Jenis motor asynchronous, tipe, apa mesinnya

Motor AC, menggunakan untuk pekerjaan mereka medan magnet berputar stator, sekarang mesin listrik yang sangat umum. Mereka yang kecepatan rotornya berbeda dari frekuensi rotasi medan magnet stator disebut motor asynchronous.

Karena kapasitas besar sistem energi dan panjang jaringan listrik yang besar, listrik selalu dipasok ke konsumen dengan arus bolak-balik. Oleh karena itu, wajar untuk berusaha untuk penggunaan maksimum motor listrik AC. Ini tampaknya akan mengurangi kebutuhan akan konversi banyak energi.

Sayangnya, motor AC di properti mereka, dan di atas semua dalam pengendalian, secara signifikan lebih rendah daripada motor DC, oleh karena itu mereka digunakan terutama dalam instalasi di mana kontrol kecepatan tidak diperlukan.

Relatif baru-baru ini, sistem adjustable arus bolak-balik dengan koneksi motor listrik arus bolak-balik melalui konverter frekuensi mulai aktif digunakan.

Motor asynchronous banyak digunakan di berbagai sektor ekonomi dan produksi karena kesederhanaan manufaktur mereka dan keandalan yang tinggi. Sementara itu, ada empat jenis utama motor asynchronous:

motor asinkron fase tunggal dengan rotor sangkar tupai;

motor asinkron dua fase dengan rotor sangkar tupai;

motor asinkron tiga fasa dengan rotor sangkar tupai;

motor asinkron tiga fase dengan rotor fase.

Motor asinkron fase tunggal berisi pada stator hanya satu lilitan yang bekerja, di mana arus bolak-balik disediakan selama pengoperasian motor. Tetapi untuk menghidupkan mesin pada statornya, ada gulungan tambahan, yang secara singkat terhubung ke jaringan melalui kapasitor atau induktansi, atau korsleting. Ini diperlukan untuk membuat pergeseran fasa awal sehingga rotor mulai berputar, jika tidak medan magnet pulsasi stator tidak akan mendorong rotor mati.

Rotor mesin seperti itu, seperti motor asinkron lainnya dengan rotor sangkar-tupai, adalah inti silinder dengan slot yang dipenuhi aluminium, dengan bilah ventilasi yang dilepaskan secara bersamaan. Rotor seperti itu, seperti "sangkar tupai", disebut rotor hubung singkat. Motor fase tunggal digunakan dalam peralatan berdaya rendah, seperti kipas ruangan atau pompa kecil.

Motor asinkron dua fase paling efektif bila beroperasi dari AC fase tunggal. Mereka berisi pada stator dua gulungan kerja yang terletak tegak lurus, dengan salah satu gulungan yang terhubung ke jaringan AC secara langsung, dan yang kedua melalui kapasitor fase-pergeseran, ini adalah medan magnet yang berputar, dan tanpa kapasitor rotor itu sendiri tidak akan bergerak.

Mesin ini juga memiliki rotor pendek, dan penggunaannya jauh lebih luas daripada yang fase-tunggal. Sudah ada mesin cuci dan berbagai mesin. Motor dua fase untuk catu daya dari jaringan fasa tunggal disebut motor kapasitor, karena kapasitor fase-pergeseran sering merupakan bagian integral dari mereka.

Sebuah motor asinkron tiga fase berisi pada stator tiga gulungan kerja yang bergeser relatif satu sama lain sehingga ketika dihidupkan dalam jaringan tiga fase, medan magnet mereka diperoleh bergeser dalam ruang relatif terhadap satu sama lain dengan 120 derajat. Ketika motor tiga fase terhubung ke jaringan AC tiga fase, medan magnet berputar muncul, pengaturan dalam gerak rotor hubung singkat.

Gulungan stator dari motor tiga fase dapat dihubungkan sesuai dengan skema bintang atau delta, dan tegangan bintang memerlukan tegangan yang lebih tinggi untuk menggerakkan motor daripada sirkuit delta dan motor, oleh karena itu, dua tegangan ditunjukkan, misalnya: 127 / 220 atau 220/380. Motor tiga fase sangat diperlukan untuk mengendarai berbagai mesin, derek, gergaji melingkar, derek, dll.

Motor asinkron tiga fasa dengan rotor fase memiliki stator yang mirip dengan jenis motor yang dijelaskan di atas, - sirkuit magnetik dilaminasi dengan tiga gulungan yang diletakkan di alurnya, namun batang aluminium tidak dituangkan ke rotor fase, tetapi gulungan tiga fase penuh diletakkan di sambungan bintang. Ujung-ujung gulungan bintang rotor fase diarahkan ke tiga cincin kontak yang dipasang pada poros rotor dan diisolasi secara elektrik darinya.

1 - perumahan dengan kisi-kisi, 2 - sikat, 3 - sikat melintasi dengan pemegang kuas, 4 - kuas kuas, 5 - outlet sikat, 6 - blok, 7 - lengan isolasi, 8 - cincin kontak, 9 - tutup bantalan luar, 10 - stud untuk pemasangan kotak dan bantalan topi, 11 - perisai bantalan belakang, 12 - rotor berliku, 13 - pemegang berliku, 14 - rotor inti, 15 - rotor berliku, 16 - perisai bantalan depan, 7 - tutup bantalan luar, 18 - ventilasi udara, 19 - tempat tidur, 20 stator inti, 21 - kancing topi bagian dalam, 22 - perban, 23 - tutup bantalan dalam, 21 - bantalan, 25 - poros, 26 - cincin kontak, 27 - rotor berliku memimpin

Dengan menggunakan kuas, tegangan bolak-balik tiga fasa juga dipasok ke cincin, dan koneksi dapat dilakukan secara langsung atau melalui rheostats. Tentu saja, motor dengan rotor fase lebih mahal, tetapi torsi awal mereka di bawah beban secara signifikan lebih tinggi daripada dengan jenis mesin dengan rotor kandang tupai. Justru karena kekuatan yang meningkat dan torsi awal yang besar bahwa jenis mesin ini telah menemukan aplikasi di drive elevator dan crane, yaitu, di mana perangkat mulai di bawah beban, dan tidak menganggur.

Baca lebih lanjut tentang motor jenis ini di sini: Motor asynchronous dengan rotor fase

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.

AC MOTOR

Kemudahan mengkonversi tegangan AC telah membuatnya paling banyak digunakan dalam catu daya. Di bidang merancang motor listrik, keuntungan lain dari arus bolak-balik ditemukan: kemungkinan menciptakan medan magnet berputar tanpa transformasi tambahan atau dengan jumlah minimum mereka.

Oleh karena itu, meskipun ada kerugian tertentu karena reaktif (induktif) perlawanan dari gulungan, kesederhanaan penciptaan motor listrik AC berkontribusi pada kemenangan atas suplai daya DC pada awal abad ke-20.

Pada dasarnya, motor AC dapat dibagi menjadi dua kelompok:

Di dalamnya, rotasi rotor berbeda dalam kecepatan dari rotasi medan magnet, sehingga mereka dapat beroperasi pada berbagai kecepatan. Motor AC jenis ini paling umum di zaman kita. Sinkron

Mesin-mesin ini memiliki hubungan yang kaku antara kecepatan rotor dan kecepatan rotasi medan magnet. Mereka lebih sulit untuk diproduksi dan kurang fleksibel dalam penggunaan (mengubah kecepatan pada frekuensi tetap pasokan listrik hanya dimungkinkan dengan mengubah jumlah kutub stator).

Mereka hanya digunakan pada kekuatan tinggi beberapa ratus kilowatt, di mana efisiensi mereka yang lebih tinggi dibandingkan dengan motor listrik asynchronous secara signifikan mengurangi kehilangan panas.

AC MOTOR ASYNCHRONOUS

Jenis motor asinkron yang paling umum adalah rotor sangkar tupai jenis tupai-sangkar, di mana satu set batang konduktif diletakkan di rotor miring di ujung yang dihubungkan dengan cincin.

Sejarah jenis motor listrik ini berawal sejak lebih dari seratus tahun, ketika diketahui bahwa objek konduktif yang ditempatkan di celah inti dari elektromagnet arus bolak-balik cenderung keluar darinya karena munculnya emf induksi dengan vektor yang diarahkan secara berlawanan di dalamnya.

Dengan demikian, motor asinkron dengan rotor sangkar tupai tidak memiliki unit kontak mekanis, kecuali untuk bantalan pendukung rotor, yang menyediakan motor jenis ini dengan tidak hanya harga rendah, tetapi juga daya tahan tertinggi. Karena itu, motor listrik jenis ini menjadi yang paling umum di industri modern.

Namun, mereka juga memiliki kelemahan tertentu yang harus dipertimbangkan ketika mendesain motor listrik asynchronous dari jenis ini:

Arus start tinggi - karena pada saat menyalakan motor brushless asynchronous ke dalam jaringan, hambatan gulungan stator tidak terpengaruh oleh medan magnet yang diciptakan oleh rotor, ada arus masuk yang kuat, beberapa kali melebihi konsumsi arus pengenal.

Fitur pengoperasian mesin jenis ini harus dipasang di semua catu daya yang dirancang untuk menghindari beban berlebih, terutama ketika menghubungkan motor induksi ke generator mobile dengan daya terbatas.

Torsi awal yang rendah - motor listrik dengan belitan sirkuit pendek memiliki ketergantungan torsi yang nyata pada putaran, oleh karena itu, inklusi mereka di bawah beban sangat tidak diinginkan: waktu untuk mencapai mode nominal dan arus awal secara signifikan meningkat, gulungan stator kelebihan beban.

Jadi, misalnya, terjadi ketika menyalakan pompa dalam - di sirkuit listrik kekuatan mereka perlu memperhitungkan lima hingga tujuh kali margin saat ini.

Ketidakmampuan untuk langsung memulai dalam sirkuit fase-tunggal - agar rotor mulai berputar, Anda memerlukan dorongan awal atau pengenalan lilitan fasa tambahan yang berada di luar fase relatif terhadap satu sama lain.

Untuk memulai motor AC asinkron dalam jaringan fasa tunggal, baik secara manual mulai beralih berliku, yang terputus setelah berputar rotor, digunakan, atau lilitan kedua terhubung melalui elemen fase-rotasi (paling sering sebuah kapasitor dari kapasitas yang dibutuhkan).

Ketidakmampuan untuk mendapatkan kecepatan rotasi yang tinggi - meskipun rotasi rotor tidak disinkronkan dengan frekuensi rotasi medan magnet stator, tetapi tidak dapat di depan, oleh karena itu dalam jaringan 50 Hz kecepatan maksimum untuk motor listrik asinkron dengan rotor hubung singkat tidak lebih dari 3000 rpm.

Meningkatkan kecepatan rotasi motor induksi membutuhkan penggunaan konverter frekuensi (inverter), yang membuat sistem seperti itu lebih mahal daripada motor kolektor. Selain itu, dengan meningkatnya frekuensi, kerugian reaktif meningkat.

Kesulitan pembalikan organisasi - ini membutuhkan penghentian total mesin dan pengalihan ulang fase, dalam versi fase tunggal - pergeseran fasa dalam lilitan awal atau fase kedua.

Bahkan, sirkuit yang terdiri dari generator tiga fase dan motor listrik dapat dianggap sebagai contoh transmisi listrik: drive generator menciptakan di dalamnya medan magnet berputar diubah menjadi osilasi arus listrik, yang pada gilirannya merangsang rotasi medan magnet di motor listrik.

Selain itu, dengan kekuatan tiga fasa motor listrik asinkron memiliki efisiensi tertinggi, karena dalam jaringan fasa tunggal medan magnet yang dibuat oleh stator sebenarnya dapat diuraikan menjadi dua yang antiphase, yang meningkatkan hilangnya saturasi inti yang tidak berguna. Oleh karena itu, motor listrik fase tunggal yang kuat biasanya dilakukan sesuai dengan skema kolektor.

AC ELECTRIC MOTOR COLLECTOR

Pada motor listrik jenis ini, medan magnet rotor dibuat oleh gulungan fasa yang terhubung ke kolektor. Bahkan, motor kolektor AC berbeda dari motor DC hanya karena perhitungannya didasarkan pada reaktansi gulungan.

Keuntungan dari mesin jenis ini sangat jelas:

Kemampuan untuk bekerja pada kecepatan tinggi memungkinkan Anda untuk membuat motor listrik kolektor dengan kecepatan rotasi hingga beberapa puluh ribu revolusi per menit, akrab bagi semua orang dari latihan listrik.

Tidak perlu untuk perangkat awal tambahan yang berbeda dengan mesin dengan rotor kandang tupai.

Torsi awal yang tinggi, yang mempercepat keluar ke mode operasi, termasuk di bawah beban. Selain itu, torsi motor listrik kolektor berbanding terbalik dengan revolusi dan selama pertumbuhan beban memungkinkan untuk menghindari penarikan kecepatan rotasi.

Mudah untuk mengontrol kecepatan - karena mereka bergantung pada tegangan suplai, untuk menyesuaikan kecepatan rotasi dalam batas terluas, itu sudah cukup untuk memiliki regulator tegangan triac sederhana. Jika regulator gagal, mesin kolektor dapat langsung terhubung ke jaringan.

Inersia rotor yang lebih kecil - dapat dibuat lebih kompak daripada dengan sirkuit hubung singkat, karena mesin kolektor itu sendiri menjadi terasa lebih kecil.

Untuk alasan ini, motor kolektor tersebar luas di semua konsumen fase tunggal di mana diperlukan pengaturan kecepatan yang fleksibel: di perkakas listrik, pembersih vakum, peralatan dapur, dan sebagainya. Namun, sejumlah fitur desain menentukan spesifikasi operasi motor kolektor:

Percikan yang tak terelakkan antara kolektor dan sikat (alasan bau tak asing ozon muncul ketika motor kolektor sedang berjalan) tidak hanya mengurangi sumber daya tambahan, tetapi juga membutuhkan peningkatan langkah-langkah keamanan selama operasi karena kemungkinan pengapian gas atau debu yang mudah terbakar.

© 2012-2018. Semua hak dilindungi undang-undang.

Semua materi yang disajikan di situs ini hanya untuk tujuan informasi dan tidak dapat digunakan sebagai pedoman atau dokumen peraturan.

Motor AC

Motor listrik telah lama dan dengan kuat mengambil posisi terdepan di antara unit daya berbagai jenis peralatan. Mereka dapat ditemukan di mobil dan di penyedot debu, di mesin yang paling kompleks dan di mainan anak-anak biasa. Mereka hampir di mana-mana, meskipun mereka berbeda dalam jenis, struktur, dan karakteristik kinerja.

Motor listrik adalah unit daya yang mampu mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Ada dua jenis utama dari mereka: AC dan motor DC. Perbedaan antara mereka, seperti namanya, adalah dalam jenis arus pasokan. Pada artikel ini kita akan membahas bentuk pertama - motor AC

Perangkat dan prinsip operasi

Kekuatan pendorong utama dari motor listrik adalah induksi elektromagnetik. Induksi elektromagnetik, untuk menggambarkannya secara singkat, adalah munculnya arus dalam konduktor yang ditempatkan dalam medan magnet bolak-balik. Sumber medan magnet bolak adalah rumah motor stasioner dengan gulungan ditempatkan di atasnya - stator terhubung ke sumber arus bolak-balik. Ini adalah elemen yang bergerak - rotor, di mana ada arus. Menurut hukum Ampere, gaya gerak listrik mulai bertindak pada konduktor bermuatan ditempatkan di medan magnet - EMF, yang memutar poros rotor. Dengan demikian, energi listrik yang dipasok ke stator diubah menjadi energi mekanik rotor. Berbagai mekanisme yang melakukan pekerjaan yang bermanfaat dapat dihubungkan ke poros berputar.

Motor AC dibagi menjadi sinkron dan asinkron. Perbedaan antara mereka adalah bahwa dalam rotor pertama dan medan magnet stator berputar pada kecepatan yang sama, dan kedua rotor berputar lebih lambat daripada medan magnet. Mereka berbeda dalam perangkat, dan prinsip operasi.

Motor asynchronous

Perangkat motor asynchronous

Pada stator motor asinkron, belitan diperbaiki, menciptakan medan magnet berputar bolak-balik, yang ujungnya dikeluarkan ke kotak terminal. Karena mesin memanas selama pengoperasian, kipas pendingin dipasang pada porosnya.

Rotor motor asinkron dibuat dengan poros sebagai satu unit. Ini adalah batang logam, tertutup satu sama lain di kedua sisi, karena rotor semacam itu juga disebut hubung pendek. Dari penampilannya, ia menyerupai sangkar, sehingga sering disebut "roda tupai". Rotasi yang lebih lambat dari rotor dibandingkan dengan rotasi medan magnet adalah hasil dari hilangnya daya selama gesekan bantalan. By the way, jika tidak ada perbedaan kecepatan ini, emf tidak akan terjadi, dan tanpa itu tidak akan ada arus di rotor dan rotasi itu sendiri.

Medan magnet berputar karena perubahan kutub konstan. Dalam hal ini, arah arus dalam gulungan berubah sesuai. Kecepatan rotasi motor induksi tergantung pada jumlah kutub medan magnet.

Motor sinkron

Perangkat motor sinkron

Perangkat motor sinkron sedikit berbeda. Seperti namanya, di mesin ini rotor berputar pada kecepatan yang sama dengan medan magnet. Ini terdiri dari tubuh dengan gulungan yang melekat padanya dan rotor atau jangkar dilengkapi dengan gulungan yang sama. Ujung gulungan adalah output dan tetap pada kolektor. Kolektor atau cincin kolektor diberi energi dengan menggunakan sikat grafit. Dalam hal ini, ujung belitan disusun sedemikian rupa sehingga pada saat yang sama hanya satu pasang tegangan yang dapat diterapkan.

Tidak seperti rotor asynchronous motor sinkron, tegangan dipasok oleh kuas, mengisinya gulungan, dan tidak diinduksi oleh medan magnet bolak-balik. Arah arus dalam gulungan rotor berubah secara paralel dengan perubahan arah medan magnet, sehingga poros output selalu berputar ke satu arah. Motor listrik sinkron memungkinkan Anda untuk menyesuaikan kecepatan rotasi poros dengan mengubah nilai tegangan. Dalam prakteknya, rheostat umumnya digunakan untuk ini.

Sejarah singkat penciptaan

Untuk pertama kalinya kemungkinan mengubah listrik menjadi energi mekanik ditemukan oleh ilmuwan Inggris M.Faraday pada tahun 1821. Pengalamannya dengan kawat, ditempatkan di bak mandi dengan merkuri, dilengkapi dengan magnet, menunjukkan bahwa ketika kawat terhubung ke sumber listrik, ia mulai berputar. Pengalaman sederhana ini pasti diingat oleh banyak orang di sekitar sekolah, namun, merkuri diganti dengan air asin yang aman di sana. Langkah selanjutnya dalam mempelajari fenomena ini adalah penciptaan mesin unipolar - roda Barlow. Dia tidak pernah menemukan aplikasi yang berguna, tetapi dia dengan jelas menunjukkan perilaku seorang konduktor bermuatan di medan magnet.

Pada awal sejarah motor listrik, para ilmuwan mencoba untuk membuat model dengan inti yang bergerak di medan magnet tidak dalam lingkaran, tetapi timbal balik. Opsi ini diusulkan sebagai alternatif untuk mesin piston. Motor listrik dalam bentuknya yang biasa pertama kali dibuat pada tahun 1834 oleh ilmuwan Rusia B.S. Jacobi Dialah yang mengusulkan gagasan menggunakan jangkar berputar dalam medan magnet, dan bahkan menciptakan sampel kerja pertama.

Motor asinkron pertama, berdasarkan medan magnet berputar, muncul pada tahun 1870. Para penulis efek medan magnet yang berputar secara independen satu sama lain adalah dua ilmuwan: G. Ferraris dan N. Tesla. Yang terakhir juga milik gagasan menciptakan motor listrik brushless. Menurut gambarnya, beberapa pembangkit listrik dibangun menggunakan motor AC dua fase. Perkembangan selanjutnya yang lebih sukses ternyata adalah motor tiga fase yang diusulkan oleh M.O. Dolivo-Dobrovolsky. Model operasi pertamanya diluncurkan pada tahun 1888, diikuti oleh serangkaian mesin yang lebih maju. Ilmuwan Rusia ini tidak hanya menggambarkan prinsip operasi motor listrik tiga fase, tetapi juga mempelajari berbagai jenis koneksi fase (delta dan bintang), kemungkinan menggunakan tegangan arus yang berbeda. Dialah yang menemukan resistor awal, transformator fase-tiga, mengembangkan diagram pengkabelan mesin dan generator.

Fitur motor AC, kelebihan dan kekurangannya

Saat ini, motor listrik adalah salah satu jenis pembangkit listrik yang paling umum, dan ada banyak alasan untuk hal ini. Mereka memiliki efisiensi tinggi sekitar 90%, dan kadang-kadang lebih tinggi, biaya yang cukup rendah dan desain yang sederhana, mereka tidak memancarkan zat berbahaya selama operasi, memungkinkan untuk dengan lancar mengubah kecepatan selama operasi tanpa menggunakan mekanisme tambahan seperti gear box, mereka dapat diandalkan dan tahan lama.

Di antara kekurangan dari semua jenis motor listrik adalah kurangnya baterai daya listrik berkapasitas tinggi untuk operasi otonom.

Perbedaan utama antara motor AC dan relatif terdekatnya - motor DC - adalah bahwa yang pertama didukung oleh arus bolak-balik. Jika kita membandingkan fungsi mereka, yang pertama kurang kuat, sulit untuk mengontrol kecepatan dalam jangkauan yang luas, ia memiliki efisiensi yang lebih rendah.

Jika kita membandingkan motor AC asinkron dan sinkron, yang pertama memiliki desain yang lebih sederhana dan tidak memiliki "tautan lemah" - sikat grafit. Mereka biasanya yang pertama gagal ketika motor sinkron gagal. Pada saat yang sama, sulit baginya untuk mendapatkan dan mengatur kecepatan konstan, yang tergantung pada bebannya. Motor sinkron memungkinkan Anda untuk menyesuaikan kecepatan rotasi dengan bantuan rheostats.

Ruang lingkup aplikasi

Motor AC banyak digunakan di hampir semua area. Mereka dilengkapi dengan pembangkit listrik, mereka digunakan dalam teknik otomotif dan mekanik, mereka berada di peralatan rumah. Kesederhanaan desain, keandalan, daya tahan, dan efisiensi yang tinggi membuatnya hampir universal.

Motor asynchronous telah menemukan aplikasi dalam sistem penggerak berbagai mesin, mesin, sentrifugal, kipas, kompresor, serta peralatan rumah tangga. Motor asinkron tiga fase adalah yang paling umum dan populer. Motor sinkron digunakan tidak hanya sebagai unit daya, tetapi juga generator, serta untuk menggerakkan instalasi besar di mana penting untuk mengontrol kecepatan.

Diagram pengkabelan motor

Motor AC tiga fase dan fase tunggal.
Motor fase tunggal asinkron memiliki 2 output pada casing dan mudah untuk menghubungkannya ke jaringan. Sejak seluruh jaringan listrik rumah tangga sebagian besar fase tunggal 220V dan memiliki 2 kabel - fase dan nol. Dengan sinkron, semuanya jauh lebih menarik, mereka juga dapat dihubungkan menggunakan 2 kabel, itu sudah cukup untuk menghubungkan gulungan rotor dan stator. Tetapi mereka perlu dihubungkan sedemikian rupa sehingga gulungan magnetisasi unipolar rotor dan stator terletak berhadapan satu sama lain.
Kesulitan adalah mesin untuk jaringan fase 3ex. Yah, pertama-tama, motor-motor seperti itu terutama memiliki 6 terminal di kotak terminal dan ini berarti bahwa gulungan motor perlu dihubungkan sendiri, dan kedua gulungannya dapat dihubungkan dengan cara yang berbeda - oleh jenis "bintang" dan "segitiga". Gambar di bawah menunjukkan koneksi klem di kotak terminal, tergantung pada jenis sambungan gulungan.

Menghubungkan motor listrik yang sama dengan cara yang berbeda ke jaringan listrik yang sama akan mengarah pada konsumsi daya yang berbeda. Jika ini bukan koneksi yang benar dari motor listrik, itu dapat menyebabkan melelehnya gulungan stator.

Biasanya, motor asynchronous dirancang untuk dihubungkan ke jaringan tiga fase pada dua voltase yang berbeda, yang berbeda dalam waktu. Misalnya, motor dirancang untuk dihubungkan ke jaringan pada tegangan 380/660 V. Jika tegangan saluran dalam jaringan adalah 660 V, maka gulungan stator harus dihubungkan dengan bintang, dan jika 380 V, maka dengan segitiga. Dalam kedua kasus, tegangan pada belitan setiap fase akan menjadi 380 V. Output dari gulungan fase ditempatkan pada panel sedemikian rupa sehingga koneksi dari gulungan fasa dapat dengan mudah dilakukan dengan cara jumper, tanpa melewatinya. Pada beberapa mesin berdaya rendah, hanya ada tiga klip di kotak terminal. Dalam hal ini, motor dapat dihidupkan ke jaringan untuk satu tegangan (gulungan stator dari motor tersebut dihubungkan dengan bintang atau segitiga di dalam motor).

Diagram skematik inklusi dalam jaringan tiga fase motor induksi dengan rotor fase ditunjukkan pada gambar. Rotor berliku dari mesin ini terhubung ke resistor awal YAR, menciptakan resistansi tambahan R di sirkuit rotortambahkan.

Motor AC asynchronous - fitur dari jenis motor listrik

Motor listrik telah mengambil tempat terhormat dalam kehidupan seseorang dan digunakan dalam perangkat berbagai kapasitas dan dimensi. Anda dapat menemui mereka di mana saja, mulai dari sikat gigi elektrik, mesin cuci microwave hingga treadmill, peralatan industri, atau mobil besar.

Alasan popularitasnya sangat jelas bahkan bagi yang tidak ahli - kesederhanaan perangkat, kemudahan perawatan, profitabilitas produksi, dan banyak lagi, termasuk elektrifikasi yang meluas. Pengecualian, mungkin, dibuat oleh mobil, karena tidak mungkin mengirim arus melalui kabel kepada mereka, jika itu bukan trolleybus, tetapi banyak perkembangan sedang berlangsung ke arah ini hari ini.

Hari ini kita akan berbicara tentang apa itu motor AC asynchronous. Kami belajar cara kerjanya, dan dengan mengorbankan prinsip-prinsip apa yang berhasil. Ayo pergi!

Apa itu motor asinkron

Motor asinkron tiga fasa tidak jauh berbeda dari rekan-rekannya dan terdiri dari dua bagian utama - berputar dan stasioner, atau dengan kata lain rotor dan stator. Mereka terletak satu di tempat lain sementara tidak saling menyentuh. Antara bagian-bagiannya ada celah udara kecil dari 0,5 hingga 2 milimeter, tergantung pada desain mesin.

Struktur skematik

Namun, ini bukan semua detailnya. Mari kita lihat strukturnya secara lebih rinci.

  • Stator sebenarnya adalah bagian kerja utama, yang merupakan elektromagnet yang kuat. Ini terdiri dari inti mereka, terbuat dari baja lembaran tipis, dengan ketebalan hanya 0,5 milimeter, yang ditutupi dengan pernis isolasi arus, dan belitan yang terbuat dari kawat tembaga, yang juga terisolasi dan terletak di alur longitudinal inti

Struktur stator dapat dilihat dengan jelas pada diagram di atas, di mana ditunjukkan bahwa inti dirakit dari berbagai pelat yang disejajarkan satu sama lain.

  • Rotor - elemen ini juga terdiri dari inti, yang berkelok-kelok yang hubung pendek (meskipun ada struktur lain), yang terletak di poros. Inti dari elemen ini juga direpresentasikan sebagai bagian yang dilaminasi, tetapi baja tidak dilapisi dengan pernis, karena arus yang mengalir di dalam akan sangat lemah, dan film oksida alam akan cukup untuk membatasi arus eddy.
  • Poros motor adalah poros pusat di mana rotasi motor listrik terjadi. Dari ujung yang berbeda pada elemen ini adalah bantalan gelinding, karena revolusi yang terjadi semulus dan semudah mungkin. Bantalan itu sendiri ditekan ke dalam sampul samping di mana ada kursi untuk mereka.

Tip! Bearing harus duduk dengan sangat rapat, sementara mereka harus berada di tengah, dilumasi, mudah dirotasi, yaitu dalam keadaan baik, jika tidak pada putaran tinggi, mesin akan sangat cepat gagal.

  • Pada ujung poros berlawanan dengan drive, ada impeller kecil, yang, dengan mesin menyala, melakukan fungsi pendinginannya. By the way, elemen ini juga dapat menyebabkan munculnya getaran di mesin jika bilahnya putus, yang mempengaruhi masa pakai unit. Contoh kipas yang rusak dapat dilihat pada foto di atas.
  • Kami pergi bersama rantai. Sampul samping casing dilekatkan pada bingkai, yang memegang semua hal di atas bersama-sama.

Juga, setiap mesin memiliki peralatan awal dan sirkuit daya, yang akan kita bahas lebih detail nanti.

Prinsip rotasi medan elektromagnetik

Fitur utama dari motor listrik adalah bahwa ia mampu mengubah energi listrik menjadi kinetik, yaitu mekanik. Pada saat yang sama, setelah membongkar strukturnya, Anda dapat melihat bahwa ia tidak memiliki drive langsung atau transfer. Jadi, bagaimana rotasi mesin?

Intinya adalah bahwa gulungan stator mampu menciptakan medan magnet berputar yang kuat, yang membawa rotor dengan dirinya sendiri, ketika motor dihidupkan dalam jaringan listrik. Medan magnet ini memiliki frekuensi rotasi tertentu, yang berbanding lurus dengan frekuensi arus bolak-balik, dan berbanding terbalik dengan jumlah pasangan kutub berliku.

Artinya, frekuensi ini dapat dihitung dengan menggunakan rumus: n1 = f1 * 60 / p, di mana: n1 adalah frekuensi rotasi medan magnet; f1 adalah frekuensi arus bolak-balik dalam Hertz; p adalah jumlah pasangan kutub.

Belum ada yang jelas?

Tidak ada, sekarang mari kita cari tahu.

  • Untuk memvisualisasikan prinsip rotasi medan magnet, mari kita pertimbangkan tiga-fase berliku primitif hanya dengan tiga putaran.
  • Koil adalah konduktor di sepanjang aliran listrik yang mengalir ketika mereka terhubung ke jaringan. Selama proses ini, medan elektromagnetik muncul di sekitar konduktor.
  • Kita tahu bahwa indikator perubahan arus bolak-balik dengan waktu - pertama, meningkat, kemudian turun ke nol, kemudian mengalir ke arah yang berlawanan sepanjang prinsip yang sama, dan seterusnya hingga tak terbatas. Itulah mengapa arus bolak-balik digambarkan sebagai sinusoid.
  • Sementara indeks saat ini berubah, parameter medan magnet yang disebabkan olehnya juga bervariasi.
  • Sebuah fitur khusus motor dan generator tiga fase adalah bahwa pada satu saat waktu arus dalam arus stator berliku dalam fase dengan pergeseran 120 derajat, yaitu, sepertiga waktu satu siklus clock.
  • Denyutnya adalah 1 Hertz, yaitu, bagian dari arus bolak-balik satu siklus penuh osilasi sinusoid. Secara skematis akan terlihat seperti ini.
  • Akibatnya, beberapa medan magnet secara bersamaan dihasilkan di stator motor, yang, berinteraksi, menghasilkan bidang yang dihasilkan.
  • Ketika perubahan terjadi dalam parameter arus yang mengalir dalam fase, medan magnet yang dihasilkan juga mulai berubah. Ini dinyatakan dalam perubahan orientasi, meskipun fakta bahwa amplitudo tetap sama.
  • Hasilnya adalah medan magnet berputar di sekitar sumbu pusat tertentu.

Dan apa yang akan terjadi jika seorang konduktor ditempatkan di dalam medan magnet tertentu?

Menurut undang-undang tentang induksi elektromagnetik, yang kami jelaskan secara rinci dalam artikel tentang generator arus bolak-balik dan langsung, gaya elektromotif muncul dalam konduktor, disingkat EMF. Jika konduktor ini dipendekkan ke sirkuit eksternal atau ke dirinya sendiri, arus akan mengalir di dalamnya.

Menurut hukum Ampere, sebuah gaya mulai bertindak pada konduktor dengan arus ditempatkan di medan magnet, dan sirkuit mulai berputar. Menurut prinsip ini, motor asynchronous dari pekerjaan arus bolak-balik, tetapi bukannya sebuah frame di medan magnet ada rotor hubung singkat, yang oleh penampilannya menyerupai roda tupai.

  • Seperti dapat dilihat dari diagram di atas, rotor seperti itu terdiri dari batang yang disusun paralel, yang ditutup pada ujungnya oleh dua cincin.
  • Ketika stator terhubung ke jaringan listrik, ia mulai membentuk medan magnet berputar, yang menginduksi sebuah emf di semua rotor bar, yang menyebabkan rotor berputar.
  • Pada saat yang sama, arah arus saat ini dan nilainya akan berbeda pada batang yang berbeda, tergantung pada posisi di mana mereka berada relatif terhadap kutub medan magnet. Sekali lagi, jika tidak jelas, maka kami merujuk Anda lagi ke hukum induksi elektromagnetik.

Menarik untuk diketahui! Batang pada rotor miring relatif terhadap sumbu rotasinya. Hal ini dilakukan untuk memastikan bahwa riak momen dan harmonik EMF yang lebih tinggi, mengurangi efisiensi mesin, kurang.

Fitur motor asinkron

Jadi, mari kita berurusan dengan apa yang disebut motor AC asynchronous.

Rotor slide

Fitur utama dari unit-unit tersebut adalah bahwa kecepatan rotor berbeda dari indikator yang sama dalam medan magnet. Mari kita sebut nilai-nilai ini masing-masing n2 dan n1.

Hal ini dapat dijelaskan oleh fakta bahwa emf hanya dapat diinduksi dengan ketimpangan ini - n2 harus kurang dari n1. Perbedaan dalam frekuensi rotasi ini disebut frekuensi slip, dan efek lag rotor disebut slip, yang dilambangkan sebagai "s". Parameter ini dapat dihitung menggunakan rumus berikut: s = (n1-n2) / n1.

  • Mari kita bayangkan situasi di mana frekuensi n1 dan n2 akan sama. Dalam hal ini, posisi batang rotor relatif terhadap medan magnet tidak akan berubah, yang berarti bahwa pergerakan konduktor relatif terhadap medan magnet tidak akan terjadi, yaitu, EMF tidak diinduksi, dan arus tidak mengalir. Dari sini maka kekuatan yang menggerakkan rotor tidak akan terjadi.
  • Jika kita mengasumsikan bahwa mesin pada awalnya bergerak, sekarang rotor akan mulai melambat, tertinggal di belakang medan magnet, yang berarti bahwa batang akan bergeser relatif terhadap medan magnet dan EMF dan kekuatan pendorong akan mulai tumbuh lagi, yaitu, rotasi akan dilanjutkan kembali.
  • Deskripsi yang diberikan agak kasar. Pada kenyataannya, rotor motor asinkron tidak pernah bisa mengejar kecepatan rotasi medan magnet, oleh karena itu berputar secara merata.
  • Level slip juga bervariasi, dan dapat bervariasi dari 0 hingga 1, atau dengan kata lain, dari 0 hingga 100 persen. Jika slip mendekati 0, yang sesuai dengan mode diam mesin, artinya rotor tidak akan mengalami momen tandingan. Jika nilai parameter ini mendekati 1 (mode hubung singkat), maka rotor akan diperbaiki.
  • Dari sini kita dapat menyimpulkan bahwa slip akan langsung tergantung pada beban mekanik pada poros motor, dan semakin besar itu, semakin tinggi koefisien.
  • Untuk motor asinkron dengan daya sedang dan rendah, koefisien slip yang dapat diterima berada dalam kisaran dari 2 hingga 8%.

Kami telah menulis bahwa mesin seperti itu mengubah energi listrik dari gulungan stator menjadi kinetik, tetapi harus dipahami bahwa kekuatan-kekuatan ini tidak sama satu sama lain. Hilangnya histeresis, pemanasan, gesekan, dan arus eddy selalu terjadi selama konversi.

Bagian energi ini dihamburkan dalam bentuk panas, sehingga mesin dilengkapi dengan kipas untuk pendinginan.

Kekuatan mesin

Sekarang mari kita lihat bagaimana sebuah motor AC asynchronous terhubung.

  • Kami telah menjelaskan secara singkat bagaimana arus mengalir dalam jaringan tiga fase, tetapi tidak sepenuhnya jelas apa manfaat daya tersebut di depan analog fase tunggal atau dua fase.
  • Pertama-tama, kita dapat mencatat efisiensi sistem dengan koneksi seperti itu.
  • Ini juga ditandai dengan efisiensi tinggi.

Fase terhubung ke stator berliku sesuai dengan skema tertentu, yang disebut bintang dan segitiga, yang masing-masing memiliki karakteristik sendiri. Koneksi ini dapat dilakukan baik di dalam mesin dan di luar di kotak persimpangan. Dalam kasus pertama, tiga kabel keluar dari kasus, dan enam di yang kedua.

Untuk pemahaman yang lebih baik tentang prinsip-prinsip skema kerja, mari perkenalkan beberapa konsep:

  1. Tegangan fase - tegangan dalam satu fase, yaitu perbedaan potensial antara ujungnya.
  2. Tegangan garis adalah perbedaan dalam potensi fase yang berbeda.

Nilai-nilai ini sangat penting karena memungkinkan Anda menghitung konsumsi daya motor listrik.

Berikut adalah rumus yang dimaksudkan untuk ini:

Rumus untuk menghitung tenaga mesin ini berlaku untuk koneksi baik dengan bintang dan segitiga. Namun, harus selalu diingat bahwa menghubungkan mesin yang sama dengan cara yang berbeda akan mempengaruhi konsumsi energinya.

Dan jika konsumsi daya tidak sesuai dengan parameter mesin, maka gulungan stator dapat meleleh, dan unit akan segera gagal.

Untuk memahami ini dengan lebih baik, mari kita menganalisis satu contoh ilustratif:

  • Bayangkan sebuah motor yang terhubung dengan bintang yang terhubung ke daya AC. Tegangan garis akan menjadi 380V dan fase 220V. Itu mengkonsumsi pada saat yang sama 1A.
  • Kami menghitung kekuatan: 1,73 * 380 * 1 = 658 W - 1,73 adalah akar dari 3.
  • Jika Anda mengubah diagram pengkabelan menjadi segitiga, Anda mendapatkan yang berikut. Tegangan lini akan tetap tidak berubah dan akan menjadi 380V, tetapi tegangan fase (dihitung dengan rumus pertama) akan meningkat dan akan menjadi 380V yang sama.
  • Meningkatkan tegangan fasa ke akar 3 kali akan menghasilkan peningkatan arus fasa dengan jumlah waktu yang sama. Artinya, Il akan sama dengan bukan 1, tetapi 1,73 * 1,73, yang kira-kira sama dengan 3
  • Kami mengulang perhitungan daya: 1,73 * 380 * 3 = 1975 W.

Seperti yang bisa dilihat dari contoh, konsumsi daya menjadi jauh lebih banyak, dan jika mesin tidak dirancang untuk bekerja dalam mode ini, maka tidak terhindarkan lagi akan terbakar.

Koneksi motor asinkron tiga fasa ke jaringan fasa tunggal

Setelah memeriksa prinsip pengoperasian motor AC tiga fasa asinkron, menjadi jelas bahwa secara langsung menghubungkannya ke jaringan publik, di mana satu fase "memerintah", tidak begitu sederhana. Adalah mungkin untuk membuat hubungan seperti itu dengan menerapkan elemen-elemen penggeser fase.

Dengan koneksi ini, mesin dapat beroperasi dalam dua mode:

  1. Yang pertama tidak berbeda dari kerja motor fase tunggal (lihat gambar a, b dan d, di mana lilitan awal diterapkan). Dengan mode operasi ini, mesin hanya mampu menghasilkan 40-50% dari daya pengenalnya.
  2. Yang kedua (v, d, e) adalah mode motor kondensor di mana unit mampu memberikan hingga 80% dari daya (sebuah kapasitor terus bekerja termasuk dalam rangkaian).

Tip! Kapasitansi kapasitor dihitung dengan formula khusus, sesuai skema yang dipilih.

Cara mengendalikan motor

Kontrol motor AC asynchronous dapat diimplementasikan dalam tiga cara:

  • Sambungan langsung ke suplai utama - untuk tujuan ini, permulaan magnetik digunakan, dengan mana Anda dapat menerapkan mode motor yang non-reversibel dan dapat dibalik. Perbedaannya, kami pikir itu jelas - dalam kasus kedua, mesin lebih banyak berputar ke arah yang berbeda. Kerugian dari koneksi ini adalah bahwa ada arus awal yang besar di rangkaian, yang tidak terlalu baik untuk unit itu sendiri. Harga perangkat seperti itu akan menjadi yang terendah
  • Permulaan yang mulus dari mesin - perangkat kontrol seperti ini digunakan ketika Anda membutuhkan kemampuan untuk menyesuaikan kecepatan putaran poros saat mesin dinyalakan. Perangkat yang ditampilkan mengurangi arus masuk, sehingga melindungi motor dari arus masuk yang tinggi. Ini memberikan awal yang mulus dan menghentikan poros.
  • Koneksi yang paling mahal dan sulit dari motor listrik adalah penggunaan konverter frekuensi. Solusi ini digunakan ketika diperlukan untuk mengatur kecepatan putaran poros motor, tidak hanya selama start dan pengereman. Perangkat ini mampu mengubah frekuensi dan tegangan arus yang dipasok ke motor.
  • Penerapannya memiliki keuntungan sebagai berikut: pertama, konsumsi daya motor berkurang; kedua, begitu juga dengan perangkat soft start, mesin terlindung dari beban berlebihan yang tidak perlu, yang memiliki efek menguntungkan pada kondisi dan umur layanannya.

Konverter frekuensi dapat menerapkan metode kontrol berikut:

  1. Kontrol tipe skalar. Yang paling sederhana dan murah untuk diimplementasikan, dengan respons yang lambat terhadap perubahan beban pada jaringan dan berbagai penyesuaian kecil, dalam bentuk kekurangan. Karena ini, kontrol seperti itu hanya berlaku jika perubahan beban terjadi sesuai dengan hukum tertentu, misalnya, beralih mode dalam pengering rambut.
  2. Jenis vektor kantor. Skema ini digunakan di mana diperlukan untuk memberikan kontrol independen dari rotasi motor listrik, misalnya, di lift. Ini memungkinkan Anda untuk menjaga kecepatan yang sama, bahkan dengan mengubah parameter beban.

Motor asynchronous dengan rotor fase

Sampai saat ketika konverter frekuensi menjadi tersebar luas, motor asinkron berdaya tinggi dan menengah diproduksi dengan rotor fase. Desain ini memberi engine sifat terbaik untuk kelancaran dan penyesuaian kecepatan, namun, unit ini jauh lebih sulit dalam hal struktur.

  • Stator motor semacam itu tidak berbeda dari apa yang dipasang di mesin dengan rotor tupai-sangkar, tetapi rotornya sendiri berbeda.
  • Seperti stator, ia memiliki belitan tiga fase, yang dihubungkan oleh "bintang" ke slip ring. Berliku cocok dengan alur inti baja, dari mana ia diisolasi.
  • Cincin kontak terhubung melalui sikat grafit dengan resistor awal atau penyetel tiga fase, dengan mana rotor dimulai.
  • Rheostat adalah metalik dan cair. Yang pertama (mereka juga disebut kawat) diinjak, yang dikendalikan oleh perpindahan mekanik dengan tangan mereka sendiri pegangan pengontrol, atau secara otomatis, dengan bantuan pengontrol dengan penggerak listrik. Yang terakhir adalah beberapa pembuluh dengan elektrolit, di mana elektroda diturunkan. Ubah resistansi dari rheostat adalah karena kedalaman imersi mereka.

Menarik untuk diketahui! Beberapa model ADFR, untuk meningkatkan efisiensi dan masa pakai sikat, setelah memulai rotor, menaikkan sikat dan menutup cincin dengan mekanisme hubung singkat.

Untuk saat ini, perangkat dengan rotor fase praktis tidak digunakan, karena mereka secara efektif digantikan oleh motor induksi sangkar-tupai, dilengkapi dengan konverter frekuensi.

Pada rangkuman ini. Kami belajar struktur motor tiga fase asynchronous dan prinsip operasinya. Bahan untuk sebagian besar pembaca akan teoritis, tetapi kami pikir itu akan tetap menarik. Jika Anda perlu mempelajari cara memperbaiki motor AC asynchronous, baca artikel sebelumnya di situs web kami. Akan diberikan instruksi untuk analisis, dan diberitahu bahwa Anda dapat mendiagnosis dan memperbaikinya sendiri, tanpa menghubungi bengkel. Kami juga menyarankan untuk melihat video yang kami ambil.

Motor ac fase tunggal

Prinsip operasi dan koneksi motor listrik satu fasa 220V

Motor fase tunggal beroperasi dengan mengorbankan arus listrik bolak-balik dan terhubung ke jaringan fase tunggal. Jaringan harus memiliki tegangan 220 volt dan frekuensi 50 Hertz.

Motor listrik jenis ini digunakan terutama pada perangkat berdaya rendah:

Model dengan daya dari 5 W hingga 10 kW diproduksi.

Nilai efisiensi, daya, dan torsi awal untuk motor satu fase jauh lebih rendah daripada perangkat tiga-fase dengan ukuran yang sama. Kemampuan overload juga lebih tinggi dengan motor 3-fase. Jadi, kekuatan mekanisme satu fase tidak melebihi 70% dari kekuatan tiga fase dengan ukuran yang sama.

  1. Bahkan, ada 2 fase. tetapi hanya satu dari mereka yang bekerja, sehingga motor disebut fase tunggal.
  2. Seperti semua mesin listrik. motor fase tunggal terdiri dari 2 bagian: tetap (stator) dan bergerak (rotor).
  3. Ini adalah motor listrik asynchronous. pada komponen tetap di mana ada satu lilitan kerja yang terhubung ke sumber arus bolak fase tunggal.

Kekuatan dari jenis mesin ini termasuk kesederhanaan desain, yang merupakan rotor dengan belitan sirkuit pendek. Kerugiannya adalah torsi awal yang rendah dan efisiensi.

Kerugian utama dari satu-fase saat ini adalah ketidakmungkinan menghasilkan olehnya medan magnet yang melakukan rotasi. Oleh karena itu, motor listrik fase tunggal tidak akan mulai dengan sendirinya ketika terhubung ke jaringan.

Dalam teori mobil listrik, aturan berlaku: untuk medan magnet untuk memutar rotor terjadi, harus ada setidaknya 2 gulungan (fase) pada stator. Ini juga membutuhkan offset dari satu lilitan pada beberapa sudut relatif terhadap yang lain.

Selama operasi, belitan medan listrik bolak-balik terjadi di sekitar gulungan:

  1. Sejalan dengan ini. Pada bagian stasioner motor fase tunggal disebut apa yang disebut lilitan awal. Ini bergeser 90 derajat sehubungan dengan kerja yang berliku.
  2. Pergeseran saat ini dapat diperoleh dengan memasukkan link fase-pergeseran di sirkuit. Untuk ini, resistor aktif, induktor dan kapasitor dapat digunakan.
  3. Sebagai dasar stator dan rotor digunakan baja listrik 2212.

Adalah salah untuk menyebut motor listrik fase tunggal yang memiliki fase 2 dan 3 dalam strukturnya, tetapi terhubung ke sumber daya fase tunggal melalui sirkuit pencocokan (motor listrik kapasitor). Kedua fase perangkat tersebut bekerja dan termasuk sepanjang waktu.

Prinsip operasi dan skema startup

  1. Arus listrik menghasilkan medan magnet berdenyut pada stator motor. Bidang ini dapat dianggap sebagai 2 bidang berbeda yang berputar dalam arah yang berbeda dan memiliki amplitudo dan frekuensi yang sama.
  2. Ketika rotor diam. bidang-bidang ini mengarah pada penampilan yang sama besarnya, tetapi momen multi arah.
  3. Jika mesin tidak memiliki pemicu khusus. maka pada saat awal momen yang dihasilkan akan menjadi nol, yang artinya mesin tidak akan berputar.
  4. Jika rotor diputar ke beberapa arah. maka momen yang sesuai mulai berlaku, yang berarti poros motor akan terus berputar ke arah tertentu.
  1. Mulai dibuat oleh medan magnet. yang memutar bagian yang bergerak dari motor. Ini dibuat oleh 2 gulungan: utama dan tambahan. Yang terakhir memiliki ukuran yang lebih kecil dan merupakan peluncur. Ini terhubung ke jaringan listrik utama melalui kapasitor atau induktansi. Koneksi hanya dibuat di awal. Pada motor berdaya rendah, fase awal dihubung pendek.
  2. Mesin dimulai dengan menahan tombol start selama beberapa detik, sebagai akibat dari rotor yang dipercepat.
  3. Selama rilis tombol mulai. motor listrik dari mode dua-fase masuk ke fase tunggal, dan operasinya didukung oleh komponen yang sesuai dari medan magnet bolak-balik.
  4. Fase awal dirancang untuk operasi jangka pendek - sebagai aturan, hingga 3 detik. Waktu yang lebih lama dihabiskan di bawah beban dapat menyebabkan overheating, penyalaan isolasi dan kerusakan mekanisme. Oleh karena itu, penting untuk merilis tombol mulai tepat waktu.
  5. Untuk meningkatkan keandalan, switch sentrifugal dan relai termal dibangun ke dalam kasus motor fase tunggal.
  6. Fungsi saklar sentrifugal adalah untuk memutuskan fase awal ketika rotor mengambil kecepatan pengenal. Ini terjadi secara otomatis - tanpa campur tangan pengguna.
  7. Relai termal menutup kedua fase belitan jika panas di atas yang diizinkan.

Koneksi

Untuk mengoperasikan perangkat ini membutuhkan 1 phase dengan tegangan 220 volt. Ini berarti Anda dapat menghubungkannya ke outlet rumah tangga. Itulah alasan popularitas mesin di kalangan penduduk. Semua peralatan rumah tangga, dari juicer hingga grinder, dilengkapi dengan mekanisme jenis ini.

apodlyuchenie dengan kondensor mulai dan bekerja

Ada 2 jenis motor listrik: dengan gulungan awal dan dengan kapasitor yang berfungsi:

  1. Di jenis perangkat pertama. Gulungan awal bekerja dengan menggunakan kapasitor hanya selama start. Setelah mesin mencapai kecepatan normal, ia mati dan bekerja terus dengan satu belitan.
  2. Dalam kasus kedua. untuk motor dengan kapasitor yang berfungsi, lilitan tambahan dihubungkan melalui kapasitor secara permanen.

Motor listrik dapat diambil dari satu perangkat dan terhubung ke perangkat lain. Misalnya, motor satu fasa yang dapat diservis dari mesin cuci atau penyedot debu dapat digunakan untuk mengoperasikan mesin pemotong rumput, mesin pengolah, dll.

Ada 3 skema untuk menyalakan motor fase tunggal:

  1. Dalam 1 skema. pengoperasian belitan awal dilakukan dengan menggunakan kapasitor dan hanya untuk periode awal.
  2. 2, sirkuit juga menyediakan koneksi jangka pendek, tetapi terjadi melalui resistensi, dan bukan melalui kapasitor.
  3. 3 skema adalah yang paling umum. Dalam skema ini, kapasitor secara permanen terhubung ke sumber listrik, dan tidak hanya selama awal.

Sambungan listrik dengan resistansi awal:

  1. The lilitan bantu perangkat tersebut memiliki peningkatan resistensi.
  2. Untuk memulai jenis mesin listrik ini, resistor awal dapat digunakan. Ini harus dihubungkan secara seri ke lilitan awal. Dengan demikian, dimungkinkan untuk mendapatkan pergeseran fasa 30 ° antara arus berliku, yang akan cukup untuk memulai mekanisme.
  3. Selain itu. Pergeseran fasa dapat diperoleh dengan menggunakan fase awal dengan nilai resistansi yang besar dan induktansi yang lebih rendah. Belitan seperti itu memiliki lebih sedikit belokan dan kawat yang lebih tipis.

Menghubungkan motor dengan start kapasitor:

  1. Dalam mesin-mesin listrik ini, sirkuit awal berisi sebuah kapasitor dan dihidupkan hanya untuk periode awal.
  2. Untuk mencapai torsi awal maksimum, diperlukan medan magnet melingkar yang melakukan rotasi. Agar terjadi, arus berliku harus diputar 90 ° relatif terhadap satu sama lain. Elemen penggeser fase seperti resistor dan choke tidak memberikan pergeseran fasa yang diperlukan. Hanya penyertaan kapasitor di sirkuit memungkinkan Anda untuk mendapatkan pergeseran fasa 90 °, jika Anda memilih kapasitas yang tepat.
  3. Hitung. Kabel apa yang perlu diperhatikan, dimungkinkan dengan pengukuran hambatan. Dalam gulungan yang bekerja, nilainya selalu kurang (sekitar 12 ohm) daripada lilitan awal (biasanya sekitar 30 ohm). Dengan demikian, penampang kawat lilitan kerja lebih besar dari pada yang mulai.
  4. Kapasitor dipilih pada saat ini dikonsumsi oleh mesin. Sebagai contoh, jika arusnya adalah 1,4 A, maka kapasitor 6 μF diperlukan.

Pemeriksaan kesehatan

Bagaimana cara mengecek kinerja mesin dengan inspeksi visual?

Berikut ini adalah cacat yang menunjukkan kemungkinan masalah dengan mesin, penyebabnya bisa menjadi operasi yang tidak tepat atau kelebihan beban:

  1. Dukungan rusak atau slot pemasangan.
  2. Di tengah-tengah cat bermotor gelap (menunjukkan terlalu panas).
  3. Melalui celah-celah di perumahan di dalam perangkat mencabut zat.

Untuk memeriksa kinerja mesin, Anda harus menyalakannya terlebih dahulu selama 1 menit, dan kemudian biarkan berjalan selama sekitar 15 menit.

Jika setelah itu mesin panas, maka:

  1. Apakah mungkin. bantalan kotor, dijepit atau hanya dipakai.
  2. Alasannya mungkin karena kapasitor terlalu tinggi.

Matikan kondensor, dan mulai motor secara manual: jika berhenti pemanasan, Anda perlu mengurangi kapasitansi kapasitor.

Gambaran umum model

Salah satu yang paling populer adalah motor listrik seri AIR. Ada model yang dibuat pada cakar 1081, dan model kinerja gabungan - cakar + flange 2081.

Motor listrik dalam pelaksanaan kaki + flange akan menelan biaya sekitar 5% lebih mahal daripada yang serupa pada kaki.

Sebagai aturan, produsen memberikan garansi 12 bulan.

Untuk motor listrik dengan ketinggian rotasi 56-80 mm, desain tempat tidur adalah aluminium. Mesin dengan tinggi rotasi lebih dari 90 mm disajikan dalam versi cast-iron.

Model berbeda dalam hal daya, kecepatan, ketinggian sumbu rotasi, efisiensi.

Semakin kuat mesin, semakin tinggi biayanya:

  1. Sebuah mesin dengan kekuatan 0,18 kW dapat dibeli untuk 3 ribu rubel (motor listrik AIRE 56 B2).
  2. Sebuah model dengan kapasitas 3 kW akan menelan biaya sekitar 10 ribu rubel (АИРЕ 90 LB2).

Adapun kecepatan rotasinya, model paling umum dengan frekuensi 1500 dan 3000 putaran / menit, meski ada mesin dengan nilai frekuensi lainnya. Dengan tenaga yang sama, biaya mesin dengan kecepatan 1500 rpm sedikit lebih tinggi daripada frekuensi 3000 rpm.

Ketinggian sumbu rotasi untuk motor dengan 1 fase bervariasi dari 56 mm hingga 90 mm dan secara langsung bergantung pada daya: semakin kuat mesin, semakin tinggi ketinggian sumbu rotasi, dan karenanya harganya.

Model yang berbeda memiliki efisiensi yang berbeda, biasanya antara 67% dan 75%. Efisiensi yang lebih besar sesuai dengan model biaya yang lebih tinggi.

Perhatian juga harus diberikan kepada mesin yang diproduksi oleh perusahaan Italia AASO, yang didirikan pada tahun 1982:

  1. Jadi, motor listrik seri AASO 53 dirancang khusus untuk digunakan dalam pembakar gas. Motor ini juga dapat digunakan dalam instalasi untuk mencuci, generator udara hangat, sistem pemanas terpusat.
  2. Motor listrik seri 60, 63, 71 dirancang untuk digunakan dalam instalasi pasokan air. Juga, perusahaan menawarkan mesin universal seri 110 dan 110 kompak, yang dibedakan oleh bidang aplikasi yang beragam: pembakar, penggemar, pompa, perangkat pengangkat dan peralatan lainnya.

Adalah mungkin untuk membeli motor yang diproduksi oleh AASO dengan harga 4.600 rubel.

Pengangkatan dan koneksi kapasitor awal untuk motor listrik

Perangkat dan prinsip pengoperasian motor asynchronous dengan rotor fase

Perangkat dan prinsip pengoperasian motor magnet permanen

Motor asinkron fase tunggal: cara kerjanya

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

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

pergeseran, perbedaan sudut antara nilai vektor;

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

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

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

Menurut perangkat teknisnya, motor asinkron terdiri dari:

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

2. rotor diputar oleh medan elektromagnetik stator.

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

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

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

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

Desain stator juga disajikan:

Tujuan utamanya adalah untuk menghasilkan medan elektromagnetik stasioner atau berputar.

Gulungan stator biasanya terdiri dari dua sirkuit:

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

Prinsip operasi motor listrik fase tunggal asinkron

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

Bagaimana pulsasi medan magnet muncul?

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

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

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

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

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

Bagaimana rotasi rotor dibuat di medan berdenyut

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

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

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

Dalam rumus ini ditunjukkan:

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

n1 adalah kecepatan putaran magnet berputar (rpm);

p adalah jumlah pasangan kutub;

f - frekuensi arus dalam gulungan stator.

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

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

Anda Sukai Tentang Listrik

  • Di mana poster diposting Tidak termasuk orang

    Automatics

    Di mana memposting poster JANGAN TERMASUK! APAKAH ORANG BEKERJA saat memutuskan hubungan listrik dengan pemutusan yang dikendalikan oleh batang operasi?Pada aktuator (pegangan aktuator) dari perangkat switching dengan kontrol manual (switch, pemisah, pemisah, sakelar pisau, pemutus sirkuit), untuk menghindari suplai tegangan ke tempat kerja, poster "Jangan hidupkan!

  • Perhitungan kekuatan jaringan tiga fase

    Pengeposan

    Yang paling umum di negara kita menerima jaringan listrik fase tunggal dan tiga fase. Perusahaan jaringan berusaha untuk mengembangkan switchgears tiga fase, sejak seseorang selalu dapat dibuat satu fase, untuk penyediaan apartemen dan rumah pribadi.