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.

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.

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).

Wizard rumah daring

Motor listrik tipe asinkron adalah mesin listrik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Unit ini berfungsi dari AC. Ini dibedakan dari motor sinkron oleh fakta bahwa stator berputar di dalamnya dengan frekuensi lebih tinggi dari rotor.

Ringkasan artikel:

Latar belakang sejarah singkat

Mesin pertama dari jenis asynchronous diciptakan selama Kekaisaran Rusia, yaitu pada tanggal 8 Maret 1889. Penemu dari penemuan ini adalah guru besar Rusia M. O. Dolivo-Dobrovolsky.

Saat ini bidang penggunaan motor listrik tersebut cukup lebar. Mereka dianggap jenis mesin yang paling umum, karena mereka telah membuat revolusi teknis di bidang industri.

Uraian berikut tentang motor listrik asinkron dapat diberikan: ini adalah satu-satunya jenis motor di mana kutub diciptakan karena fenomena induksi. Karena itu, mereka sering disebut induksi.

Perangkat lain menggunakan koil yang digerakkan oleh arus, magnet, dan hanya pada mesin listrik asinkron, pickup digunakan - mereka menciptakan kekuatan pendorong.

Keuntungan dan kerugian dari motor listrik asynchronous

Konverter listrik modern untuk energi mekanik memiliki keuntungan sebagai berikut:

  • Biaya terjangkau. Harga motor asynchronous jauh lebih rendah daripada sinkron.
  • Prevalensi. Mesin listrik asinkron dapat dibeli di pasar khusus apa pun. Penuh penawaran dan di Internet.
  • Keandalan Mesin memiliki kemampuan untuk menahan drop tegangan kecil.
  • Pengoperasian yang mudah. Perangkat asynchronous mudah untuk memulai karena rangkaian yang paling sederhana digunakan untuk menyalakannya.
  • Tingkat efisiensi yang cukup tinggi. Secara signifikan lebih tinggi daripada motor listrik sinkron.

Kerugiannya termasuk:

  • Arus starting yang cukup tinggi pada kecepatan terukur. Start-up pertama dapat membebani pasokan listrik.
  • Hampir sepenuhnya kekurangan perlindungan. Eksekusi lilitan yang terlindungi tidak menyelamatkan mesin dari kerusakan. Tetes tegangan yang cukup sering menyebabkan gulungan berliku.
  • Koefisien slip jauh lebih rendah daripada motor sinkron.

Fitur perangkat

Desain motor asynchronous cukup sederhana. Elemen dasarnya adalah stator dan rotor.

Stator memiliki bentuk silinder yang dirakit dari lembaran baja. Gulungan berada di alur inti. Biasanya mereka menggunakan kabel listrik biasa. Sumbu gulungan terletak pada sudut 120 derajat relatif satu sama lain. Sambungan ujungnya bisa dalam bentuk segitiga atau dalam bentuk bintang - itu tergantung pada tegangan.

Selanjutnya, mari kita bicara tentang rotornya. Ada dua varietas - rotor hubung singkat dan rotor fase. Seperti yang ditunjukkan foto-foto motor asynchronous, tipe rotor pertama memiliki bentuk inti baja. Alurnya dituang dengan aluminium. Batang yang dihasilkan memiliki hubungan pendek dengan cincin akhir khusus.

Elemen struktural seperti ini disebut sangkar tupai. Untuk motor listrik dengan karakteristik daya tinggi, dapat diterima untuk mengganti aluminium dengan tembaga.

Rotor fase dicirikan oleh belitan tiga fase, mirip dengan stator. Paling sering, ujung gulungan membentuk bentuk bintang, sedangkan yang bebas mengarah ke cincin slip khusus.

Desain ini memungkinkan, jika perlu, untuk memperkenalkan resistor tambahan, yang memungkinkan Anda mengubah resistensi. Ini diperlukan jika Anda ingin mengurangi nilai arus awal.

Prinsip operasi motor listrik tipe asinkron adalah penggunaan medan magnet berputar. Ini terbentuk di stator, berinteraksi dengan arus yang diinduksi olehnya di rotor. Sebuah nuansa penting: terjadinya momen berputar hanya mungkin pada frekuensi yang berbeda dengan medan magnet yang berputar.

Jenis motor listrik asynchronous

Tergantung pada lokasi rotor, adalah umum untuk membedakan jenis motor asynchronous berikut:

  • Horisontal
  • Vertikal.

Selain itu, perangkat dapat dibuka dan ditutup.

Rekomendasi perawatan

Perawatan motor listrik asynchronous meliputi:

  • Hati-hati memeriksa penampilan dan evaluasi mekanika.
  • Penilaian visual dari ahli listrik.
  • Pengukuran dan tes manufaktur.

Tugas pemeliharaan adalah deteksi barang cacat dan cacat yang tepat waktu. Tujuan utamanya adalah pencegahan. Kesalahan kecil dapat diperbaiki di situs. Koreksi serius akan membutuhkan perawatan untuk spesialis.

Kiat memilih

Bagaimana cara memilih motor asynchronous? Di sini kita harus mempertimbangkan kondisi di mana ia akan dioperasikan, dan karakteristik sirkuit pasokan.

Berikut beberapa panduan:

Akuisisi mesin listrik asinkron adalah tepat jika ada kebutuhan untuk menggabungkan daya tahan motor dan kemampuan untuk menyesuaikan kecepatan rotasi dengan lancar. Dalam kasus lain, lebih baik menggunakan jenis mesin yang berbeda.

Jika Anda tidak perlu membalikkan, maka pilihan terbaik adalah motor listrik fase tunggal tipe asynchronous.

Untuk jaringan tiga fase, lebih baik membeli motor tiga fase. Ini yang paling rasional.

Motor asynchronous

Direktori bahasa Inggris menyebut induksi motor induksi. Segera poin naik di atas saya. Internet dipenuhi dengan pertanyaan tentang perbedaan jenis mesin ini, nuansa kolektor, mesin sinkron, pada kenyataannya, ternyata sederhana saja. Satu-satunya jenis mesin yang menciptakan kutub fenomena induksi. Konstruksi lainnya menggunakan magnet permanen, koil yang digerakkan oleh arus... Hanya motor induksi (asinkron) yang menggunakan pickup yang menciptakan kekuatan pendorong. Faktor menentukan fitur - perbedaan dalam kecepatan rotasi poros dari frekuensi lapangan.

Perangkat motor asynchronous

Stator motor asinkron

Mari kita mulai opsi umum paling sederhana: daya AC dipasok ke gulungan stator. Lihatlah foto: sampel stator yang khas. Setelah mengeluarkan rotor, tidak mungkin untuk mengetahui jenis mesin yang dimiliki inti tembaga. Menerima kesimpulan utama: stator tidak menentukan metode pembentukan kekuatan pendorong. Sebaliknya, ia bertindak sebagai pendukung yang digunakan oleh stator.

Kami melihat inti komposit yang mengandung dua koil. Arah yang berliku menciptakan dua kutub yang berbeda. Tidak mungkin untuk memanggil konsentrasi intensitas medan utara atau selatan, karena arah garis terus berubah (dengan frekuensi jaringan ganda 100 Hz). Perakitan dilakukan sebagai berikut:

  1. Kumparan angin secara terpisah. Desainer tahu berapa banyak belokan yang dibutuhkan, bagaimana memimpin.
  2. Hank yang dihasilkan diletakkan dengan rapi pada strut inti magnetik (bentuk tradisional dari huruf T). Untuk insulasi meletakkan lapisan vinil, polimer lain.
  3. Kemudian ujung-ujung lilitan sedikit membungkuk ke pinggiran, tikungan-tikungan itu bertumpu pada dasar huruf T.
  4. Dalam kasus kami, inti adalah komposit, bagian dalam kumparan dimasukkan ke dalam cincin luar. Tetapi lebih sering konstruksi lebih sederhana.

Inti dirakit dari lempeng yang terisolasi satu sama lain dengan pernis. Motor listrik 230 volt Asynchronous beroperasi, medan bolak menginduksi arus eddy, menyebabkan efek pembalikan magnetisasi. Untuk mengurangi kerugian, inti dipecah menjadi lempengan. Baja khusus yang dicampur dengan aditif silikon memberikan koefisien konduktivitas listrik yang rendah.

Stator motor listrik

Dalam motor listrik asynchronous rumah tangga, ada dua stator kutub. Ada pengecualian untuk aturan. Pada gambar yang lain kita melihat stator motor asinkron kipas lantai dengan tiga kecepatan. Ada delapan kutub untuk menggerakkan setumpuk besi, Anda membutuhkan sebuah kapasitor. Pergeseran fase tegangan dengan minus 90 derajat relatif terhadap arus. Ini menjadi mungkin untuk menciptakan medan putar bergantian di dalam stator. Jenis motor induksi ini disebut kapasitor.

Dua fase pertama yang digunakan disarankan oleh Nikola Tesla.

Skemanya adalah sebagai berikut:

  1. Empat gulungan yang tergeletak di bagian atas salib didukung oleh jaringan 230 volt. Dua lawan - memiliki satu tanda kutub, yang lain - yang lain. Ternyata medan berputar pada kecepatan setengah jaringan (25 Hz). Ini cukup untuk kipas bekerja dengan benar.
  2. Mulai halus dari motor listrik asynchronous dan bekerja hanya mungkin dalam kondisi ketika bidang tersebut dihaluskan. Untuk tujuan ini, empat gulungan digunakan, yang terletak diagonal. Di sini tegangannya bergeser 90 derajat. Penggunaan koil bantu meningkatkan kinerja.

Bagaimana cara mengatur kecepatan? Regulator kecepatan motor listrik asinkron memindahkan belitan. Keyboard kontrol disusun pada setiap saat waktu untuk memungkinkan menekan satu tombol, atau tidak sama sekali. Delapan gulungan memiliki sepasang tap. Stator membuat peralihan yang diperlukan, beberapa cabang didukung oleh sebuah kapasitor. Menekan setiap tombol termasuk bagian dari belitan. Sepenuhnya stator beroperasi dengan kecepatan tinggi.

Prinsip skema

Perkiraan skema yang menunjukkan prinsip kerja diilustrasikan dalam foto. Kecepatan putaran diatur dengan mengalihkan gulungan dengan tombol 1, 2, 3. Kebutuhan untuk perlindungan terhadap peralihan simultan ditentukan oleh persyaratan untuk operasi normal perangkat. Akibatnya, kontrol kecepatan diimplementasikan dengan metode yang paling sederhana.

Inti dari sirkuit magnetik terdiri dari lembaran baja listrik, mengurangi kehilangan panas. Suhu dapat mencapai dimensi yang signifikan, sehingga rotor motor induksi kipas disediakan dengan pisau (lihat foto). Setiap kipas hanya dapat memanaskan udara, bukan sebaliknya.

Rotor Motor Asinkron

Rotor motor asinkron

Dalam hal ini, mesin akan memberikan kinerja jangka panjang. Oleh karena itu, rotor dilengkapi dengan bilah kipas tangensial. Membantu mendinginkan struktur pada malam musim panas yang panas. Pemilik dapat tidur nyenyak, mengabaikan kemungkinan kebakaran. Setiap perangkat yang bagus bekerja dengan cara yang sama (itu mendingin sendiri). Dalam hal ini, mesin dirancang sesuai skema dengan rotor sangkar tupai. Sebuah drum duduk di atas poros, di mana konduktor tembaga tertanam di terowongan silumin. Korslet di setiap konektor cincin lainnya. Solusi teknis dalam literatur ini secara tradisional disebut sangkar tupai (roda) karena alasan yang jelas.

Motor hubung-pendek asynchronous dominan dalam kehidupan sehari-hari. Bidang-bidang dalam konduktor diinduksi oleh stator, kemudian kopling melalui eter terjadi, poros mengambil kecepatan. Jangan pernah mengejar frekuensi jaringan. Karena arus induksi lenyap, adhesi rusak. Rem poros, lagi-lagi dijemput oleh lapangan. Demikian pula, ada motor listrik asinkron fase tunggal, yang lain. Intinya, tidak ada perbedaan, dengan mana bidang variabel dibuat.

Alokasikan keluarga besar lainnya. Perangkat motor listrik asynchronous pada dasarnya berbeda. Rotor dilengkapi dengan gulungan seperti motor kolektor. Biasanya tiga fase. Ini akan memungkinkan untuk membawa medan yang jauh lebih kuat, masalah besar muncul: sulit untuk memindahkan poros dari tempatnya. Kekuatan medan yang luar biasa membentuk kekuatan genggaman yang luar biasa, karena ada kemungkinan kegagalan peralatan. Selain itu, poros pada umumnya tidak terlepas.

Itu sebabnya untuk mengurangi kekuatan arus induksi (kekuatan medan), rheostat dipotong di sirkuit semua fase rotor. Resistensi aktif mencegah EMF untuk mengembangkan daya pada poros: fraksi tertentu dihamburkan oleh Joule panas yang dihasilkan oleh resistansi aktif. Torsi awal motor induksi dengan fasa-rotor cukup besar, tidak terjadi pemutusan kecepatan. Jelas bahwa nilai resistansi rheostat untuk setiap desain berbeda. Tentukan sosok rotor motor asinkron, karakteristik yang diberikan, beban awal.

Harap dicatat bahwa dalam semua kasus dengan motor asynchronous, kami mengamati kerugian besar. Terutama terlihat dengan baik pada contoh rheostat. Kekuatan motor asinkron secara langsung dihabiskan untuk panas yang dihamburkan. Keuntungan utama dari kelas perangkat ini masih dianggap kesederhanaan desain dan pemeliharaan. Jika tidak, semua jenis motor listrik asynchronous akan ditinggalkan di tong sampah sejarah.

Cara kerja motor asinkron

Stator menciptakan medan magnet yang berputar. Arah garis tegangan ditentukan oleh aturan gimlet (tangan kanan). Oleh karena itu, stator disisihkan untuk saat ini, mari kita coba untuk memahami apa yang terjadi secara paralel pada rotor. Mari kita mulai kandang tupai.

Di dalam stator ada medan, garis-garis ketegangan yang dalam perkiraan pertama diarahkan ke pusat di mana poros itu berada. Seberangi konduktor sangkar tupai dengan sudut sekitar 90 derajat. Menurut aturan tangan kanan, medan bolak menginduksi ggl yang menghasilkan arus. Hasilnya adalah tanggapan.

Setiap pasangan konduktor kandang tupai dibingkai. Bidang stator berputar. Menurut aturan tangan, bidang respons muncul, diarahkan berlawanan dengan aslinya:

  1. Rotor bergerak lebih lambat daripada stator. Biarkan rotasi menggambarkan jarum jam.
  2. Pada titik tertentu, kutub utara mulai mengejar dengan salah satu konduktor kandang tupai.
  3. Arus diarahkan sehingga garis-garis melingkar dari intensitas respon medan magnet menuju ke kutub.
  4. Ternyata tiang di depan kursus berjalan melawan tanda muatan dengan nama yang sama, mulai mendorongnya. Sebuah "selatan" terbentuk di belakang, mencoba berlari setelah lapangan.

Penjelasan singkat dan sederhana tentang mengapa kandang tupai mulai berputar di ujungnya. Rotor seharusnya tidak terlalu berat, kopling medan tidak terlalu kuat. Ini menjelaskan upaya traksi rendah yang dikembangkan oleh motor asinkron di awal. Arus start tinggi, karena tidak ada yang mencegah pembangkitan medan di dalam stator. Catatan: di rotor motor asinkron fase tunggal yang ditunjukkan pada foto di awal artikel, konduktor kandang tupai sedikit condong ke sumbu drum. Ini membantu untuk menciptakan kutub magnet yang lebih seragam, mengkompensasi kekurangan (terutama ketidakrataan) dari rotasi medan stator.

Fase rotor terdiri dari gulungan, normal yang diarahkan kira-kira di pusat mesin (poros). Masing-masing dapat direpresentasikan sebagai sel sangkar tupai yang hipertrofi. Ada banyak putaran (dalam latihan, misalnya, sekitar 40), kekuatan medan jauh lebih tinggi. Karena lompatan tajam di awal, energi yang dikonsumsi akan menjadi terlalu besar. Tingkat EMF signifikan (ditentukan oleh laju perubahan fluks magnetik). Rantai rotor dilengkapi oleh rheostat, mencoba untuk mengkompensasi kekurangannya. Resistensi menurunkan arus, secara alami mengurangi bidang respons yang dihasilkan oleh konduktor.

Rotor fase dapat meningkatkan karakteristik motor listrik asynchronous, dua atau tiga konduktor (berbicara kasar) memberikan usaha traksi yang lebih besar. Kerugian dari solusi teknis termasuk kehadiran kolektor saat ini, sikat aparatus. Untuk mengurangi aus dalam beberapa mesin asinkron setelah revolusi rotor disingkat oleh mekanisme khusus. Lebih lama umur peralatan.

Kami tidak melihat alasan untuk mempertimbangkan rotor fase secara lebih rinci, ilustrasi terbaik adalah kandang tupai yang ditingkatkan. Bayangkan: alih-alih satu, ada empat puluh buah! Kuantitas (dari 40 ke bawah) diatur oleh resistensi rheostat.

Cara mengatur kecepatan motor asynchronous

Setiap, termasuk tiga fase asinkron, motor listrik tidak dapat mengembangkan kecepatan mendekati frekuensi lapangan. Jumlah kutub cenderung berkurang. Tetapi bahkan dalam kasus ini, jarang mungkin mencapai 3000 rpm yang diinginkan (50 Hz x 60 dtk). Pada prinsipnya, tidak mungkin. Peningkatan jumlah kutub stator dipraktekkan untuk mengurangi kecepatan, seperti yang ditunjukkan di atas dengan contoh kipas lantai.

Ini adalah praktik yang lebih umum untuk menghubungkan motor listrik asinkron dengan sangkar tupai ke kontrol amplitudo tiga fase. Teknik ini akan memungkinkan Anda untuk dengan mudah mencapai hasilnya. Arus motor listrik asinkron tinggi di awal, "karena" kerugian inti rotor (mereka menurun dengan meningkatnya kecepatan). Tidak dapat dikatakan bahwa memperbaiki stadion dengan tangan mereka sendiri dikategorikan sebagai sederhana, tetapi jauh lebih baik daripada memutar kembali rotor pengumpul. Kesederhanaan desain menjelaskan kecintaan industri untuk perangkat semacam ini.

Apa itu motor asinkron

ASYNCHRONOUS MOTORS

Motor asynchronous disebut di mana kecepatan rotor tertinggal di belakang frekuensi rotasi medan magnet stator selama perjalanan arus tiga fase dalam gulungannya.

Ketika mesin tiga fase tiga fase saat ini melewati gulungan stator, medan magnet berputar terjadi, di bawah aksi yang arus listrik diinduksikan di rotor. Sebagai hasil dari interaksi medan magnet berputar stator dengan arus yang diinduksikan pada konduktor rotor, timbul gaya mekanis, yang bekerja pada konduktor dengan arus, yang menciptakan torsi yang menggerakkan rotor. Dalam hal ini, kecepatan rotor motor induksi selalu kurang dari kecepatan rotasi medan magnet berputar stator karena slip rotor, yang dalam mesin modern sekitar 2-5%.

Dengan cara ini, motor induksi menerima energi yang dipasok ke rotor dengan memutar fluks magnetik (induktif), tidak seperti motor DC, di mana energi dipasok melalui kabel. Motor asynchronous, tidak seperti sinkron, bersemangat dengan arus bolak-balik.

Motor asinkron, seperti motor sinkron, terdiri dari dua bagian utama: stator dengan lilitan fasa yang dilalui arus bolak-balik tiga fasa, dan rotor yang sumbunya diletakkan pada bantalan. Rotor dapat dihubung pendek dan fase (Gambar 170).

Sebuah rotor hubung pendek (gbr. 170, c) adalah sebuah silinder yang kelilingnya paralel dengan porosnya adalah konduktor yang tertutup di antara mereka sendiri di kedua sisi rotor oleh cincin (dalam bentuk roda tupai).

Motor asinkron dengan rotor semacam itu disebut hubung singkat. Kelemahannya meliputi: torsi awal yang kecil dan arus yang tinggi pada gulungan stator di awal. Jika mereka ingin meningkatkan torsi awal atau mengurangi arus start, gunakan motor induksi dengan rotor fase (Gambar 170, d). Untuk mesin ini, belitan yang sama ditempatkan pada rotor seperti pada stator. Dalam hal ini, ujung belitan terhubung ke cincin kontak (Gambar 170, e) yang terletak di poros motor. Kontak cincin menggunakan sikat terhubung ke resistor awal.

Untuk memulai mesin di sirkuit listrik termasuk stator, dan kemudian secara bertahap ditarik dari resistansi rangkaian rotor mulai rheostat. Ketika mesin dihidupkan, slip ring dengan bantuan kontak aktuator dihubung pendek,

Bagian longitudinal motor asinkron dengan rotor fase

Dalam ara. 171 menunjukkan bagian longitudinal motor induksi dengan rotor fase. Dalam rumahan 6 stator ditempatkan berliku 5, diletakkan di dalam slot 4 dari baja stator. Di dalam slot 2 rotor baja terdapat lilitan 3 rotor.

Start-up motor listrik dengan rotor hubung singkat dapat dilakukan dengan secara langsung mengaktifkan starter ke tegangan operasi penuh dari rangkaian (metode langsung-mulai). Namun, karena peningkatan tajam inducible e. d. dan arus start, tegangan pada target menurun pada saat awal, yang secara negatif mempengaruhi pengoperasian motor penggerak dan konsumen lain yang didukung oleh sirkuit ini.

Dalam kasus arus awal yang besar untuk menguranginya, motor asinkron rotor sangkar-tupai biasanya dimulai dengan dua cara: mengubah gulungan stator pada saat dimulai dari bintang ke segitiga, jika gulungan stator selama operasi normal motor listrik dihubungkan oleh segitiga, atau menghidupkan motor listrik melalui resistor awal (atau autotransformer) di rangkaian stator.

Motor dihentikan dengan mematikan kontaktor. Setelah motor berhenti, resistor awal atau autotransformer dimasukkan sepenuhnya. Kecepatan rotasi motor asynchronous diatur dengan mengubah resistansi rheostat yang termasuk dalam rotor circuit (untuk motor dengan rotor fase), dan mengganti gulungan stator untuk mengubah jumlah pasangan kutub (untuk motor dengan rotor hubung singkat).

Mengubah arah rotasi motor listrik asinkron dicapai dengan mengubah arah medan magnet berputar stator dengan mengalihkan dua dari tiga fase belitan stator (menggunakan kabel yang menghubungkan terminal lilitan stator ke rangkaian) menggunakan saklar dua kutub konvensional.

Motor asynchronous sederhana dalam desain, lebih kecil dalam ukuran dan massa daripada motor DC, dan karena itu mereka jauh lebih murah. Selain itu, mereka lebih dapat diandalkan dalam operasi, membutuhkan lebih sedikit perhatian ketika melayani karena kurangnya manifold berputar dan menyikat aparat; mereka memiliki efisiensi yang lebih tinggi, peralatan kontrol mereka jauh lebih sederhana dan lebih murah daripada motor DC. Motor asynchronous beroperasi tanpa memicu, yang mungkin di mesin DC dengan gangguan switching, sehingga mereka lebih aman dalam hal api.

Keuntungan modern dari motor asynchronous ini menjelaskan tren saat ini dari pengenalan secara luas arus bolak-balik pada kapal. Perlu dicatat bahwa dalam industri motor asynchronous telah lama memenangkan posisi dominan dibandingkan dengan jenis motor listrik lainnya.

Motor asynchronous dibangun dengan daya mulai dari fraksi kilowatt hingga ribuan kilowatt. Pada kapal angkatan laut, motor asinkron dengan rotor tupai-rangkan terutama digunakan, yang diproduksi dalam desain tahan air dan anti percikan dan dirancang untuk tegangan 380/220 V.

1. Apa prinsip dari generator DC?

2. Apa bagian utama dari mesin DC listrik dan apa tujuan mereka?

3. Bagaimana mesin dc dibagi dengan kinerja?

4. Apa prinsip operasi motor DC?

5. Apa aturan dasar untuk servis mesin listrik DC?

6. Mesin apa yang disebut sinkron dan apa prinsip operasi mereka?

7. Apa saja trafo, apa struktur dan prinsip operasinya?

8. Mesin apa yang disebut asynchronous dan apa prinsip operasi mereka?

9. Bagaimana motor asinkron dibagi dengan desain rotor?

Motor listrik asinkron: desain dan perangkat

Motor listrik asinkron tiga fase dengan rotor sangkar-tupai ditemukan pada tahun 1889, pada 8 Maret, oleh ilmuwan dan insinyur Rusia terkenal Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky. Dan secara harfiah setahun kemudian, pada 15 Desember 1890, motor fase-rotor diciptakan dan dipatenkan.

Motor listrik asinkron tiga fase - salah satu perangkat listrik yang paling umum di industri. Sangat mudah dioperasikan, dapat diandalkan dan memiliki harga yang agak rendah. Motor listrik asinkron sebenarnya membutuhkan sembilan puluh persen dari total jumlah mesin di seluruh dunia. Hal ini dapat ditemukan hampir di mana-mana - dari pembangunan mesin cuci konvensional, hingga bengkel industri besar, belum lagi pembangkit listrik. Dia membuat revolusi teknis yang signifikan dalam industri global.

Motor listrik asinkron adalah mesin yang dirancang untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. "Asynchronous" berarti "tidak simultan." Ini berarti bahwa untuk mesin seperti itu frekuensi di mana medan magnet yang dihasilkan oleh stator berputar akan selalu lebih besar daripada frekuensi di mana bagian yang bergerak dari mesin berputar.

Motor listrik asinkron terdiri dari bagian tetap - stator, dan bagian berputar bergerak - rotor.

Stator dirakit dari lembaran baja listrik yang ditekan dan biasanya dalam bentuk silinder. Gulungan stator yang terbuat dari kawat magnet diletakkan di lekukan khusus inti. Ada beberapa gulungan di stator. Sumbu gulungan ini biasanya bergeser dengan sudut 120 derajat relatif satu sama lain. Ujung gulungan ini dapat dihubungkan oleh bintang atau segitiga (tergantung pada tegangan yang diterapkan).

Rotor mesin seperti itu sebagai motor listrik asinkron, adalah sirkuit pendek dan fase.

Jenis pertama (rotor sangkar-tupai) adalah inti, yang dirakit dari batang tembaga atau aluminium dengan lilitan yang diletakkan di dalamnya. Batang dihubungkan oleh cincin ujung, dan penampilan mereka menyerupai sangkar tupai. By the way, itulah mengapa jenis rotor ini sering disebut "kandang tupai". Dalam hal ini, rotor sekali lagi dirakit dari lembaran baja listrik, ditekan dan dicetak dalam aluminium.

Fase rotor sering disebut rotor dengan slip ring. Ia memiliki gulungan tiga fase, yang sebenarnya tidak berbeda dengan gulungan stator. Pada dasarnya, ujung belitan rotor seperti itu dengan cincin kontak (fase) dihubungkan menjadi bintang. Ujung bebas dibawa ke sebagian besar cincin kontak ini. Resistor tambahan sering ditambahkan ke sirkuit berliku karena adanya sikat khusus yang terhubung ke cincin. Resistor seperti ini meningkatkan resistansi di sirkuit listrik rotor, yang berkontribusi pada permulaan yang lebih halus dan penurunan nilai arus start - ini sangat penting untuk mesin seperti motor listrik asinkron tiga fasa.

7 bagian tubuh yang tidak boleh disentuh Pikirkan tubuh Anda sebagai sebuah kuil: Anda dapat menggunakannya, tetapi ada beberapa tempat suci yang tidak dapat disentuh. Studi menunjukkan.

9 wanita terkenal yang jatuh cinta dengan wanita Menunjukkan minat bukan pada lawan jenis bukanlah hal yang tidak biasa. Anda tidak dapat mengejutkan atau menggoyahkan seseorang jika Anda mengaku.

Kesalahan yang tak termaafkan dalam film-film yang mungkin tidak pernah Anda perhatikan Mungkin ada sangat sedikit orang yang tidak suka menonton film. Namun, bahkan di film terbaik ada kesalahan yang mungkin diperhatikan oleh pemirsa.

Bagaimana terlihat lebih muda: potongan rambut terbaik bagi mereka yang berusia di atas 30, 40, 50, 60 Gadis dalam 20 tahun jangan khawatir tentang bentuk dan panjang rambut. Tampaknya pemuda diciptakan untuk eksperimen pada penampilan dan ikal yang berani. Namun, yang terakhir

10 foto misterius yang mengejutkan Jauh sebelum munculnya Internet dan para empu dari "Photoshop" sebagian besar foto yang diambil adalah asli. Terkadang gambar-gambar itu benar-benar tidak pernah ada.

20 foto kucing yang dibuat pada waktu yang tepat Kucing adalah makhluk luar biasa, dan semua orang tahu tentang ini. Dan mereka sangat fotogenik dan selalu tahu bagaimana berada pada waktu yang tepat dalam aturan.

Motor asynchronous

Direktori bahasa Inggris menyebut induksi motor induksi. Segera poin naik di atas saya. Internet dipenuhi dengan pertanyaan tentang perbedaan jenis mesin ini, nuansa kolektor, mesin sinkron, pada kenyataannya, ternyata sederhana saja. Satu-satunya jenis mesin yang menciptakan kutub fenomena induksi. Konstruksi lainnya menggunakan magnet permanen, koil yang digerakkan oleh arus... Hanya motor induksi (asinkron) yang menggunakan pickup yang menciptakan kekuatan pendorong. Faktor menentukan fitur - perbedaan dalam kecepatan rotasi poros dari frekuensi lapangan.

Perangkat motor asynchronous

Stator motor asinkron

Mari kita mulai opsi umum paling sederhana: daya AC dipasok ke gulungan stator. Lihatlah foto: sampel stator yang khas. Setelah mengeluarkan rotor, tidak mungkin untuk mengetahui jenis mesin yang dimiliki inti tembaga. Menerima kesimpulan utama: stator tidak menentukan metode pembentukan kekuatan pendorong. Sebaliknya, ia bertindak sebagai pendukung yang digunakan oleh stator.

Kami melihat inti komposit yang mengandung dua koil. Arah yang berliku menciptakan dua kutub yang berbeda. Tidak mungkin untuk memanggil konsentrasi intensitas medan utara atau selatan, karena arah garis terus berubah (dengan frekuensi jaringan ganda 100 Hz). Perakitan dilakukan sebagai berikut:

  1. Kumparan angin secara terpisah. Desainer tahu berapa banyak belokan yang dibutuhkan, bagaimana memimpin.
  2. Hank yang dihasilkan diletakkan dengan rapi pada strut inti magnetik (bentuk tradisional dari huruf T). Untuk insulasi meletakkan lapisan vinil, polimer lain.
  3. Kemudian ujung-ujung lilitan sedikit membungkuk ke pinggiran, tikungan-tikungan itu bertumpu pada dasar huruf T.
  4. Dalam kasus kami, inti adalah komposit, bagian dalam kumparan dimasukkan ke dalam cincin luar. Tetapi lebih sering konstruksi lebih sederhana.

Inti dirakit dari lempeng yang terisolasi satu sama lain dengan pernis. Motor listrik 230 volt Asynchronous beroperasi, medan bolak menginduksi arus eddy, menyebabkan efek pembalikan magnetisasi. Untuk mengurangi kerugian, inti dipecah menjadi lempengan. Baja khusus yang dicampur dengan aditif silikon memberikan koefisien konduktivitas listrik yang rendah.

Stator motor listrik

Dalam motor listrik asynchronous rumah tangga, ada dua stator kutub. Ada pengecualian untuk aturan. Pada gambar yang lain kita melihat stator motor asinkron kipas lantai dengan tiga kecepatan. Ada delapan kutub untuk menggerakkan setumpuk besi, Anda membutuhkan sebuah kapasitor. Pergeseran fase tegangan dengan minus 90 derajat relatif terhadap arus. Ini menjadi mungkin untuk menciptakan medan putar bergantian di dalam stator. Jenis motor induksi ini disebut kapasitor.

Dua fase pertama yang digunakan disarankan oleh Nikola Tesla.

Skemanya adalah sebagai berikut:

  1. Empat gulungan yang tergeletak di bagian atas salib didukung oleh jaringan 230 volt. Dua lawan - memiliki satu tanda kutub, yang lain - yang lain. Ternyata medan berputar pada kecepatan setengah jaringan (25 Hz). Ini cukup untuk kipas bekerja dengan benar.
  2. Mulai halus dari motor listrik asynchronous dan bekerja hanya mungkin dalam kondisi ketika bidang tersebut dihaluskan. Untuk tujuan ini, empat gulungan digunakan, yang terletak diagonal. Di sini tegangannya bergeser 90 derajat. Penggunaan koil bantu meningkatkan kinerja.

Bagaimana cara mengatur kecepatan? Regulator kecepatan motor listrik asinkron memindahkan belitan. Keyboard kontrol disusun pada setiap saat waktu untuk memungkinkan menekan satu tombol, atau tidak sama sekali. Delapan gulungan memiliki sepasang tap. Stator membuat peralihan yang diperlukan, beberapa cabang didukung oleh sebuah kapasitor. Menekan setiap tombol termasuk bagian dari belitan. Sepenuhnya stator beroperasi dengan kecepatan tinggi.

Prinsip skema

Perkiraan skema yang menunjukkan prinsip kerja diilustrasikan dalam foto. Kecepatan putaran diatur dengan mengalihkan gulungan dengan tombol 1, 2, 3. Kebutuhan untuk perlindungan terhadap peralihan simultan ditentukan oleh persyaratan untuk operasi normal perangkat. Akibatnya, kontrol kecepatan diimplementasikan dengan metode yang paling sederhana.

Lihat juga: Bagaimana menghubungkan generator ke rumah

Inti dari sirkuit magnetik terdiri dari lembaran baja listrik, mengurangi kehilangan panas. Suhu dapat mencapai dimensi yang signifikan, sehingga rotor motor induksi kipas disediakan dengan pisau (lihat foto). Setiap kipas hanya dapat memanaskan udara, bukan sebaliknya.

Rotor Motor Asinkron

Rotor motor asinkron

Dalam hal ini, mesin akan memberikan kinerja jangka panjang. Oleh karena itu, rotor dilengkapi dengan bilah kipas tangensial. Membantu mendinginkan struktur pada malam musim panas yang panas. Pemilik dapat tidur nyenyak, mengabaikan kemungkinan kebakaran. Setiap perangkat yang bagus bekerja dengan cara yang sama (itu mendingin sendiri). Dalam hal ini, mesin dirancang sesuai skema dengan rotor sangkar tupai. Sebuah drum duduk di atas poros, di mana konduktor tembaga tertanam di terowongan silumin. Korslet di setiap konektor cincin lainnya. Solusi teknis dalam literatur ini secara tradisional disebut sangkar tupai (roda) karena alasan yang jelas.

Motor hubung-pendek asynchronous dominan dalam kehidupan sehari-hari. Bidang-bidang dalam konduktor diinduksi oleh stator, kemudian kopling melalui eter terjadi, poros mengambil kecepatan. Jangan pernah mengejar frekuensi jaringan. Karena arus induksi lenyap, adhesi rusak. Rem poros, lagi-lagi dijemput oleh lapangan. Demikian pula, ada motor listrik asinkron fase tunggal, yang lain. Intinya, tidak ada perbedaan, dengan mana bidang variabel dibuat.

Alokasikan keluarga besar lainnya. Perangkat motor listrik asynchronous pada dasarnya berbeda. Rotor dilengkapi dengan gulungan seperti motor kolektor. Biasanya tiga fase. Ini akan memungkinkan untuk membawa medan yang jauh lebih kuat, masalah besar muncul: sulit untuk memindahkan poros dari tempatnya. Kekuatan medan yang luar biasa membentuk kekuatan genggaman yang luar biasa, karena ada kemungkinan kegagalan peralatan. Selain itu, poros pada umumnya tidak terlepas.

Itu sebabnya untuk mengurangi kekuatan arus induksi (kekuatan medan), rheostat dipotong di sirkuit semua fase rotor. Resistensi aktif mencegah EMF untuk mengembangkan daya pada poros: fraksi tertentu dihamburkan oleh Joule panas yang dihasilkan oleh resistansi aktif. Torsi awal motor induksi dengan fasa-rotor cukup besar, tidak terjadi pemutusan kecepatan. Jelas bahwa nilai resistansi rheostat untuk setiap desain berbeda. Tentukan sosok rotor motor asinkron, karakteristik yang diberikan, beban awal.

Harap dicatat bahwa dalam semua kasus dengan motor asynchronous, kami mengamati kerugian besar. Terutama terlihat dengan baik pada contoh rheostat. Kekuatan motor asinkron secara langsung dihabiskan untuk panas yang dihamburkan. Keuntungan utama dari kelas perangkat ini masih dianggap kesederhanaan desain dan pemeliharaan. Jika tidak, semua jenis motor listrik asynchronous akan ditinggalkan di tong sampah sejarah.

Cara kerja motor asinkron

Stator menciptakan medan magnet yang berputar. Arah garis tegangan ditentukan oleh aturan gimlet (tangan kanan). Oleh karena itu, stator disisihkan untuk saat ini, mari kita coba untuk memahami apa yang terjadi secara paralel pada rotor. Mari kita mulai kandang tupai.

Di dalam stator ada medan, garis-garis ketegangan yang dalam perkiraan pertama diarahkan ke pusat di mana poros itu berada. Seberangi konduktor sangkar tupai dengan sudut sekitar 90 derajat. Menurut aturan tangan kanan, medan bolak menginduksi ggl yang menghasilkan arus. Hasilnya adalah tanggapan.

Lihat juga: Bagaimana cara memeriksa thyristor dengan multimeter

Setiap pasangan konduktor kandang tupai dibingkai. Bidang stator berputar. Menurut aturan tangan, bidang respons muncul, diarahkan berlawanan dengan aslinya:

  1. Rotor bergerak lebih lambat daripada stator. Biarkan rotasi menggambarkan jarum jam.
  2. Pada titik tertentu, kutub utara mulai mengejar dengan salah satu konduktor kandang tupai.
  3. Arus diarahkan sehingga garis-garis melingkar dari intensitas respon medan magnet menuju ke kutub.
  4. Ternyata tiang di depan kursus berjalan melawan tanda muatan dengan nama yang sama, mulai mendorongnya. Sebuah "selatan" terbentuk di belakang, mencoba berlari setelah lapangan.

Penjelasan singkat dan sederhana tentang mengapa kandang tupai mulai berputar di ujungnya. Rotor seharusnya tidak terlalu berat, kopling medan tidak terlalu kuat. Ini menjelaskan upaya traksi rendah yang dikembangkan oleh motor asinkron di awal. Arus start tinggi, karena tidak ada yang mencegah pembangkitan medan di dalam stator. Catatan: di rotor motor asinkron fase tunggal yang ditunjukkan pada foto di awal artikel, konduktor kandang tupai sedikit condong ke sumbu drum. Ini membantu untuk menciptakan kutub magnet yang lebih seragam, mengkompensasi kekurangan (terutama ketidakrataan) dari rotasi medan stator.

Fase rotor terdiri dari gulungan, normal yang diarahkan kira-kira di pusat mesin (poros). Masing-masing dapat direpresentasikan sebagai sel sangkar tupai yang hipertrofi. Ada banyak putaran (dalam latihan, misalnya, sekitar 40), kekuatan medan jauh lebih tinggi. Karena lompatan tajam di awal, energi yang dikonsumsi akan menjadi terlalu besar. Tingkat EMF signifikan (ditentukan oleh laju perubahan fluks magnetik). Rantai rotor dilengkapi oleh rheostat, mencoba untuk mengkompensasi kekurangannya. Resistensi menurunkan arus, secara alami mengurangi bidang respons yang dihasilkan oleh konduktor.

Rotor fase dapat meningkatkan karakteristik motor listrik asynchronous, dua atau tiga konduktor (berbicara kasar) memberikan usaha traksi yang lebih besar. Kerugian dari solusi teknis termasuk kehadiran kolektor saat ini, sikat aparatus. Untuk mengurangi aus dalam beberapa mesin asinkron setelah revolusi rotor disingkat oleh mekanisme khusus. Lebih lama umur peralatan.

Kami tidak melihat alasan untuk mempertimbangkan rotor fase secara lebih rinci, ilustrasi terbaik adalah kandang tupai yang ditingkatkan. Bayangkan: alih-alih satu, ada empat puluh buah! Kuantitas (dari 40 ke bawah) diatur oleh resistensi rheostat.

Cara mengatur kecepatan motor asynchronous

Setiap, termasuk tiga fase asinkron, motor listrik tidak dapat mengembangkan kecepatan mendekati frekuensi lapangan. Jumlah kutub cenderung berkurang. Tetapi bahkan dalam kasus ini, jarang mungkin mencapai 3000 rpm yang diinginkan (50 Hz x 60 dtk). Pada prinsipnya, tidak mungkin. Peningkatan jumlah kutub stator dipraktekkan untuk mengurangi kecepatan, seperti yang ditunjukkan di atas dengan contoh kipas lantai.

Ini adalah praktik yang lebih umum untuk menghubungkan motor listrik asinkron dengan sangkar tupai ke kontrol amplitudo tiga fase. Teknik ini akan memungkinkan Anda untuk dengan mudah mencapai hasilnya. Arus motor listrik asinkron tinggi di awal, "karena" kerugian inti rotor (mereka menurun dengan meningkatnya kecepatan). Tidak dapat dikatakan bahwa memperbaiki stadion dengan tangan mereka sendiri dikategorikan sebagai sederhana, tetapi jauh lebih baik daripada memutar kembali rotor pengumpul. Kesederhanaan desain menjelaskan kecintaan industri untuk perangkat semacam ini.

Anda Sukai Tentang Listrik

Apa itu relay tegangan? Diagram koneksi, ikhtisar, kelebihan dan kekuranganBelajar tentang penyebab lonjakan jaringan, dengan tegas memutuskan untuk melindungi peralatan rumah tangga Anda, menghitung anggaran keluarga, Anda harus memperhatikan relai pengatur tegangan, sebagai pengganti pengganti yang murah dan alternatif.