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.

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.

Teknik Elektro

Motor asinkron dengan rotor hubung pendek (gambar 249 dan 250) terdiri dari bagian utama berikut: stator dengan belitan tiga fase, rotor dengan belitan sirkuit pendek dan inti. Rotor berliku dibuat tanpa kontak (tidak terhubung ke sirkuit eksternal), yang menentukan keandalan tinggi seperti mesin.

Sistem magnetik Mesin asynchronous, tidak seperti mesin DC, tidak memiliki kutub yang eksplisit. Sistem magnetik seperti ini disebut tiang implisit. Jumlah kutub dalam mesin ditentukan oleh jumlah kumparan di belitan stator dan rangkaian koneksi mereka. Dalam mesin empat kutub (Gbr. 251), sistem magnetik terdiri dari empat cabang identik, untuk masing-masing yang setengah dari fluks magnetik Φ lewatn ada dua cabang seperti itu dalam mesin dua kutub, enam di mesin enam kutub, dan seterusnya Karena fluks magnetik bolak melewati semua elemen sistem magnetik, itu tidak hanya rotor 1, tetapi

Fig. 249. Motor asynchronous dengan rotor hubung singkat: 1 - skeleton; 2 - stator; 3 - rotor; 4 - batang rotor berliku; 5 - perisai bantalan; 6 - bilah ventilasi rotor; 7 - kipas; 8 - kotak terminal

Fig. 250. Sirkuit listrik motor asinkron dengan rotor sangkar tupai (a) dan gambar grafik konvensionalnya (b): 1 - stator; 2 - rotor

Fig.251. Medan magnet dari mesin asinkron empat kutub

Fig. 252. Lembaran rotor (a) dan stator (b)

Fig. 253. Paket dirakit stator (a) dan stator dengan belitan (b)

dan stator 2 terbuat dari lembaran baja listrik (Gambar 252), diisolasi satu sama lain oleh film pernis penyekat, skala, dll. Akibatnya, efek berbahaya dari arus eddy yang timbul dalam baja stator dan rotor selama rotasi medan magnet berkurang. Lembaran stator dan rotor memiliki alur terbuka, setengah tertutup atau tertutup, di mana konduktor gulungan masing-masing berada. Dalam stator paling sering digunakan alur semi-tertutup bentuk persegi panjang atau oval, dalam mesin berkekuatan tinggi - alur terbuka bentuk persegi panjang.

Inti stator 1 (Gbr. 253, a) ditekan ke dalam inti cor 3 dan diperkuat dengan sekrup pengunci. Inti rotor ditekan ke poros rotor, yang berputar di bantalan bola dipasang di dua perisai bantalan. Celah udara antara stator dan rotor memiliki ukuran minimum yang diizinkan dalam hal akurasi perakitan dan kekakuan mekanik. Dalam mesin tenaga rendah dan menengah, celah udara biasanya beberapa sepersepuluh milimeter. Kesenjangan ini memberikan pengurangan dalam resistensi magnetik dari sirkuit magnetik mesin, dan akibatnya, penurunan arus magnetisasi diperlukan untuk menciptakan fluks magnetik di motor. Mengurangi arus magnetisasi meningkatkan faktor daya motor.

Stator berliku. Ini dibuat dalam bentuk serangkaian gulungan kawat dari penampang bulat atau persegi panjang. Konduktor di alur terhubung, membentuk serangkaian gulungan 2 (Gambar. 253, b). Gulungan dibagi menjadi kelompok-kelompok yang identik sesuai dengan jumlah fase, yang disusun secara simetris sepanjang keliling stator (Gambar 254, a) atau rotor. Dalam setiap kelompok tersebut, semua gulungan terhubung secara listrik, membentuk satu fase belitan, yaitu rangkaian listrik yang terpisah. Untuk nilai-nilai besar dari arus fase atau, jika perlu, peralihan kumparan individu dari fase dapat memiliki beberapa cabang paralel. Unsur paling sederhana dari belitan adalah kumparan (Gambar 254, b), terdiri dari dua konduktor 1 dan 2, ditempatkan di lekuk yang terpisah satu sama lain.

Fig. 254. Lokasi gulungan dari belitan tiga fase pada stator motor induksi (a) dan kumparan dua konduktor (b)

jarak torus u. Jarak ini kira-kira sama dengan satu kutub, m, yang berarti panjang busur sesuai dengan satu kutub.

Biasanya kumparan yang dibentuk oleh konduktor yang terletak di alur yang sama digabungkan menjadi satu atau dua kumparan. Kadang-kadang mereka disebut bagian. Mereka diletakkan sedemikian rupa sehingga di setiap slot satu sisi kumparan ditempatkan atau dua sisi, satu di atas yang lain. Sesuai dengan ini, gulungan lapisan tunggal dan ganda dibedakan. Parameter utama yang menentukan distribusi belitan di alur adalah jumlah slot q per kutub dan fase.

Dalam gulungan stator dari motor dua kutub (lihat Gambar. 254, a), setiap fase (A - X; BY; CZ) terdiri dari tiga kumparan, sisi yang terletak di tiga lekukan yang berdekatan, yaitu q = 3. Biasanya q> 1 belitan seperti itu disebut terdistribusi.

Gulungan double-layer yang paling luas didistribusikan. Bagian mereka 1 (Gambar 255, a) ditempatkan di slot 2 stator dalam dua lapisan. Gulungan stator diperkuat dalam alur dengan textolite wedges 5 (gambar 255, b), yang diletakkan di kepala gigi.

Dinding alur dilapisi dengan bahan insulasi lembaran 4 (electrocardboard, kain yang dipernis, dll.). Konduktor yang terletak di alur terhubung satu sama lain dengan cara yang tepat dari sisi depan mesin. Kabel yang menghubungkannya disebut potongan kepala. Karena bagian frontal tidak berpartisipasi dalam induksi e. D. s, mereka melakukan sesingkat mungkin.

Gulungan individual dari gulungan stator dapat dihubungkan dengan "bintang" atau "segitiga". Awal dan ujung belitan setiap fase menyebabkan enam terminal motor.

Berliku dari rotor. Rotor berliku dibuat dalam bentuk sangkar tupai (Gambar. 256, a). Ini terbuat dari tembaga atau batang aluminium, korsleting dari ujungnya oleh dua cincin (Gbr. 256, b). Batang-batang lilitan ini dimasukkan ke dalam alur rotor tanpa insulasi apa pun, karena tegangan dalam korsleting

Fig. 255. Gulungan dua lapis stator motor induksi: 1 - bagian; 2 - alur; 3 - konduktor; 4 - bahan isolasi; 5 - irisan; 6 - cabang

Fig. 256. Sangkar tupai: a - kandang tupai; b - rotor dengan sangkar tupai dari batang; di - rotor dengan kandang tupai cor; 1 - cincin arus pendek; 2 - batang; 3 - poros; 4 - inti rotor; 5 - pisau ventilasi; 6 - batang sel cor

Gulungan rotor adalah nol. Alur rotor hubung pendek biasanya dibuat setengah tertutup, dan dalam mesin berdaya rendah mereka ditutup (alur memiliki pelek baja yang memisahkannya dari celah udara). Bentuk alur ini memungkinkan untuk penguatan yang baik dari konduktor berliku rotor, meskipun sedikit meningkatkan ketahanan induktifnya.

Dalam mesin dengan kapasitas hingga 100 kW, batang sangkar tupai biasanya diproduksi dengan menuangkan aluminium cair ke dalam alur inti rotor (Gbr. 256, c). Bersama dengan inti sangkar tupai, cincin sirkuit pendek yang menghubungkan mereka juga dilemparkan.

Aluminium cocok untuk tujuan ini, karena memiliki kepadatan rendah, konduktivitas listrik yang cukup tinggi, dan mudah meleleh.

Biasanya mesin memiliki kipas yang terpasang pada poros rotor. Mereka melakukan ventilasi paksa dari bagian-bagian mesin yang dipanaskan (gulungan dan baja stator dan rotor), yang memungkinkan mereka untuk mendapatkan lebih banyak tenaga dari mesin. Dalam mesin dengan rotor short-circuited, bilah kipas sering dilemparkan bersama dengan cincin sisi sangkar tupai (lihat. Gambar. 256, c).

Motor asynchronous dengan rotor sangkar tupai yang sederhana dalam desain, dapat diandalkan dalam operasi. Mereka banyak digunakan untuk menggerakkan mesin pengerjaan logam dan perangkat lain yang mulai bekerja tanpa beban. Namun, torsi awal yang relatif kecil untuk mesin ini dan arus awal yang besar tidak memungkinkan mereka untuk digunakan untuk menggerakkan mesin dan mekanisme tersebut, yang harus segera dioperasikan di bawah beban besar (dengan torsi awal yang besar). Mesin-mesin ini termasuk perangkat angkat, kompresor, dll.

Dimungkinkan untuk meningkatkan torsi awal dan mengurangi arus start saat melakukan sangkar tupai dengan peningkatan resistensi. Dalam hal ini, mesin akan mengalami peningkatan slip dan kerugian daya besar pada belitan rotor. Mesin semacam ini disebut mesin slip tinggi (ditunjuk sebagai AC). Mereka dapat digunakan untuk menggerakkan mesin yang beroperasi relatif sedikit waktu. Di e. p. Motor AC (dengan slip hingga 10%) digunakan untuk menggerakkan kompresor yang beroperasi secara berkala untuk waktu singkat ketika tekanan di tangki udara menurun di bawah batas tertentu.

Mesin dengan torsi awal yang tinggi. Motor asinkron short-circuited dengan torsi awal yang tinggi memiliki desain rotor khusus (ditunjukkan oleh AP). Ini termasuk mesin sangkar tupai dan mesin slot yang dalam.

Rotor 3 (gbr. 257, a) dari mesin dengan sangkar tupai ganda memiliki dua gulungan hubung pendek. Kandang luar 1 adalah pemicu. Ia memiliki resistansi reaktif aktif dan rendah yang besar. Kandang bagian dalam 2 adalah lilitan utama rotor; itu, sebaliknya, memiliki resistensi aktif dan tinggi reaktif yang tidak signifikan. Pada saat awal start-up, arus melewati terutama melalui sel luar, yang menciptakan torsi yang signifikan. Ketika kecepatan rotasi meningkat, arus masuk ke sel dalam, dan pada akhir proses start-up, mesin beroperasi sebagai motor hubung singkat normal dengan satu sel (dalam). Perpindahan arus ke sel luar pada saat awal peluncuran dijelaskan oleh aksi, e. d. induksi diri yang diinduksikan pada konduktor rotor. Semakin rendah konduktor terletak di alur, semakin besar fluks magnetik dari hamburan 6 itu meliputi dan semakin besar itu d. induksi diri diinduksi (Gbr. 257, c), oleh karena itu, semakin ia akan memiliki ketahanan induktif.

Perpindahan arus ke konduktor atas rotor sangat dipengaruhi ketika rotor diam, ketika frekuensi arus yang diinduksi di kedua sel rotor besar. Dengan induktif ini

Fig. 257. Desain rotor mesin asynchronous dengan peningkatan torsi awal: dengan sangkar tupai ganda (a), dengan alur dalam (b) dan pemotongan alurnya (c dan d)

resistansi kedua sel jauh lebih aktif dan arus didistribusikan di antara mereka berbanding terbalik dengan resistansi induktif mereka, yaitu lewat terutama melalui sel luar dengan resistansi tinggi. Ketika kecepatan rotor meningkat, frekuensi rotor di dalamnya akan menurun (medan magnet yang berputar akan melintasi konduktor rotor pada frekuensi yang lebih rendah), dan arus akan mulai mengalir melalui kedua sel sesuai dengan resistensinya, yaitu, terutama melalui sel dalam.

Dengan demikian, proses memulai mesin dengan sangkar tupai ganda menyerupai proses memulai motor induksi dengan rotor fase, ketika pada awal permulaan, resistansi tambahan (mulai rheostat) dimasukkan ke dalam sirkuit berliku rotor, dan ketika ia berakselerasi, hambatan ini dihasilkan. Demikian pula, dalam mesin yang dipertanyakan, pada awal start-up, arus melewati sel luar dengan resistansi tinggi, dan kemudian saat berakselerasi, secara bertahap masuk ke sel dalam dengan resistansi rendah.

Untuk meningkatkan resistansi aktif dari sel awal, batang terbuat dari kuningan atau perunggu margarin. Inti sel kerja terbuat dari tembaga, yang memiliki ketahanan spesifik yang rendah, dan luas penampangnya lebih besar dari sel awal. Akibatnya, resistensi aktif sel awal meningkat 4-5 kali dibandingkan dengan yang bekerja. Antara batang kedua sel ada celah sempit 5, dimensi yang menentukan induktansi sel yang bekerja. Mesin dua sel adalah 20–30% lebih mahal daripada mesin rancangan konvensional yang memiliki sirkuit pendek. Untuk menyederhanakan teknologi pembuatan rotor, mesin dua sel tenaga kecil dan menengah dibuat dengan rangka aluminium cor.

Aksi mesin dengan alur yang dalam (Gambar 257, b) juga didasarkan pada penggunaan fenomena perpindahan saat ini. Dalam mesin ini, 4 batang sangkar tupai dibuat dalam bentuk busbar tembaga sempit yang tertanam di alur dalam rotor 3 (ketinggian alur adalah 10 hingga 12 kali lebarnya). Lapisan bawah batang yang terletak lebih jauh dari permukaan rotor ditutupi oleh sejumlah besar garis magnetik dari fluktuasi hamburan 6 daripada yang atas (Gambar 257, d), oleh karena itu mereka memiliki induktansi kali lebih besar. Pada awal start-up, sebagai hasil dari meningkatnya tahanan induktif dari bagian bawah batang, arus melewati terutama melalui bagian atas mereka. Dalam hal ini, hanya sebagian kecil dari potongan melintang dari setiap batang digunakan, yang mengarah ke peningkatan resistensi aktif, dan akibatnya, untuk peningkatan resistensi aktif dari seluruh rotor berliku.

Ketika kecepatan rotor meningkat, arus dikeluarkan ke bagian atas batang (untuk alasan yang sama seperti pada mesin sangkar tupai), dan setelah start selesai, arus terdistribusi secara merata di seluruh area cross-sectional.

minimum / Asynchronous squirrel cage motor

Motor asinkron dengan rotor sangkar tupai (ADC KZR)

Perangkat yang mengubah energi listrik (input) menjadi mekanik (output) disebut motor listrik.

Energi mekanik diperlukan untuk pengoperasian mesin dan mekanisme produksi.

NERAKA dari stator (bagian tetap) dan rotor (bagian yang bergerak).

Stator meliputi: kasus; inti magnetik (inti), terdiri dari pelat baja tipis; tiga gulungan (gulungan), offset satu sama lain dengan 120 °, yang masuk ke dalam alur sirkuit magnetik.

Masuk ke rotor: poros, konduktor magnetik, sirkuit pendek (dalam bentuk kandang tupai) berliku.

Mekanisme produksi terhubung ke rotor, yang merupakan beban pada mesin.

Kelebihan mesin: sederhana, murah, andal.

Kekurangan: kualitas awal yang buruk, yaitu torsi awal yang rendah, arus awal yang tinggi, dan konsumsi arus reaktif dari jaringan.

Sebagai hasil dari interaksi saya2 dengan F, momen M dibuat [Nm]

dimana ψ2 - pergeseran fasa antara E2 dan saya2, di bawah aksi yang rotor datang ke rotasi.

Asynchronousness (dissimilarity) dari rotasi medan magnet terjadi di AD1 dan rotor n2. Karena gerakan asynchronous ini, proses listrik terjadi di rotor (E2 dan saya2). Nilai asinkron diperkirakan dengan slip S, dalam satuan relatif atau persen:

n1 - frekuensi rotasi medan magnet.

Pn - jumlah pasang kutub magnet lapangan: 1, 2, 3... dan seterusnya;

f - frekuensi saat ini.

Jika fnom = 50 Hz, lalu = 3000, 1500.1000 rpm, dll., Tergantung pada jumlah pasang tiang motor.

Mesin dimulai dengan n2 = 0 (mulai), lalu

Secara teoritis, kecepatan rotor maksimum tanpa beban n2 = n1, kemudian

Rentang perubahan S adalah dari 1 (kecepatan rotor minimum) ke 0 (kecepatan rotor maksimum).

KARAKTERISTIK MEKANIKAL NERAKA - karakteristik utama HELL, menunjukkan bagaimana kecepatan rotor berubah di bawah aksi beban. Karakteristik ini dapat diperoleh operasional atau dihitung dengan rumus:

Diberikan dalam rumus (1) dan (2) S [0; 1], seseorang dapat menemukan n.

Mengingat beban M, Anda dapat menemukan slip, dan, akibatnya, n2.

Karakteristik mekanis ini adalah:

Pada karakteristik dapat diidentifikasi 4 poin utama dan sesuai 3 plot. Pertimbangkan poin-poin ini:

1 - pemalasan (mesin berputar tanpa beban).

Koordinat titik ini (n2 = n1, M = 0);

2 - mode nominal - terjadi pada beban yang sama dengan maksimum yang diizinkan dalam kondisi operasi yang lama.

Koordinat titik ini (n2 = nnom, M = Mnom) ditunjukkan dalam paspor;

3 - beban kritis di mana mesin mengembangkan torsi maksimum.

Dengan beban mesin yang lebih kritis tidak bisa mengatasinya, yang menyebabkan terhenti;

4 - titik awal, dari titik ini mesin dimulai.

Koordinat titik ini (n2 = 0, M = Mn)

Semua koordinat dapat ditemukan pada data paspor mesin.

Plot 1-3 - operasi stabil, dengan beban mesin dari 0 ke Mcr mesin memiliki kemampuan untuk beradaptasi dengan beban dan meningkatkan momennya (gaya), yang tidak menghentikan mesin.

3-4 - mencirikan run-up engine, pekerjaan di area ini tidak stabil.

1-2 - kemungkinan operasi jangka panjang, di mana arus yang dikonsumsi dari jaringan tidak melebihi batas maksimum yang diizinkan, yaitu nominal.

2-3 - hanya pekerjaan jangka pendek yang diperbolehkan, karena dengan beban seperti itu sayamesin > Sayanom dan mesin terlalu panas adalah mungkin.

KARAKTERISTIK MEKANIK n = f (M), diperoleh dalam kondisi operasi nominal, yaitu, pada U = Unom, f = fnom dan skema inklusi alami (tanpa elemen tambahan) disebut ALAMI.

REGULASI DARI ADP SPEED DENGAN CZR

Seperti berikut dari rumus

kecepatan dapat dipengaruhi dengan mengubah frekuensi rotasi medan magnet

Dengan mengubah frekuensi tegangan suplai f1 (menggunakan konverter khusus) atau dengan mengubah jumlah pasangan kutub Pn (dengan mengubah tata letak stator coil).

Dalam kedua kasus, besarnya slip hampir tidak berubah.

Juga, kecepatan mesin dapat diubah dengan bertindak pada slip S. Ini dapat dilakukan dengan mengubah jumlah tegangan yang memberi makan mesin, atau dengan mengubah resistansi rotor (jika desain rotor memungkinkannya).

KARAKTERISTIK MEKANIK, diperoleh dalam kondisi kerja yang berbeda dari nominal, yang disebut ARTIFICIAL.

Pertimbangkan cara-cara ini.

PENGARUH FREKUENSI f PADA KECEPATAN MOTOR

Hal ini diketahui dari teori mesin bahwa untuk memastikan operasi mesin yang efisien dengan pengaturan frekuensi, perlu diubah dengan perubahan f dan tegangan input sehingga rasio U / f tetap konstan. Jelas, kondisi ini hanya dapat dipenuhi ketika f 50 Hz menurun, dan tegangan U> U harus ditingkatkan secara proporsional.nom, Namun, ini tidak diizinkan di bawah kondisi pengoperasian mesin. Keadaan ini akan mempengaruhi bentuk karakteristik mekanis.

Perhatikan bahwa dalam hal apapun, karena perubahan, frekuensi rotasi medan magnet berubah (yaitu posisi titik n1 pada karakteristik mekanik). Dengan demikian, posisi titik n1 dapat menjadi panduan dalam gambar karakteristik mekanik buatan.

Jika kita memberikan karakteristik mekanis dari karakteristik mekanik mekanisme (biarkan Mdengan= const, di mana Mdengan - saat resistensi), maka dimungkinkan untuk memperkirakan rentang kendali kecepatan dengan pengaturan frekuensi, di mana A, A ', A "adalah titik operasi yang diperoleh dalam kondisi Mdua= Mdengan.

Keuntungan dari metode frekuensi mengendalikan kecepatan tekanan darah: regulasi halus: lancar berubah f, kita mendapatkan sejumlah besar karakteristik buatan, dan, akibatnya, kecepatan; jangkauan besar dengan pengaturan naik turun dari nominal (regulasi dua zona).

Kekurangan: kebutuhan untuk menginstal konverter frekuensi, yang secara signifikan meningkatkan biaya penggerak listrik.

POLAR REGULATION menyediakan kemampuan untuk mengubah jumlah pasangan kutub Pn. Metode ini hanya mungkin untuk motor multi-kecepatan khusus, asynchronous dan dicapai dengan mengganti bagian-bagian individual dimana stator coil (berliku) dari stator dibuat dari seri ke paralel atau sebaliknya, dan jumlah pasangan kutub dengan sambungan seri 2 kali lebih besar daripada dengan paralel yaitu Pn terakhir= 2Pn paral, dan karenanya.

Tentunya, posisi titik n1 pada karakteristik mekanik akan berubah sebanyak 2 kali.

Keuntungan pengaturan tiang: kemudahan implementasi, kurangnya perangkat konversi khusus di sirkuit daya motor.

Kekurangan: goyangan pada peraturan, berbagai regulasi kecil.

PERATURAN KECEPATAN DENGAN MENGUBAH NILAI TEGANGAN PASOKAN U

Dengan metode ini, frekuensi rotasi medan magnet () tetap konstan, dan frekuensi rotasi rotor berubah karena meluncur. Hal ini dapat dijelaskan oleh fakta bahwa dengan penurunan tegangan suplai sangat (ketergantungan kuadratik) menurunkan M dari mesin, yang pada beban yang sama menyebabkan penurunan kecepatan, dan, akibatnya, tergelincir. Ketika membangun karakteristik mekanik buatan, kita asumsikan bahwa titik n1, frekuensi yang sesuai rotasi medan magnet tidak berubah, tegangan U hanya dapat diubah ke bawah, dan, akibatnya, momen Mn dan Mmaks menurun, karena M

Kerugian: rentang kendali kecepatan kecil (perkiraan kecepatan ketika bekerja di titik A, A ', A "). Oleh karena itu, metode pengaturan ini jarang digunakan.

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 ini adalah motor asinkron dengan rotor hubung singkat

Semua motor listrik mengandung dua bagian utama yang saling berinteraksi. Bagian-bagian ini adalah stator dan rotor. Stator memulai interaksi, dan rotor meresponnya dengan putarannya. Semua motor listrik diklasifikasikan atas dasar satu atau prinsip lain, memastikan interaksi bagian-bagian utama. Sebagai contoh, dalam penggeser, stator, seperti gulungan utama transformator, menginduksi proses elektromagnetik dalam gulungan sekunder - rotor. Jadi ini adalah motor asynchronous.

Varietas dari transformator mesin paling sederhana

Motor AC bisa sinkron. Skema ini lebih mudah, dan motor lebih murah. Meskipun semua motor asinkron mengandung stator yang mirip dengan mesin sinkron, desain rotor menentukan perbedaan signifikan dari mereka. Tidak perlu dimagnetisasi dengan satu atau lain cara, seperti yang dilakukan dalam mesin sinkron. Meskipun perbedaan dalam model mesin asynchronous, desain rotor mereka adalah setara dengan belitan sekunder hubung singkat.

Pilihan paling sederhana adalah rotor kandang tupai. Ini dapat dengan mudah dilemparkan dari bahan feromagnetik dan diproses dengan benar. Besi berbasis paduan menghantarkan listrik dan berinteraksi dengan medan magnet. Konstruksi semua logam memiliki keuntungan sebagai berikut:

  • yang paling mudah untuk dibuat dan karena alasan ini memiliki biaya terendah;
  • terbaik dari semua transfer kekuatan yang timbul ketika mesin sedang berjalan;
  • berakselerasi dengan baik karena interaksi medan magnet yang efektif.

Bagaimana cara mengatasi kekurangan-kekurangan kosong

Namun, cukup jelas bahwa rotor hubung singkat tidak akan menjadi konduktor terbaik untuk arus yang diinduksi oleh stator. Besi paduan melakukan arus listrik jauh lebih buruk daripada aluminium atau tembaga. Selain itu, bukan tanpa alasan bahwa sirkuit magnetik transformer terbuat dari pelat baja, dan bukan dari cakram silinder. Arus eddy memanaskan logam tuang dan mengurangi efisiensi keseluruhan dari instalasi listrik. Oleh karena itu, kerugian konstruksi paduan besi masif konstruktif memperhitungkan mesin paling efisien dengan rotor tupai-sangkar.

Bagian aluminium atau tembaga digunakan dalam motor listrik seperti itu. Fungsi diterapkan pada penciptaan medan magnet dan konduksi arus secara struktural dipisahkan. Untuk memperoleh medan magnet bolak-balik dengan kerugian rendah, dengan analogi dengan transformator, pelat tipis yang terisolasi digunakan. Masing-masing berisi takik dan setara dalam bentuk ke penampang rotor. Bahannya adalah baja trafo.

Bagaimana cara roda tupai (kandang)

Setelah pelat dirakit, silinder dengan alur diperoleh. Mereka dibentuk oleh ceruk di mana batang dari aluminium atau tembaga diletakkan. Pelat atau cincin dari logam yang sama dengan batang, ujungnya ditempelkan pada mereka, diletakkan di ujung silinder. Setiap pasang batang yang bertitik tolak secara diametrik menciptakan suatu putaran pendek. Ketahanannya terhadap arus induksi jauh lebih sedikit dibandingkan dengan paduan besi. Batang dengan pelat terlihat seperti kandang tupai.

Oleh karena itu, mesin dengan sangkar tupai dari desain ini memiliki lebih sedikit kerugian dan karena alasan ini didistribusikan secara luas. Namun kemiripan motor listrik motor listrik asinkron ini oleh rotor sangkar-tupai mirip dengan transformator daya yang dimuat konvensional terbatas untuk digunakan di beberapa jaringan listrik. Tidak semuanya dapat menahan arus start yang besar. Jika motor asynchronous dengan rotor short-circuited akan mulai secara bersamaan, nilai saat ini akan besar dan sebanding dengan arus pendek.

Pada awal start-up mereka, sebuah proses yang mirip dengan masuknya transformator dengan sekunder berikatan hubung singkat terjadi. Dalam posisi awal ini, medan magnet hampir tidak bergerak, dan dalam hubungan ini, yang disebut slip adalah yang terbesar. Rotor rotor pendek stasioner dari motor induksi menciptakan medan elektromagnetik yang paling kuat saat start-up. Setelah semua, itu dirakit dari baja lembaran, yang dibedakan oleh kerugian vortex minimal, dan roda tupai ditandai oleh hambatan listrik minimal.

Cara membatasi arus start

Untuk alasan ini, motor sangkar-tupai yang asinkron di beberapa jaringan harus diganti dengan mesin dengan desain yang berbeda. Secara struktural, mudah untuk membuat stator yang sama untuk mengaplikasikan dan rotor sirkuit pendek dan fase. Faktanya adalah bahwa dalam keadaan tunak, ketika momentum diperoleh, kedua struktur ini setara dengan lilitan sekunder transformator. Oleh karena itu, baik fase dan rotor hubung singkat akan beroperasi tanpa perbedaan yang signifikan.

Solusi konstruktif khusus yang arus derasnya lancar harus disebutkan. Mereka didasarkan pada distribusi arus listrik, tergantung pada kekuatannya di atas penampang konduktor. Ini adalah kandang tupai ganda dan alur yang dalam. Gambar struktur seperti itu ditunjukkan di bawah ini. Tetapi perangkat motor asinkron dengan rotor hubung singkat tidak memberikan kendali proses elektromagnetik di dalamnya.

Jika Anda perlu lancar dengan keterbatasan saat ini memulai motor asinkron tiga fasa dengan rotor sirkuit pendek, maka perlu menginstal regulator di setiap fase. Tiga regulator akan diperlukan, yang harus dikoordinasikan untuk beroperasi di bawah tegangan sumber listrik. Ternyata skema yang kompleks, yang tidak selalu memungkinkan untuk dilaksanakan secara efektif. Oleh karena itu, penggunaan rotor fase bukannya pendek-sirkuit sebelum munculnya perangkat semikonduktor daya tinggi adalah solusi teknis paling optimal untuk membatasi arus awal.

Apa konstruksi ini dan rangkaian yang sama seperti ditunjukkan di bawah ini.

Alih-alih sangkar tupai yang lebih sederhana namun kuat, untuk setiap fase, belitan (1) terbuat dari sejumlah besar belokan. Dengan demikian, besarnya arus menurun. Dengan tujuan yang sama dipilih koneksi bintang. Terminal gulungan yang terletak pada poros (2) dan melekat pada tiga cincin (3) dipasang pada poros yang sama. Agar dapat terhubung dengan mereka, sikat (4) dipasang ke rumah mesin. Bahkan, setiap sikat adalah output dari gulungan sekunder transformator. Menghubungkan stator ke catu daya akan menunjukkan munculnya tegangan pada kuas.

Jika tidak ada beban yang terhubung ke terminal-terminal ini, rotor hanya bereaksi sedikit terhadap bidang stator. Ini dirakit dari pelat, isolasi yang mencegah munculnya arus listrik. Dan ketika memendek kuas akan mendapatkan semacam desain hubung singkat. Oleh karena itu, memilih beban, misalnya, oleh rheostat (5), adalah mungkin untuk menyediakan penyesuaian dari arus awal dan mode pengoperasian mesin di masa depan. Tetapi biaya rotor fase secara signifikan lebih tinggi daripada roda tupai. Dan keandalan kontak kuas mempengaruhi karakteristik motor.

Engine fase-tunggal, yang berbeda dari model tiga-fase terutama pada daya yang jauh lebih rendah, tidak pernah dibuat dengan rotor fase.

Dan mesin tiga-fase asinkron yang modern lebih murah dibuat dalam bentuk struktur sirkuit pendek dengan pengatur inverter di sirkuit stator. Jadi rotor fase secara bertahap menjadi anakronisme.

Prinsip operasi motor asinkron dengan rotor hubung singkat

18. Prinsip operasi motor asinkron tiga fasa dengan rotor sangkar tupai.

Rotor motor induksi adalah inti silindris baja yang dirakit dari pelat baja listrik (lihat Gambar 8.1), dengan alur di mana roda tupai diletakkan (Gambar 8.2). Di sini, masing-masing sepasang batang yang bertolak belakang dengan cincin penghubung adalah sebuah bingkai, yaitu, putaran pendek. Oleh karena itu, rotor seperti itu disebut hubung pendek.

Jadi, jika roda tupai yang dapat berputar di sekitar sumbu ditempatkan dalam medan magnet yang berputar, maka, menurut hukum induksi elektromagnetik, EMF akan muncul di batang dan arusnya akan timbul dalam kumparan pendek. Arus ini, berinteraksi sesuai dengan hukum Ampere dengan medan magnet berputar, akan menciptakan torsi dan membawa roda tupai ke rotasi asinkron dalam arah yang sama dengan lapangan. Untuk meningkatkan torsi, rotor sirkuit pendek ditempatkan di dalam inti baja.

19. Jelaskan penciptaan medan magnet berputar oleh belitan tiga fase dari mesin AC.

Jika tiga gulungan yang terletak pada lingkaran pada sudut 120 ° relatif satu sama lain dimasukkan dalam jaringan AC tiga fase, dan panah magnetik ditempatkan pada sumbu di tengah lingkaran ini, maka panah akan berputar. Oleh karena itu, ketiga gulungan ini menciptakan medan magnet yang berputar.

Mari kita pertimbangkan secara lebih detail mekanisme untuk menciptakan medan magnet yang berputar. Ketergantungan dari arus dalam gulungan tepat waktu ditunjukkan dalam gambar. 8.3. Kami memilih empat poin dalam waktu t1, t2, t3 dan t4 dalam satu keenam periode.

Untuk masing-masing momen ini, kita secara berurutan menggambar arah medan magnet yang dihasilkan di dalam stator mesin tiga fase, yang memiliki tiga gulungan satu putaran masing-masing (gbr. 8.4). Awal dari gulungan ditunjukkan oleh huruf A, B, dan C, dan ujungnya adalah X, Y, dan Z, masing-masing. Arus pada awal belitan akan dianggap diarahkan kepada kita (ditunjukkan oleh sebuah titik) jika nilainya positif. Tanda salib menandai arah dari kami.

Pada waktu t1, berliku A

Thread X tidak dibuat

dikirim ke kami (ic> 0), dan pada akhir Z berliku ini - dari kami.

Jadi dalam dua konduktor yang berdekatan C dan Y, tegak lurus terhadap bidang gambar, arus pada waktu t1 diarahkan ke satu arah dan menciptakan medan magnet,

diarahkan sesuai dengan aturan gimlet berlawanan arah jarum jam, dan arus dalam konduktor B dan Z menciptakan medan magnet, diarahkan searah jarum jam. Kedua medan magnet di tengah stator memiliki arah yang sama (atas) dan lipat. Arah total medan magnet ditunjukkan pada gambar. 8.4 panah.

Demikian pula, menentukan arah totalnya

medan magnet pada saat t2,t3 dan t4. kita akan lihat

bahwa arah medan magnet selama setengah periode akan berubah 180 °. Mudah untuk memastikan bahwa selama periode arah medan magnet total akan membuat satu revolusi dan, oleh karena itu, kecepatan rotasi medan magnet dalam kasus ini akan sama dengan frekuensi arus bolak-balik.

Dengan demikian, di dalam stator ada konstan dalam nilai medan magnet yang berputar merata.

Metode ini menciptakan medan magnet berputar atas dasar perangkat motor asinkron tiga fasa. Jika Anda mengubah dua fase di tempat (ini mengubah urutan arus), maka total vektor

induksi magnetik B akan berputar berlawanan arah jarum jam. Mengubah urutan fase digunakan untuk mengubah arah rotasi rotor motor asinkron tiga fasa, yaitu untuk membalik.

Prinsip operasi motor asinkron dengan rotor hubung singkat

Mungkin tidak ada mekanisme atau mesin yang serius di mana motor listrik tidak akan digunakan. Di dalam mobil, dengan mesin cuci, mesin pertanian dan peralatan rumah tangga kecil - motor listrik digunakan di mana-mana. Motor listrik asynchronous yang paling umum dan tentang itu hari ini kita akan berbicara.

Motor sinkron dan asinkron dalam teknik mesin dan dalam kehidupan sehari-hari

Karena kesederhanaan dan efisiensi, motor listrik asinkron dapat berguna tidak hanya dalam teknik mesin dan dalam kehidupan sehari-hari, tetapi kami akan mempertimbangkan hanya mesin seperti itu yang paling umum. Alasan untuk popularitas motor AC asynchronous adalah ketersediaannya, kemampuan untuk terhubung ke setiap outlet listrik tanpa penyearah dan perangkat interkoneksi, serta kemudahan pemeliharaan dan perbaikan dalam hal apa pun.

Ada dua jenis motor listrik asynchronous - dengan rotor sangkar tupai dan dengan rotor fase. Tapi pertama-tama adalah penting untuk memahami desain dan mencari tahu prinsip operasi motor asinkron dengan rotor sangkar-tupai, setelah itu alasan popularitasnya akan menjadi jelas. Terlepas dari kenyataan bahwa motor asynchronous dikembangkan pada akhir abad ke-19, sejauh ini desainnya belum mengalami perubahan khusus.

Keuntungan speaker motor

Fitur utama dari karakteristik mesin ini dan manifestasi mereka yang paling berharga, mempertimbangkan fakta bahwa beban pada mesin hampir tidak bergantung pada frekuensi rotasi poros. Medan magnet dan gaya gerak listrik telah dipelajari selama dua ratus tahun, dan motor induksi kami telah menjadi konfirmasi terbaik bahwa ini adalah salah satu metode transformasi energi yang paling efisien.

Prinsip operasi motor ini hanya didasarkan pada interaksi medan magnet yang bergerak dan elemen konduktif yang terletak di dalam bidang ini. Mesin, seperti yang diketahui dari bangku sekolah, terdiri dari dua unit dasar - sebuah rotor dan stator. Stator hanya menghasilkan medan magnet yang berputar. Secara struktural, stator adalah inti logam, lilitan kawat tembaga dengan isolasi thermo lacquered yang melilitnya.

Di dalam stator, di dalam medan magnetnya, menempatkan rotor, yang merupakan poros dengan inti dan belitan. Gambar di bawah ini menunjukkan diagram perangkat asynchronous motor.
Menurut skema ini, jelas bahwa stator terdiri dari pelat pengarang dan beberapa gulungan yang melilit pada inti pipih. Gulungan ini dapat dihubungkan dengan cara yang berbeda, tergantung pada jenis tegangan. Setiap gulungan mereka bergeser 120 derajat dari satu sama lain. Sebuah rotor mesin semacam itu dapat terdiri dari dua jenis.

Fase Rotor Motor

Rotor tipe-fase pada dasarnya tidak berbeda dengan lilitan dari stator. Ini adalah belitan tiga fase, ujungnya dihubungkan sesuai dengan skema "bintang". Ujung bebas gulungan terhubung ke cincin pengumpul saat ini. Cincin tersebut bersentuhan dengan konduktor dengan menggunakan kuas dan oleh karena itu dimungkinkan untuk memasang resistor pembatas tambahan dalam diagram pengkabelan.

Resistor, sebagai starter lunak, berfungsi untuk memungkinkan untuk mengurangi nilai arus awal, yang dapat mencapai nilai yang agak besar.

Rotor tertutup dan fitur-fiturnya

Rotor hubung singkat adalah inti penyusunan etiket dari baja lembaran khusus. Inti memiliki saluran yang tidak mengisolasi gulungan dari satu sama lain, tetapi sebaliknya - mereka dipenuhi dengan logam ringan cair lebur rendah, dan membentuk batang, yang tetap di ujung pada cincin.

Logam dari mana batang dibuat dan dengan mana ruang antara inti dituangkan tergantung pada karakteristik yang diperlukan dari mesin dan ini dapat berupa tembaga atau aluminium.

Bagaimana medan magnet bekerja

Mesin didasarkan pada proses mendapatkan kerja mekanis sebagai akibat dari paparan konduktor medan magnet yang bergerak. Tegangan diterapkan pada gulungan stator, setiap fase membentuk fluks magnetiknya sendiri. Frekuensi fluks magnetik tergantung pada frekuensi arus yang diberikan ke ujung belitan.

Karena fakta bahwa gulungan bergeser 120 derajat, medan magnet juga bergeser, dan mereka bergeser baik dalam ruang dan waktu. Total fluks magnetik dan akan memutar rotor mesin. Ini terjadi karena fluks yang berputar dari penjumlahan frekuensi masing-masing gulungan membentuk gaya gerak listrik dalam rotor. Karena rotor dihubung pendek, ia memiliki sirkuit listriknya sendiri, yang berinteraksi dengan medan magnet stator dan membentuk torsi yang diarahkan ke arah gerakan fluks magnetik stator.

Akibatnya, prinsip operasi motor asinkron dengan rotor hubung singkat dijelaskan oleh rotasi arus total magnetik stator dan interaksinya dengan medan magnet rotor yang dihasilkan dari pasokan arus.

Apa itu motor asinkron? Prinsip kerjanya

Motor asynchronous adalah perangkat asynchronous yang dirancang untuk mengkonversi dengan kehilangan minimum energi listrik dari arus bolak-balik menjadi energi mekanik yang diperlukan untuk memulai instrumen yang berjalan pada motor ini. Untuk memiliki pemahaman yang lebih jelas tentang prinsip operasi motor asynchronous, perlu untuk berkenalan dengan perangkat perangkat ini, dan juga untuk mengetahui jenis mesin apa yang ada saat ini.

Sejarah penemuan

Prinsip magnet rotasi ditemukan pada tahun 1824 oleh fisikawan Perancis, DF Aragon. Sebagai hasil dari eksperimennya, ilmuwan menemukan bahwa cakram tembaga yang dipasang pada sumbu vertikal dapat diatur dalam gerakan, bekerja di atasnya dengan magnet permanen. Bekerja pada karya-karya Aragon melanjutkan fisikawan Inggris William Bailey pada tahun 1879. Dalam eksperimennya, ia bertindak pada disk tembaga dengan empat elektromagnet yang terhubung ke sumber arus searah. Namun, formulasi lengkap dari fenomena ini diberikan pada tahun 1888 oleh fisikawan Italia, Ferraris dan Nikola Tesla, yang bekerja secara independen satu sama lain.

Pada tahun 1888, Tesla mempresentasikan prototipe pertamanya dari motor asinkron ke dunia. Namun, itu tidak banyak digunakan karena indikator teknis rendah pada saat memulai mesin. Desain modern dari transformator berputar, dalam bentuk yang kita kenal sekarang, dikembangkan oleh insinyur Perancis P. Bushero, yang mengembangkan analog dari motor asynchronous modern.

Perangkat motor asynchronous

Motor listrik apa pun, apa pun daya dan ukurannya, terdiri dari elemen-elemen berikut:

Rotor adalah unit motor bergerak yang bertanggung jawab untuk konversi satu energi ke yang lain melalui rotasi rotor di sekitar porosnya. Motor AC yang ditenagai oleh medan magnet dan induksi disebut asynchronous. Mereka disusun sesuai dengan prinsip gulungan sekunder transformator, karena yang nama kedua mereka adalah rotating transformer. Motor asinkron paling luas dengan switching tiga fase.

Di jantung perangkat motor asynchronous adalah aturan gimlet kiri, yang menunjukkan interaksi medan magnet dan konduktor, dan juga mengatur arah putaran motor listrik.

Hukum kedua yang ditetapkan dalam desain dan operasi transformer putar adalah hukum induksi elektromagnetik Faraday, yang mengatakan:

  1. Gaya elektromotif, atau EMF untuk jangka pendek, diinduksi dalam belitan perangkat, tetapi fluks elektromagnetik terus berubah dalam waktu;
  2. Gaya elektromotif bervariasi tergantung pada perubahan waktu fluks elektromagnetik.
  3. EMF dan arus listrik memiliki arah gerak yang berlawanan.

Prinsip operasi motor asinkron

Prinsip operasi dan slip dalam mesin AC asynchronous sangat sederhana. Dalam gulungan listrik stator, ketika tegangan diterapkan padanya, medan magnet dibuat. Ketika tegangan AC diterapkan, fluks magnetik yang diciptakan oleh stator berubah. Dengan demikian, medan magnet perubahan stator dan fluks magnetik memasuki rotor, yang menyebabkannya bertindak dan menyebabkannya berputar. Namun, untuk memastikan operasi asinkron stator dan rotor, perlu bahwa fluks magnetik dan tegangan stator sama besarnya dengan arus bolak-balik. Ini akan memastikan kemungkinan pekerjaannya secara eksklusif dari sumber AC.

Jika motor asinkron menjalankan fungsi generator, maka akan menghasilkan arus searah. Dalam hal ini, rotor akan diputar oleh sumber eksternal, misalnya, turbin. Jika apa yang disebut sisa magnetisme ada dalam perangkat rotor, maka ia akan memiliki sifat-sifat magnet tertentu yang melekat pada magnet. Dalam hal ini, aliran variabel akan dihasilkan dalam gulungan stator stasioner. Dengan demikian, tegangan induksi akan mengalir ke gulungan gulungan stator pada prinsip induksi magnetik.

Ruang lingkup generator induksi cukup lebar. Mereka digunakan untuk menyediakan kekuatan cadangan untuk toko-toko kecil dan rumah-rumah pribadi. Ini adalah salah satu yang termurah dan termudah untuk menginstal dan menggunakan jenis radiator. Dalam beberapa tahun terakhir, generator induksi telah semakin banyak digunakan di banyak negara di seluruh dunia di mana ada masalah dengan penurunan voltase konstan dalam jaringan listrik. Selama pengoperasian generator, rotor digerakkan oleh mesin diesel berdaya rendah yang terhubung ke generator asinkron.

Prinsip rotasi rotor

Prinsip operasi rotor didasarkan pada hukum Faraday elektromagnetik. Berputar karena efek dari gaya gerak listrik yang dihasilkan dari interaksi fluks magnetik dan rotor berliku. Bahkan, terlihat seperti ini: antara stator, rotor dan gulungan mereka ada celah tertentu di mana fluks magnetik berputar lewat. Akibatnya, ketegangan muncul pada konduktor rotor, yang merupakan penyebab pembentukan EMF.

Mesin dengan konduktor rotor sirkuit tertutup bekerja sedikit berbeda. Dalam jenis mesin, rotor pendek-sirkit digunakan, di mana arah arus dan gaya gerak listrik diberikan oleh aturan Lenz, yang menurutnya EMF melawan terjadinya arus. Rotor berputar karena fluks magnet yang bergerak di antara ia dan konduktor tetap.

Dengan demikian, untuk mengurangi kecepatan relatif, rotor memulai rotasi sinkron dengan fluks magnetik pada belitan stator, cenderung berputar serentak. Frekuensi gaya gerak listrik dari rotor sama dengan frekuensi stator.

Motor induksi Ridge

Ketika suplai tegangan rendah diterapkan ke rotor hubung singkat, gulungannya tidak bersemangat. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa rotor dan stator memiliki jumlah gigi yang sama, dengan hasil bahwa fiksasi magnetik di antara keduanya sama, yang menyebabkan netralisasi bersama. Dalam fisika, fenomena ini disebut pemblokiran gigi atau pemblokiran magnet. Untuk mengatasi masalah ini, yang Anda perlukan adalah menambah jumlah gigi pada stator atau rotor.

Prinsip menghubungkan motor asynchronous

Setiap saat, motor asinkron dapat dihentikan. Yang Anda butuhkan adalah menukar output dua stator. Ini mungkin diperlukan dalam hal berbagai jenis situasi darurat. Setelah ini, pengereman antiphase terjadi sebagai akibat dari perubahan arah aliran berputar, yang menghentikan pasokan listrik ke rotor.

Untuk menghindari situasi seperti itu, dalam motor asinkron fase tunggal, perangkat kapasitor khusus digunakan yang terhubung ke lilitan awal motor. Namun, sebelum menggunakan perangkat ini, penting untuk menghitung parameter optimal untuk operasi. Harus diingat bahwa kekuatan kapasitor yang digunakan dalam mesin listrik satu atau dua fase arus bolak-balik harus sama dengan kekuatan mesin itu sendiri.

Prinsip kopling

Mempertimbangkan karakteristik teknis dari rotating AC transformer yang digunakan dalam pembuatan peralatan industri, dan prinsip operasi mereka, orang dapat menemukan analogi dengan prinsip operasi kopling berputar kopling mekanis. Nilai torsi pada poros penggerak harus sesuai dengan nilai dari nilai ini pada poros yang digerakkan. Selain itu, sangat penting untuk memahami bahwa kedua titik ini identik satu sama lain. Karena transduser linear didorong oleh duri antara cakram di dalam kopling.

Kopling elektromagnetik

Teknologi serupa diimplementasikan dalam motor traksi, yang menggunakan rotor fase. Sistem motor ini terdiri dari inti dan 4 utama, dan 4 tiang tambahan. Kutub utama adalah gulungan tembaga, yang mulai berputar karena kereta gigi, didorong oleh inti, juga disebut jangkar kotor. Pasokan listrik berasal dari empat kabel fleksibel. Bidang utama penerapan multi-pole motors adalah mesin berat. Mereka adalah kekuatan pendorong untuk mesin pertanian besar, transportasi kereta api dan peralatan mesin untuk beberapa jenis industri.

Pro dan kontra dari motor asynchronous

Transformer Rotary telah mendapatkan popularitas besar karena fleksibilitas mereka, memungkinkan mereka untuk digunakan di banyak industri. Namun, mekanisme ini, seperti perangkat lain, memiliki kelebihan dan kekurangannya. Mari kita lihat lebih dekat masing-masing.

Keuntungan dari trafo torsi AC:

  1. Desain mesin sederhana;
  2. Biaya perangkat murah;
  3. Performa tinggi;
  4. Manajemen konstruksi sederhana;
  5. Kemampuan untuk bekerja dalam kondisi yang sulit.

Kinerja tinggi motor AC asinkron dicapai karena daya tinggi, kerugian yang diminimalkan karena tidak adanya gesekan selama operasi mereka.

Kerugian dari trafo putar meliputi:

  1. Kehilangan daya saat mengubah kecepatan.
  2. Torsi berkurang dengan meningkatnya beban.
  3. Daya rendah saat startup.

Anda Sukai Tentang Listrik

  • Apa warna kabel di kabel: fase, nol, bumi

    Automatics

    Pada kebanyakan kabel modern, konduktor diisolasi dalam warna yang berbeda. Warna-warna ini memiliki nilai tertentu dan tidak hanya dipilih. Apa tanda warna kabel dan bagaimana menggunakannya untuk menentukan di mana nol dan landasan, dan di mana - fase, dan kami akan berbicara lebih lanjut.

  • Ensiklopedia Besar Minyak dan Gas

    Automatics

    Nilai arus - pelepasan termalArus pengenal dari pelepasan panas tidak boleh kurang dari arus pengenal dari motor yang dilindungi. [1]Untuk pelepasan gabungan, arus pengenal pelepasan panas ditunjukkan dan dipilih.

Dalam pekerjaan sehari-hari, para ahli listrik sering perlu mengukur tegangan, sirkuit cincin, dan kabel untuk integritas. Kadang-kadang Anda hanya perlu tahu apakah instalasi listrik diberi energi, jika soket tidak diberi energi, misalnya, sebelum mengubahnya, dan kasus serupa.