fluks magnetik setiap bagian diarahkan ke arah yang berlawanan dan menghancurkan tindakan satu sama lain. Ini dapat ditentukan oleh aturan gimlet atau tangan kanan.

Seperti yang Anda lihat, dengan setengah gelombang positif rotasi medan magnet tidak diamati, dan hanya ada riak di bagian atas dan bawah kawat, yang juga saling seimbang di inti magnetik. Proses yang sama terjadi ketika bagian negatif dari sinusoid, ketika arus berubah arah ke arah sebaliknya.

Karena tidak ada medan magnet yang berputar, rotor akan tetap tidak bergerak, karena tidak ada gaya yang diterapkan padanya untuk memulai rotasi.

Bagaimana rotasi rotor dibuat di medan berdenyut

Jika sekarang memutar rotor, setidaknya dengan tangannya, dia akan melanjutkan gerakan ini.

Untuk menjelaskan fenomena ini, kami akan menunjukkan bahwa total fluks magnetik bervariasi dalam frekuensi arus sinusoid dari nol hingga nilai maksimum di setiap setengah periode (dengan arah yang berlawanan) dan terdiri dari dua bagian yang terbentuk di cabang atas dan bawah, seperti yang ditunjukkan pada gambar.

Medan pulsasi magnet stator terdiri dari dua lingkaran dengan amplitudo Fmax / 2 dan bergerak berlawanan arah dengan satu frekuensi.

Dalam rumus ini ditunjukkan:

nr dan nbr frekuensi rotasi medan magnet stator dalam arah maju dan mundur;

n1 adalah kecepatan putaran magnet berputar (rpm);

p adalah jumlah pasangan kutub;

f - frekuensi arus dalam gulungan stator.

Sekarang, dengan tangan kami, kami akan memberikan rotasi ke mesin dalam satu arah, dan akan segera mengambil gerakan karena terjadinya momen yang berputar yang disebabkan oleh rotor geser relatif terhadap fluks magnetik yang berbeda dari arah maju dan mundur.

Mari kita asumsikan bahwa fluks magnetik dari arah depan bertepatan dengan rotasi rotor, dan sebaliknya, akan berlawanan. Jika kita menunjukkan dengan n2 kecepatan rotasi dari angker dalam rev / menit, maka kita dapat menulis ekspresi n2

Sebagai contoh, sebuah motor listrik beroperasi pada jaringan 50 Hz dengan n1 = 1500, dan n2 = 1440 putaran per menit. Rotor-nya memiliki slip relatif terhadap fluks magnetik dari arah maju Spr = 0,04 dan frekuensi f2pr saat ini = 2 Hz. Slip sebaliknya adalah Soobr = 1,96, dan frekuensi arus adalah f2obr = 98 Hz.

Atas dasar hukum Ampere, dalam interaksi I2pr saat ini dan medan magnet Fpr, torsi Mpr akan muncul.

Di sini nilai koefisien konstan cM bergantung pada desain mesin.

Dalam hal ini, fluks magnetik reverse Mobr juga bertindak, yang dihitung oleh ekspresi:

Akibatnya, interaksi dua aliran ini akan menghasilkan:

Perhatian! Ketika rotor berputar, arus frekuensi yang berbeda diinduksi di dalamnya, yang menciptakan torsi dengan arah yang berbeda. Oleh karena itu, angker mesin akan berputar di bawah aksi medan magnet berdenyut ke arah dari mana ia mulai berputar.

Selama waktu ketika motor fase tunggal mengatasi beban pengenal, selip kecil dibuat dengan bagian utama dari torsi langsung Mpr. Penolakan pengereman, medan magnet terbalik Mobr mempengaruhi sangat sedikit karena perbedaan dalam frekuensi arus arah maju dan mundur.

Arus balik arus f2 jauh lebih tinggi daripada f2pr, dan resistansi induktif yang dihasilkan oleh x2obr sangat melebihi komponen aktif dan memberikan efek demagnetisasi besar dari fluks magnetik terbalik Fabr, yang akhirnya menurun.

Karena faktor daya motor di bawah beban kecil, fluks magnetik sebaliknya tidak dapat memiliki efek yang kuat pada rotor yang berputar.

Ketika satu fase jaringan diumpankan ke motor dengan rotor tetap (n2 = 0), slip, baik langsung dan mundur, sama dengan satu, dan medan magnet dan kekuatan arus maju dan mundur seimbang dan rotasi tidak terjadi. Oleh karena itu, dari suplai satu fasa tidak mungkin untuk melepas angker motor.

Cara cepat menentukan kecepatan mesin:

Bagaimana rotasi rotor dibuat dalam motor asinkron fase tunggal

Dalam seluruh sejarah pengoperasian perangkat tersebut, solusi desain berikut telah dikembangkan:

1. putaran manual poros dengan tangan atau kabel;

2. penggunaan belitan tambahan yang terhubung pada saat peluncuran karena hambatan ohmik, kapasitif atau induktif;

3. membelah kumparan magnet pendek sirkuit magnet stator.

Metode pertama digunakan dalam pengembangan awal dan tidak mulai digunakan di masa depan karena kemungkinan risiko cedera saat peluncuran, meskipun tidak memerlukan sambungan rantai tambahan.

Penggunaan penggeser fase-pergeseran di stator

Untuk memberikan rotasi awal rotor ke belitan stator, pada saat start-up, yang lain tambahan terhubung, tetapi hanya bergeser dalam sudut sebesar 90 derajat. Ini dilakukan dengan kabel yang lebih tebal untuk melewati arus yang lebih tinggi daripada mengalir di tempat kerja.

Diagram koneksi seperti mesin ditunjukkan pada gambar di sebelah kanan.

Di sini, tombol tipe PNOS digunakan untuk menghidupkan, yang khusus dibuat untuk mesin tersebut dan secara luas digunakan dalam pengoperasian mesin cuci yang diproduksi di Uni Soviet. Tombol ini segera mengaktifkan 3 kontak sedemikian rupa sehingga dua yang ekstrim setelah menekan dan melepaskan tetap dalam keadaan aktif, sementara yang tengah sebentar ditutup, dan kemudian kembali ke posisi semula di bawah aksi pegas.

Kontak ekstrim tertutup dapat dimatikan dengan menekan tombol "Stop" yang berdekatan.

Selain tombol sakelar, untuk memutuskan sambungan belitan tambahan, dalam mode otomatis digunakan:

1. switch sentrifugal;

2. relay diferensial atau arus;

Untuk meningkatkan start mesin di bawah beban, elemen tambahan dalam belitan pemindah fase digunakan.

Koneksi motor fase tunggal dengan resistansi awal

Dalam skema seperti itu, resistansi ohmik secara berturut-turut dipasang ke stator tambahan yang berliku. Dalam hal ini, gulungan kumparan dilakukan secara bifilar, memberikan koefisien induksi diri kumparan sangat dekat dengan nol.

Karena penerapan dua teknik ini, ketika arus melewati belitan yang berbeda di antara keduanya, pergeseran fasa sekitar 30 derajat terjadi, yang cukup memadai. Perbedaan sudut dibuat dengan mengubah resistensi kompleks di setiap rangkaian.

Dengan metode ini, awal berliku dengan induktansi rendah dan peningkatan resistensi masih bisa terjadi. Untuk ini, belitan digunakan dengan sejumlah kecil lilitan kawat dari penampang yang diremehkan.

Koneksi motor fase tunggal dengan kapasitor mulai

Pergeseran arus kapasitansi dalam fase memungkinkan Anda untuk membuat sambungan berliku jangka pendek dengan kapasitor yang terhubung seri. Rantai ini hanya berfungsi saat mesin dinyalakan dan kemudian mati.

Kondensor mulai menghasilkan torsi tertinggi dan faktor daya yang lebih tinggi daripada metode awal resistif atau induktif. Dapat mencapai nilai 45 ÷ 50% dari nilai nominal.

Di sirkuit terpisah, kapasitansi juga ditambahkan ke rantai berliku yang bekerja, yang terus-menerus diaktifkan. Karena ini, penyimpangan arus dalam gulungan pada sudut orde π / 2 tercapai. Dalam hal ini, di stator, pergeseran amplitudo maxima terlihat, yang memberikan torsi yang baik pada poros.

Karena penerimaan teknis ini, mesin ini mampu menghasilkan lebih banyak daya saat start-up. Namun, metode ini hanya digunakan dengan penggerak awal yang berat, misalnya, untuk memutar drum mesin cuci yang diisi dengan pakaian dengan air.

Capacitor start memungkinkan Anda untuk mengubah arah rotasi armatur. Untuk melakukan ini, itu cukup untuk mengubah polaritas dari awal atau alur kerja.

Koneksi motor fase tunggal dengan kutub terpisah

Pada motor asynchronous dengan daya kecil dari orde 100 W, pemisahan magnetik stator stator digunakan karena masuknya loop tembaga hubung singkat di kutub magnet.

Dipotong menjadi dua bagian, seperti kutub menciptakan medan magnet tambahan, yang bergeser dari yang utama di sudut dan melemahkannya di tempat yang tertutup oleh kumparan. Karena ini, bidang berputar berbentuk elips dibuat, membentuk torsi arah konstan.

Dalam konstruksi seperti itu, shunt magnetik yang terbuat dari pelat baja dapat ditemukan, yang menutup ujung ujung kutub stator.

Mesin dengan desain serupa dapat ditemukan di perangkat kipas untuk meniup udara. Mereka tidak memiliki kemampuan untuk mundur.

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.

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).

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.

Perangkat dan prinsip operasi motor listrik asynchronous

Dalam industri, yang paling umum adalah motor asinkron tiga fase. Pertimbangkan struktur dan pengoperasian mesin-mesin ini.

Prinsip operasi motor asinkron didasarkan pada penggunaan medan magnet yang berputar.

Untuk memperjelas pengoperasian mesin semacam itu kami akan melakukan pengalaman berikut.

Kencangkan magnet tapal kuda pada sumbu sehingga bisa diputar oleh pegangan. Di antara kutub magnet kita menempatkan pada sumbu silinder tembaga yang dapat berputar bebas.

Gambar 1. Model paling sederhana untuk menghasilkan medan magnet berputar.

Mari kita mulai memutar magnet dengan pegangan searah jarum jam. Medan magnet juga akan mulai berputar dan, dengan rotasi, akan memotong silinder tembaga dengan garis kekuatannya. Dalam silinder, menurut hukum induksi elektromagnetik, arus eddy akan muncul, yang akan menciptakan medan magnet mereka sendiri - bidang silinder. Medan ini akan berinteraksi dengan medan magnet magnet permanen, dengan hasil bahwa silinder akan mulai berputar ke arah yang sama dengan magnet.

Telah ditetapkan bahwa kecepatan putaran silinder agak kurang dari kecepatan rotasi medan magnet.

Memang, jika silinder berputar pada kecepatan yang sama dengan medan magnet, maka garis-garis gaya magnet tidak memotongnya, dan karenanya, tidak ada arus eddy yang muncul di dalamnya yang menyebabkan silinder berputar.

Kecepatan rotasi medan magnet biasanya disebut sinkron, karena itu sama dengan kecepatan rotasi magnet, dan kecepatan putaran silinder tidak sinkron (asynchronous). Karena itu, mesin itu sendiri dinamakan motor asynchronous. Kecepatan putaran silinder (rotor) berbeda dari kecepatan sinkron rotasi medan magnet dengan jumlah kecil, yang disebut geser.

Menunjukkan kecepatan rotasi rotor melalui n1 dan kecepatan rotasi lapangan melalui n, kita dapat menghitung nilai slip dalam persen menggunakan rumus:

Dalam percobaan di atas, medan magnet berputar dan rotasi silinder yang disebabkan oleh itu diperoleh karena rotasi magnet permanen, oleh karena itu alat tersebut belum motor listrik. Hal ini diperlukan untuk memaksa arus listrik untuk menciptakan medan magnet berputar dan menggunakannya untuk memutar rotor. Tugas ini dipecahkan dengan baik sekali oleh M. O. Dolivo-Dobrovolsky. Dia menyarankan menggunakan arus tiga fase untuk tujuan ini.

Perangkat motor listrik asynchronous M. O. Dolivo-Dobrovolsky

Gambar 2. Diagram dari motor listrik asynchronous Dolivo-Dobrovolsky

Pada kutub inti besi bentuk annular, yang disebut stator motor listrik, tiga gulungan ditempatkan, jaringan tiga fase saat ini 0 terletak satu relatif terhadap yang lain pada sudut 120 °.

Di dalam inti tetap pada sumbu silinder logam, yang disebut rotor motor listrik.

Jika belitan saling berhubungan seperti yang ditunjukkan pada gambar dan terhubung ke jaringan tiga fase saat ini, maka total fluks magnetik yang dibuat oleh tiga kutub akan berputar.

Gambar 3 menunjukkan grafik arus dalam gulungan motor dan proses terjadinya medan magnet yang berputar.

Pertimbangkan - lebih detail proses ini.

Gambar 3. Mendapatkan medan magnet yang berputar

Pada posisi "A" pada grafik, arus pada fase pertama adalah nol, pada fase kedua negatif, dan ketiga adalah positif. Arus melalui gulungan kutub akan mengalir ke arah yang ditunjukkan oleh panah pada gambar.

Setelah menentukan arah fluks magnetik yang diciptakan oleh aturan tangan kanan, kita akan melihat bahwa kutub selatan (S) akan dibuat di ujung kutub bagian dalam (menghadap rotor) dari kumparan ketiga, dan kutub utara (C) di kutub kumparan kedua. Total fluks magnetik akan diarahkan dari kutub kumparan kedua melalui rotor ke kutub kumparan ketiga.

Dalam posisi "B" pada grafik, arus pada fase kedua adalah nol, pada fase pertama positif, dan ketiga adalah negatif. Arus yang mengalir melalui gulungan kutub menciptakan di ujung kumparan pertama kutub selatan (Yu), pada ujung kumparan ketiga kutub utara (C). Total fluks magnetik sekarang akan diarahkan dari kutub ketiga melalui rotor ke kutub pertama, yaitu kutub dalam hal ini akan bergerak sebesar 120 °.

Dalam posisi "B" pada grafik, arus pada fase ketiga adalah nol, pada fase kedua positif, dan yang pertama negatif. Sekarang arus yang mengalir melalui kumparan pertama dan kedua akan menciptakan kutub utara (C) pada ujung kutub kumparan pertama, dan kutub selatan (Yu) pada ujung kutub kumparan kedua, yaitu, polaritas medan magnet total akan bergerak 120 ° lagi. Dalam posisi "G" pada grafik, medan magnet akan bergerak 120 ° lagi.

Dengan demikian, total fluks magnetik akan mengubah arahnya dengan perubahan arah arus di gulungan stator (kutub).

Dalam hal ini, dalam satu periode perubahan arus di lilitan, fluks magnetik akan membuat revolusi lengkap. Fluks magnetik berputar akan membawa silinder, dan dengan cara ini kita akan mendapatkan motor listrik asinkron.

Ingat bahwa pada Gambar 3 gulungan stator dihubungkan oleh "bintang", bagaimanapun, medan magnet berputar juga terbentuk ketika mereka terhubung oleh "segitiga".

Jika kita menukar lilitan fase kedua dan ketiga, fluks magnetik akan mengubah arah putarannya ke arah sebaliknya.

Hasil yang sama dapat dicapai tanpa interchanging gulungan stator, tetapi dengan mengarahkan arus fase kedua dari jaringan ke fase ketiga stator, dan fase ketiga dari jaringan ke fase kedua stator.

Dengan demikian, dimungkinkan untuk mengubah arah rotasi medan magnet dengan mengalihkan dua fase.

Kami menganggap perangkat motor induksi memiliki tiga gulungan pada stator. Dalam hal ini, medan magnet berputar adalah bipolar dan jumlah putaran per detik sama dengan jumlah periode perubahan saat ini dalam satu detik.

Jika enam gulungan ditempatkan pada stator di sekeliling lingkaran, medan magnet berputar empat kutub akan dibuat. Dengan sembilan gulungan, lapangan akan menjadi enam kutub.

Dengan frekuensi f tiga fasa saat ini, sama dengan 50 periode per detik, atau 3000 per menit, jumlah putaran n dari bidang berputar per menit adalah:

dengan stator bipolar, n = (50 x 60) / 1 = 3000 rpm,

dengan stator empat-kutub, n = (50 x 60) / 2 = 1500 rpm,

dengan stator enam kutub, n = (50 x 60) / 3 = 1000 rpm,

ketika jumlah pasang kutub stator adalah p: n = (f x 60) / p,

Jadi, kami telah menetapkan kecepatan rotasi medan magnet dan ketergantungannya pada jumlah gulungan pada stator motor.

Rotor mesin yang sama akan, seperti yang kita tahu, agak tertinggal di belakangnya.

Namun, lag rotor sangat kecil. Misalnya, ketika mesin sedang idle, perbedaan kecepatan hanya 3%, dan dengan beban 5 - 7%. Akibatnya, kecepatan motor asinkron dengan perubahan beban bervariasi dalam batas yang sangat kecil, yang merupakan salah satu kelebihannya.

Pertimbangkan sekarang perangkat motor listrik asynchronous.

The stator dari motor listrik asynchronous modern memiliki kutub unexpressed, yaitu permukaan bagian dalam stator dibuat benar-benar halus.

Untuk mengurangi kehilangan arus eddy, inti stator dirakit dari lembaran baja yang ditekan tipis. Inti stator yang dirangkai dipasang dalam kotak baja.

Di dalam slot stator terdapat gulungan kawat tembaga. Gulungan fase stator dari motor listrik dihubungkan oleh "bintang" atau "segitiga", yang semua awal dan ujung gulungan ditampilkan pada perumahan - pada perisai isolasi khusus. Perangkat stator seperti itu sangat nyaman, karena memungkinkan Anda untuk mengubah gulungannya pada tegangan standar yang berbeda.

Rotor motor induksi, seperti stator, terdiri dari lembaran baja bermotif. Berliku diletakkan di celah-celah rotor.

Tergantung pada desain rotor, motor induksi dibagi menjadi motor dengan sangkar tupai dan rotor fase.

Gulungan rotor sangkar tupai terbuat dari batang tembaga diletakkan ke dalam slot rotor. Ujung-ujung batang dihubungkan menggunakan cincin tembaga. Berliku seperti itu disebut "sangkar tupai" berliku. Perhatikan bahwa batang tembaga di alur tidak terisolasi.

Di beberapa mesin, "sangkar tupai" digantikan oleh rotor cast.

Motor asynchronous dengan rotor fase (dengan slip ring) biasanya digunakan pada motor listrik berdaya tinggi dan dalam kasus-kasus tersebut; ketika diperlukan untuk motor listrik untuk menciptakan kekuatan besar ketika memulai. Ini dicapai dengan memulai rheostat dalam gulungan motor fase.

Motor asinkron pendek sirkit diluncurkan dengan dua cara:

1) Koneksi langsung tegangan listrik tiga fase ke stator motor. Metode ini paling mudah dan paling populer.

2) Dengan mengurangi tegangan yang diterapkan pada gulungan stator. Tegangan berkurang, misalnya, dengan mengubah gulungan stator dari "bintang" ke "segitiga".

Motor diluncurkan ketika gulungan stator terhubung dengan "bintang", dan ketika rotor mencapai kecepatan normal, gulungan stator beralih ke koneksi "segitiga".

Arus dalam kabel pasokan dengan metode ini memulai mesin berkurang 3 kali dibandingkan dengan arus yang akan timbul ketika mesin dimulai oleh koneksi langsung ke jaringan dengan gulungan stator dihubungkan oleh "segitiga". Namun, metode ini hanya cocok jika stator dirancang untuk operasi normal ketika menghubungkan gulungannya dengan "segitiga".

Yang paling sederhana, murah dan andal adalah motor listrik asinkron dengan rotor sangkar-tupai, tetapi mesin ini memiliki beberapa kelemahan - kekuatan kecil ketika memulai dan arus awal yang besar. Kerugian ini sebagian besar dihilangkan dengan penggunaan rotor fase, tetapi penggunaan rotor tersebut secara signifikan meningkatkan biaya mesin dan membutuhkan rheostat awal.

Jenis motor listrik asynchronous

Jenis utama mesin asynchronous adalah motor asinkron tiga fase. Ini memiliki tiga gulungan pada stator, offset dalam ruang sebesar 120 °. Gulungan terhubung dalam bintang atau delta dan didukung oleh arus bolak fase tiga.

Dalam banyak kasus, motor berdaya rendah berjalan sebagai motor dua fase. Berbeda dengan motor tiga fase, mereka memiliki dua gulungan pada stator, arus di mana untuk menciptakan medan magnet berputar harus bergeser dengan sudut π / 2.

Jika arus pada belitan sama besarnya dan digeser dalam fase sebesar 90 °, maka pengoperasian motor semacam itu tidak akan berbeda dalam hal apa pun dari pengoperasian satu fase tiga. Namun demikian, motor-motor dengan dua gulungan pada stator dalam banyak kasus ditenagai dari jaringan satu-fase dan pergeseran mendekati 90 ° dibuat secara artifisial, biasanya dengan mengorbankan kapasitor.

Motor satu fasa hanya memiliki satu lilitan pada stator yang praktis tidak dapat dioperasikan. Dengan rotor stasioner, hanya medan magnet pulsing yang dibuat di mesin dan torsi nol. Benar, jika rotor mesin seperti itu berputar ke kecepatan tertentu, maka dapat lebih lanjut melakukan fungsi mesin.

Dalam hal ini, meskipun hanya akan ada medan berdenyut, ini terdiri dari dua simetris - langsung dan mundur, yang menciptakan momen yang tidak sama - lebih banyak motor dan kurang pengereman, yang timbul karena arus rotor frekuensi yang meningkat (slip relatif terhadap bidang sinkron lebih besar dari 1).

Sehubungan dengan yang terdahulu, motor fase tunggal diberikan dengan belitan kedua, yang digunakan sebagai starter. Untuk membuat pergeseran fasa arus, kapasitor termasuk dalam rangkaian lilitan ini, kapasitor mereka bisa sangat besar (puluhan mikrofarad dengan daya mesin kurang dari 1 kW).

Sistem kontrol menggunakan motor dua fase, yang kadang-kadang disebut sebagai eksekutif. Mereka memiliki dua gulungan pada stator, bergeser dalam ruang sebesar 90 °. Salah satu gulungan, yang disebut gulungan medan, terhubung langsung ke jaringan 50 atau 400 Hz. Yang kedua digunakan sebagai gulungan kontrol.

Untuk membuat medan magnet berputar dan momen yang sesuai, arus dalam gulungan kontrol harus digeser dengan sudut mendekati 90 °. Pengaturan kecepatan motor, seperti yang akan ditunjukkan di bawah ini, dilakukan dengan mengubah nilai atau fase arus dalam belitan ini. Kebalikannya disediakan dengan mengubah fase arus dalam gulungan kontrol oleh 180 ° (switching berliku).

Motor dua fase diproduksi dalam beberapa versi:

rotor kandang tupai

dengan rotor non-magnetik berongga

dengan rotor magnetik berongga.

Transformasi gerakan rotasi mesin ke dalam gerakan translasi mesin kerja selalu dikaitkan dengan kebutuhan untuk menggunakan komponen mekanis apa saja: rak gigi, sekrup, dll. Oleh karena itu, kadang-kadang disarankan untuk menjalankan mesin dengan gerakan linear rotor (nama "rotor" dapat diambil hanya secara kondisional - sebagai organ yang bergerak).

Dalam hal ini, mesin, seperti yang mereka katakan, dapat digunakan. Gulungan stator dari motor linier dilakukan dengan cara yang sama seperti motor volumetrik, tetapi hanya harus diletakkan di dalam slot untuk seluruh panjang kemungkinan perpindahan maksimum rotor slider. Rotor-pelari biasanya hubung pendek, dengan tubuh mekanisme yang mengartikulasikan. Di ujung stator, tentu saja harus ada pemberhentian yang mencegah rotor meninggalkan batas kerja jalur.

Anda Sukai Tentang Listrik

Bertemu di artikel Internet tentang kabel untuk wizard rumah. Di dalamnya, penulis menulis bahwa nol dan fase jaringan dipasok ke saklar pencahayaan rumah tangga biasa. Pernyataan yang salah ini dapat menyesatkan bagi orang yang tidak berpengalaman untuk mengarah ke korsleting di kabel.