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.

Kami memahami prinsip-prinsip pengoperasian motor listrik: kelebihan dan kekurangan dari berbagai jenis

Motor listrik adalah alat di mana energi listrik diubah menjadi energi mekanik. Prinsip tindakan mereka didasarkan pada fenomena induksi elektromagnetik.

Namun, cara di mana medan magnet berinteraksi, memaksa rotor mesin berputar, berbeda secara signifikan tergantung pada jenis tegangan suplai - bergantian atau konstan.

Perangkat dan prinsip pengoperasian motor DC

Prinsip operasi motor DC didasarkan pada efek mendorong seperti kutub magnet permanen dan menarik yang berlawanan. Prioritas penemuannya adalah milik insinyur Rusia B. S. Jacobi. Model industri pertama dari motor DC dibuat pada tahun 1838. Sejak itu, desainnya belum mengalami perubahan besar.

Pada motor DC berdaya rendah, salah satu magnetnya ada secara fisik. Itu terpasang langsung ke tubuh mesin. Yang kedua dibuat di belitan angker setelah menghubungkan sumber DC untuk itu. Untuk melakukan ini, gunakan perangkat khusus - unit kolektor-sikat. Kolektor itu sendiri adalah cincin konduktif yang dipasang pada poros motor. Ujung belitan angker terhubung dengannya.

Dalam mesin berdaya tinggi, magnet yang ada secara fisik tidak digunakan karena beratnya yang besar. Untuk menciptakan medan magnet stator yang konstan, beberapa batang logam digunakan, yang masing-masing memiliki gulungan konduktornya sendiri yang terhubung ke bus daya positif atau negatif. Kutub-kutub dengan nama yang sama dihubungkan secara seri satu sama lain.

Jumlah pasangan kutub pada rumah motor mungkin satu atau empat. Jumlah kuas kolektor pada angker kolektor harus sesuai.

Motor listrik bertenaga tinggi memiliki sejumlah trik konstruktif. Misalnya, setelah menyalakan mesin dan dengan perubahan beban di atasnya, simpul sikat kolektor digeser oleh sudut tertentu terhadap rotasi poros. Ini adalah bagaimana efek "reaksi angker" dikompensasi, yang mengarah ke pengereman poros dan mengurangi efisiensi mesin listrik.

Ada juga tiga skema untuk menghubungkan motor DC:

  • dengan eksitasi paralel;
  • konsisten;
  • campuran

Eksitasi paralel adalah ketika yang lain independen, biasanya disesuaikan (rheostat) dihidupkan sejajar dengan belitan angker.

Sequential - lilitan tambahan dihubungkan secara seri ke sirkuit power supply armature. Jenis koneksi ini digunakan untuk meningkatkan kekuatan rotasi mesin secara dramatis pada waktu yang tepat. Misalnya, saat memulai kereta api.

Motor DC memiliki kemampuan untuk menyesuaikan kecepatan rotasi dengan lancar, sehingga mereka digunakan sebagai traksi pada kendaraan listrik dan alat pengangkat.

Motor AC - apa bedanya?

Perangkat dan prinsip operasi motor AC untuk membuat torsi termasuk penggunaan medan magnet yang berputar. Penemunya adalah insinyur Rusia M. O. Dolivo-Dobrovolsky, yang pada tahun 1890 menciptakan desain industri pertama dari mesin dan merupakan pendiri teori dan teknologi arus bolak-balik tiga fase.

Medan magnet berputar terjadi pada gulungan stator tiga motor segera setelah mereka terhubung ke rangkaian tegangan suplai. Rotor motor listrik seperti itu dalam pertunjukan tradisional tidak memiliki gulungan dan, berbicara kasar, sepotong besi, sesuatu yang menyerupai roda tupai.

Medan magnet stator memprovokasi terjadinya arus di rotor, dan yang sangat besar, karena ini adalah struktur hubung singkat. Arus ini menyebabkan terjadinya medan angker sendiri, yang "interlock" dengan keringat magnetik vorteks stator dan menyebabkan poros motor berputar ke arah yang sama.

Prinsip operasi motor AC dengan rotor pendek-pendek tradisional memiliki arus awal yang sangat besar. Mungkin, banyak dari Anda memperhatikan ini - ketika menyalakan mesin lampu pijar mereka mengubah kecerahan cahaya. Oleh karena itu, dalam mesin listrik berkekuatan tinggi, digunakan rotor fase - tiga gulungan terhubung oleh "bintang" yang diletakkan di atasnya.

Gulungan angker tidak terhubung ke listrik, dan terhubung ke resistor awal dengan menggunakan unit kolektor-sikat. Proses pengaktifan pada mesin semacam itu terdiri dari koneksi ke jaringan suplai dan secara bertahap mengurangi hingga nol resistansi aktif dalam rangkaian armatur. Motor listrik menyala dengan lancar dan tanpa beban berlebih.

Fitur penggunaan motor asynchronous dalam sirkuit fase-tunggal

Terlepas dari kenyataan bahwa medan magnet berputar stator paling mudah diperoleh dari tegangan tiga fasa, prinsip pengoperasian motor listrik asinkron memungkinkannya bekerja dari jaringan rumah tangga fase tunggal, jika beberapa perubahan dilakukan pada desainnya.

Untuk melakukan ini, harus ada dua gulungan pada stator, salah satunya adalah "mulai". Arus di dalamnya digeser dalam fase oleh 90 ° karena masuknya beban reaktif di sirkuit. Paling sering digunakan untuk kapasitor ini.

Didukung dari stopkontak rumah tangga, Anda dapat dan motor tiga fase industri. Untuk melakukan ini, di dalam kotak terminalnya dua gulungan terhubung menjadi satu, dan sebuah kapasitor dinyalakan di sirkuit ini. Berdasarkan prinsip operasi motor listrik asinkron bertenaga dari sirkuit fase-tunggal, harus dicatat bahwa mereka memiliki efisiensi yang lebih rendah dan sangat sensitif terhadap beban berlebih.

Mesin kolektor Universal - prinsip operasi dan karakteristik

Dalam alat-alat listrik rumah tangga daya rendah, yang memerlukan arus awal yang rendah, torsi tinggi, kecepatan rotasi tinggi dan kemungkinan penyesuaian halus, yang disebut motor kolektor universal digunakan. Secara desain, mereka mirip dengan motor DC dengan eksitasi berurutan.

Dalam mesin seperti itu, medan magnet stator dihasilkan karena tegangan suplai. Hanya desain inti magnet telah sedikit dimodifikasi - itu tidak dilemparkan, tetapi dial, yang memungkinkan mengurangi pembalikan magnetisasi dan pemanasan oleh arus Foucault. Serangkaian induktansi yang terhubung ke sirkuit armature memungkinkan untuk mengubah arah medan magnet stator dan armatur ke arah yang sama dan dalam fase yang sama.

Sinkronisasi yang hampir lengkap dari medan magnet memungkinkan mesin untuk mendapatkan momentum bahkan dengan beban yang signifikan pada poros, yang diperlukan untuk operasi bor, palu putar, penyedot debu, mesin "Bulgarians" atau polisher.

Jika transformator yang dapat disesuaikan termasuk dalam rangkaian pasokan mesin seperti itu, maka frekuensi rotasinya dapat dengan mulus diubah. Namun arahnya, ketika dihidupkan dari sirkuit AC, tidak pernah bisa diubah.

Motor listrik memiliki efisiensi tertinggi (lebih dari 80%) dari semua perangkat yang dibuat oleh manusia. Penemuan mereka pada akhir abad ke-19 dapat dianggap sebagai lompatan peradaban kualitatif, karena tanpa mereka tidak mungkin untuk membayangkan kehidupan masyarakat modern berdasarkan teknologi tinggi, dan sesuatu yang lebih efektif belum ditemukan.

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.

Perangkat dan prinsip operasi motor listrik

Motor listrik adalah perangkat listrik untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Saat ini, motor listrik banyak digunakan di industri untuk mengendarai berbagai mesin dan mekanisme. Di rumah tangga, mereka dipasang di mesin cuci, kulkas, juicer, pengolah makanan, kipas angin, pisau cukur listrik, dll. Motor listrik digerakkan, perangkat dan mekanisme yang terhubung dengannya.

Dalam artikel ini saya akan berbicara tentang jenis dan prinsip paling umum dari operasi motor listrik AC, yang banyak digunakan di garasi, di rumah tangga atau di bengkel.

Bagaimana cara kerja motor listrik

Mesin ini didasarkan pada efek yang ditemukan oleh Michael Faraday pada tahun 1821. Dia membuat penemuan bahwa dalam interaksi arus listrik di konduktor dan magnet, rotasi terus menerus dapat terjadi.

Jika bingkai ditempatkan dalam medan magnet vertikal dalam posisi seragam dan arus dilewatkan, maka medan elektromagnetik akan muncul di sekitar konduktor, yang akan berinteraksi dengan kutub magnet. Dari satu bingkai akan ditolak, dan yang lainnya tertarik.

Akibatnya, frame akan berubah ke posisi horizontal, di mana efek medan magnet pada konduktor akan menjadi nol. Agar rotasi berlanjut, Anda perlu menambahkan bingkai lain pada suatu sudut atau mengubah arah arus dalam bingkai pada saat yang tepat.

Pada gambar, ini dilakukan dengan bantuan dua setengah cincin, yang menghubungkan pelat kontak dari baterai. Akibatnya, setelah membuat setengah putaran, polaritas berubah dan rotasi berlanjut.

Dalam motor listrik modern, bukannya magnet permanen, kumparan induktor atau elektromagnet digunakan untuk menciptakan medan magnet. Jika Anda membongkar motor apa saja, maka Anda akan melihat gulungan kawat luka yang ditutupi dengan pernis isolasi. Koil ini adalah elektromagnet, atau seperti yang disebut gulungan eksitasi.

Dalam kehidupan sehari-hari, magnet permanen yang sama digunakan dalam mainan anak-anak pada baterai.

Di lain, mesin yang lebih kuat, hanya elektromagnet atau gulungan yang digunakan. Bagian yang berputar dengan mereka disebut rotor, dan bagian tetap adalah stator.

Jenis motor listrik

Saat ini, ada cukup banyak motor listrik dengan desain dan tipe yang berbeda. Mereka dapat dibagi berdasarkan jenis catu daya:

  1. AC didukung langsung dari listrik.
  2. DC, diberdayakan oleh baterai, baterai, catu daya atau sumber DC lainnya.

Menurut prinsip kerja:

  1. Sinkron, di mana ada belitan pada rotor dan mekanisme kuas untuk memasok mereka dengan arus listrik.
  2. Asynchronous, jenis motor yang paling mudah dan paling umum. Mereka tidak memiliki sikat dan gulungan pada rotor.

Motor sinkron berputar serentak dengan medan magnet yang berputar, dan dengan motor asinkron, rotor berputar lebih lambat daripada medan magnet berputar di stator.

Prinsip operasi dan perangkat motor asynchronous

Dalam kasus motor asinkron, gulungan stator ditumpuk (untuk 380 Volt akan ada 3), yang menciptakan medan magnet berputar. Ujung sambungan mereka ditampilkan pada blok terminal khusus. Gulungan didinginkan karena kipas dipasang pada poros di ujung motor listrik.

Rotor, yang integral dengan poros, terbuat dari batang logam, yang tertutup di antara mereka sendiri di kedua sisi, itulah mengapa disebut pendek-hubung.
Berkat desain ini, kebutuhan akan pemeliharaan berkala dan penggantian sikat pasokan yang berkala dihilangkan, keandalan, daya tahan dan keandalan dikalikan.

Sebagai aturan, penyebab utama kerusakan motor asynchronous adalah keausan bearing di mana poros berputar.

Prinsip operasi. Agar motor asinkron bekerja, perlu bahwa rotor berputar lebih lambat daripada medan elektromagnetik stator, sebagai akibat yang EMF diinduksi (arus listrik terjadi) di rotor. Di sini kondisi yang penting, jika rotor diputar pada kecepatan yang sama dengan medan magnet, maka di dalamnya, menurut hukum induksi elektromagnetik, tidak akan ada EMF dan, karenanya, tidak akan ada rotasi. Namun pada kenyataannya, karena gesekan pada bantalan atau beban pada poros, rotor akan selalu berputar lebih lambat.

Kutub magnet terus berputar di gulungan motor, dan arah arus di rotor terus berubah. Pada satu titik waktu, misalnya, arah arus dalam stator dan gulungan rotor digambarkan secara skematis dalam bentuk persilangan (arus mengalir dari kita) dan titik (arus mengalir ke kita). Medan magnet berputar digambarkan digambarkan oleh garis putus-putus.

Misalnya, cara kerja gergaji lingkaran. Omsetnya yang terbesar adalah tanpa beban. Tapi begitu kita mulai memotong papan, kecepatan rotasi menurun dan pada saat yang sama rotor mulai berputar lebih lambat sehubungan dengan medan elektromagnetik dan, menurut hukum teknik elektro, itu mulai menginduksi nilai EMF yang lebih besar. Arus yang dikonsumsi oleh motor tumbuh dan mulai bekerja dengan kekuatan penuh. Jika beban pada poros sangat besar sehingga warung, maka kerusakan pada rotor hubung singkat dapat terjadi karena nilai maksimum emf yang diinduksi di dalamnya. Itulah mengapa penting untuk memilih mesin, daya yang sesuai. Jika kita mengambil lebih banyak, maka konsumsi energi akan dibenarkan.

Kecepatan rotasi rotor tergantung pada jumlah kutub. Pada 2 kutub, kecepatan rotasi akan sama dengan kecepatan rotasi medan magnet, sama dengan maksimum 3000 putaran per detik pada frekuensi jaringan 50 Hz. Untuk mengurangi separuh kecepatan, perlu untuk menambah jumlah kutub dalam stator menjadi empat.

Kerugian yang signifikan dari motor asynchronous adalah bahwa mereka diumpankan untuk menyesuaikan kecepatan rotasi poros hanya dengan mengubah frekuensi arus listrik. Sehingga tidak mungkin untuk mencapai frekuensi rotasi poros yang konstan.

Prinsip operasi dan perangkat motor AC sinkron

Jenis motor listrik ini digunakan dalam kehidupan sehari-hari di mana kecepatan rotasi konstan diperlukan, kemungkinan penyesuaiannya, serta jika kecepatan rotasi lebih dari 3000 putaran per menit diperlukan (ini adalah maksimum untuk asynchronous).

Motor sinkron dipasang di alat listrik, penyedot debu, mesin cuci, dll.

Dalam kasus motor AC sinkron ada gulungan (3 dalam gambar), yang juga luka pada rotor atau jangkar (1). Lead mereka disolder ke sektor-sektor cincin kolektor atau kolektor (5), yang tegangannya diterapkan menggunakan sikat grafit (4). Pada kesimpulan apa yang terletak sehingga sikat selalu memasok tegangan hanya untuk satu pasang.

Kegagalan paling sering dari mesin kolektor adalah:

  1. Usang kontak buruk mereka karena melemahnya musim semi penjepit.
  2. Kontaminasi kolektor Bersihkan dengan alkohol atau amplas nol.
  3. Bantalan aus.

Prinsip operasi. Torsi dalam motor listrik dibuat sebagai hasil dari interaksi antara arus jangkar dan fluks magnetik dalam gulungan eksitasi. Dengan perubahan arah arus bolak-balik, arah fluks magnetik pada saat yang sama di perumahan dan jangkar juga akan berubah, sehingga rotasi akan selalu dalam satu arah.

Menyesuaikan kecepatan rotasi diubah dengan mengubah besarnya tegangan yang diberikan. Dalam latihan dan pembersih vakum, rheostat atau resistansi variabel digunakan.

Perubahan arah rotasi sama seperti untuk motor DC, yang akan saya bahas di artikel berikutnya.

Perangkat dan prinsip operasi motor listrik asynchronous

Hai semuanya Senang melihat Anda di situs saya. Topik artikel hari ini: perangkat dan prinsip operasi motor listrik asynchronous. Saya juga ingin mengatakan sedikit tentang cara menyesuaikan kecepatan mereka, dan daftar keuntungan dan kerugian utama mereka.

Sebelumnya, saya sudah menulis artikel tentang motor listrik asynchronous. Jika Anda tertarik, Anda bisa membaca. Berikut ini daftarnya:

Nah, sekarang mari kita lanjutkan ke topik artikel hari ini.

Pada saat ini, sangat sulit membayangkan bagaimana semua perusahaan industri akan ada jika tidak ada mesin yang tidak sinkron. Mesin-mesin ini dipasang hampir di mana-mana. Bahkan di rumah setiap orang memiliki mesin seperti itu. Dapat berdiri di mesin cuci Anda, di kipas angin, di stasiun pompa, di kap mesin, dan sebagainya.

Secara umum, motor listrik asinkron adalah terobosan besar dalam industri global. Di seluruh dunia, mereka diproduksi oleh lebih dari 90 persen dari total jumlah mesin yang diproduksi.

Motor listrik asinkron adalah mesin listrik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Artinya, mengkonsumsi arus listrik, dan sebagai imbalannya memberikan torsi, dengan mana Anda dapat memutar banyak unit.

Dan kata "asynchronous" itu sendiri berarti non-simultan atau bukan kebetulan dalam waktu. Karena dalam mesin seperti itu kecepatan rotor tertinggal sedikit di belakang frekuensi rotasi medan elektromagnetik stator. Lag ini juga disebut slip.

Slip ini ditunjukkan dengan huruf: S

Dan slip dihitung menurut rumus berikut: S = (n1 - n2) / n1 - 100%

Dimana, n1 adalah frekuensi sinkron dari medan magnet stator;

n2 adalah kecepatan poros.

Perangkat motor listrik asynchronous.

Mesin terdiri dari bagian-bagian berikut:

1. Stator dengan gulungan. Atau tempat tidur di dalam yang ada stator dengan gulungan.

2. Rotor. Ini jika hubung singkat. Dan jika fase, maka kita dapat mengatakan bahwa itu adalah jangkar atau bahkan seorang kolektor. Saya pikir tidak akan ada kesalahan.

3. Bantalan perisai. Pada mesin yang kuat, bantalan penutup dengan segel masih ada di depan.

4. Bearing. Mungkin ada sliding atau rolling, tergantung pada kinerjanya.

5. Kipas pendingin. Terbuat dari plastik atau logam.

6. Fan casing. Ini memiliki slot untuk pasokan udara.

7. Kotak Borno atau terminal. Untuk menghubungkan kabel.

Ini semua rincian utamanya, tetapi tergantung pada jenis, jenis, dan desain, mereka mungkin sedikit berbeda.

Motor listrik asynchronous terutama menghasilkan dua jenis: tiga fase dan fase tunggal. Pada gilirannya, tiga fase masih dibagi menjadi subspesies: dengan rotor kandang tupai atau rotor fase.

Yang paling umum adalah tiga fase dengan rotor sangkar tupai.

Stator memiliki bentuk bulat dan direkrut dari lembaran baja khusus, yang terisolasi di antara mereka sendiri, dan desain yang dirakit ini membentuk inti dengan alur. Gulungan diletakkan di alur inti, dengan kawat berliku khusus terisolasi dengan pernis. Kawat ini dilemparkan terutama dari tembaga, tetapi juga dari aluminium. Jika mesinnya sangat kuat, maka saya angin bannya. Gulungan diletakkan sehingga mereka bergeser relatif satu sama lain dengan 120 derajat. Gulungan stator terhubung dalam bintang atau segitiga.

Rotor, seperti yang saya tulis di atas, adalah sirkuit pendek atau fase.

Sirkuit pendek adalah poros di mana lembaran diletakkan, juga terbuat dari baja khusus. Lembaran yang ditumpuk ini membentuk inti, di alur yang menuangkan aluminium cair. Aluminium ini tersebar merata di sepanjang alur dan membentuk batang. Dan di sepanjang tepi batang ini ditutup dengan cincin aluminium. Ternyata semacam "sangkar tupai."

Fase rotor adalah poros dengan inti dan tiga gulungan. Satu ujung, yang biasanya terhubung dalam bintang, dan tiga ujung kedua melekat pada slip ring. Dan pada cincin ini, dengan bantuan sikat, arus listrik diterapkan.

Jika resistor beban ditambahkan ke sirkuit lilitan fase, dan ketika mesin mulai meningkatkan resistansi, maka metode ini dapat mengurangi arus lonjakan besar.

Prinsip operasi.

Ketika arus listrik diterapkan pada gulungan stator, aliran listrik terjadi di gulungan ini. Seperti yang Anda ingat, dari kata-kata tertulis di atas, fase-fase tersebut bergeser relatif satu sama lain dengan 120 derajat. Dan aliran ini dalam gulungan mulai berputar.

Dan ketika fluks magnetik stator berputar, arus listrik muncul di gulungan rotor, dan medan magnetnya. Kedua medan magnet ini mulai berinteraksi dan memaksa rotor motor listrik untuk berputar. Ini jika rotor mengalami hubungan pendek.

Dengan prinsip robot, di sini adalah klip video.

Nah, dengan rotor fase, faktanya, prinsipnya sama. Tegangan diterapkan pada stator dan rotor. Dua medan magnet muncul yang mulai berinteraksi dan memutar rotor.

Keuntungan dan kerugian dari motor asynchronous.

Keuntungan utama dari motor asynchronous dengan rotor sangkar tupai:

1. Perangkat yang sangat sederhana yang memungkinkan Anda untuk mengurangi biaya pembuatannya.

2. Harganya jauh lebih sedikit dibandingkan dengan mesin lain.

3. Skema startup yang sangat sederhana.

4. Kecepatan rotasi poros praktis tidak berubah dengan meningkatnya beban.

5. Ini mentolerir kelebihan beban jangka pendek.

6. Kemampuan untuk menghubungkan motor tiga fase dalam jaringan fase tunggal.

7. Keandalan dan kemampuan untuk beroperasi di hampir semua kondisi.

8. Ini memiliki efisiensi yang sangat tinggi dan cos φ.

Kekurangan:

1. Ketidakmampuan mengendalikan kecepatan rotor tanpa kehilangan daya.

2. Jika Anda menambah beban, maka momen menurun.

3. Torsi awal sangat kecil dibandingkan dengan mesin lain.

4. Saat underload meningkatkan cos φ

5. Tingkat tinggi arus awal.

Keuntungan motor dengan rotor fase:

1. Dibandingkan dengan mesin hubung pendek, mesin ini memiliki torsi yang cukup besar. Itu memungkinkannya berjalan di bawah beban.

2. Dapat bekerja dengan beban kecil, dan pada saat yang sama kecepatan rotasi poros praktis tidak berubah.

3. Mulai arus kecil.

4. Anda dapat menggunakan permulaan otomatis.

Kekurangan:

1. Ukuran besar.

2. Indikator efisiensi dan cos φ lebih kecil dibandingkan dengan mesin dengan rotor sirkuit pendek. Dan di bawah beban, angka-angka ini memiliki nilai minimal.

3. Penting untuk mempertahankan mekanisme sikat.

Pada ini saya akan menyelesaikan artikel saya. Jika itu berguna untuk Anda, bagikan dengan teman-teman Anda di jejaring sosial. Jika Anda memiliki pertanyaan, tanyakan pada mereka di komentar dan berlangganan untuk pembaruan. Bye

Perangkat dan prinsip pengoperasian motor asinkron

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

Perangkat dan prinsip operasi motor listrik asynchronous

1. Perangkat motor asinkron tiga fase

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

Fig. 1 inti stator magnet

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

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

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

Fig. 3. Rotor motor asynchronous dengan belitan sirkuit pendek

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

Fig. 4. Tampilan umum motor asinkron seri 4A

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

2. Prinsip operasi motor asinkron tiga fase

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

Fig. 5. Pengalaman Arago, menjelaskan prinsip motor asinkron

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

Perangkat, prinsip kerja motor asynchronous

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

Fig.1. Motor Asynchronous

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

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

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

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

Kondisi yang diperlukan untuk eksitasi medan magnet yang berputar adalah:

- Pergeseran spasial dari sumbu kumparan stator,

- pergeseran waktu arus dalam gulungan stator.

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

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

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

dimana f1 - frekuensi utama, Hz;

p adalah jumlah pasang kutub medan magnet.

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

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

dimana n2 - kecepatan rotor, rpm

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

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

Motor asynchronous - prinsip operasi dan perangkat

Pada tanggal 8 Maret 1889, ilmuwan dan insinyur Rusia terbesar Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky menemukan motor asinkron tiga fasa dengan rotor hubung singkat.

Motor asinkron tiga fase modern adalah konverter energi listrik menjadi energi mekanik. Karena kesederhanaannya, biaya rendah dan keandalan yang tinggi, motor induksi banyak digunakan. Mereka hadir di mana-mana, ini adalah jenis mesin yang paling umum, mereka menghasilkan 90% dari total jumlah mesin di dunia. Motor asynchronous benar-benar membuat revolusi teknis di seluruh industri global.

Popularitas besar motor asynchronous terkait dengan kesederhanaan operasi mereka, biaya rendah dan kehandalan.

Motor asinkron adalah mesin asinkron yang dirancang untuk mengubah energi listrik AC menjadi energi mekanik. Kata asynchronous itu sendiri tidak berarti secara bersamaan. Dalam hal ini, ini berarti bahwa dengan motor asynchronous kecepatan rotasi medan magnet stator selalu lebih besar daripada kecepatan rotor. Motor asynchronous beroperasi, seperti yang jelas dari definisi, dari jaringan AC.

Perangkat

Dalam gambar: 1 - poros, 2,6 - bantalan, 3,8 - bantalan perisai, 4 - kaki, 5 - casing kipas, 7 - kipas impeller, 9 - rotor tupai-rangkar, 10 - stator, 11 - kotak terminal.

Bagian utama motor induksi adalah stator (10) dan rotor (9).

Stator memiliki bentuk silinder, dan dirakit dari lembaran baja. Dalam slot stator inti ada gulungan stator, yang terbuat dari kawat berliku. Sumbu gulungan digeser dalam ruang relatif terhadap satu sama lain pada sudut 120 °. Tergantung pada tegangan yang disediakan, ujung belitan dihubungkan oleh segitiga atau bintang.

Rotor motor induksi terdiri dari dua jenis: rotor fase pendek dan fase.

Rotor pendek adalah inti terbuat dari lembaran baja. Aluminium cair dituangkan ke dalam alur inti ini, menghasilkan pembentukan batang yang hubung singkat dengan cincin ujung. Desain ini disebut "kandang tupai". Pada mesin berdaya tinggi, tembaga dapat digunakan sebagai pengganti aluminium. Sangkar tupai adalah rotor rotor sirkuit pendek, maka nama itu sendiri.

Rotor fase memiliki belitan tiga fase, yang praktis tidak berbeda dengan belitan stator. Dalam kebanyakan kasus, ujung gulungan fotor fase dihubungkan menjadi bintang, dan ujung bebas dipasok ke slip ring. Dengan bantuan sikat yang terhubung ke cincin, resistor tambahan dapat dimasukkan ke dalam sirkuit berliku rotor. Hal ini diperlukan agar dapat mengubah resistansi di sirkuit rotor, karena membantu mengurangi arus masuk yang besar. Baca lebih lanjut tentang rotor fase dapat ditemukan di artikel - motor asinkron dengan rotor fase.

Prinsip operasi

Ketika tegangan diterapkan pada belitan stator, fluks magnetik dibuat dalam setiap fase, yang bervariasi dengan frekuensi tegangan yang diberikan. Fluks magnetik ini bergeser relatif terhadap satu sama lain dengan 120 °. baik dalam waktu dan dalam ruang. Fluks magnetik yang dihasilkan berputar demikian.

Fluks magnetik yang dihasilkan dari stator berputar dan dengan demikian menciptakan gaya gerak listrik dalam konduktor rotor. Karena belitan rotor memiliki sirkuit listrik tertutup, arus muncul di dalamnya, yang pada gilirannya, berinteraksi dengan fluks magnetik stator, menciptakan torsi awal mesin, cenderung memutar rotor ke arah rotasi medan magnet stator. Ketika mencapai nilai, torsi pengereman dari rotor, dan kemudian melebihi itu, rotor mulai berputar. Ketika ini terjadi, yang disebut slip.

Slide adalah kuantitas yang menunjukkan bagaimana frekuensi sinkron n1 medan magnet stator lebih besar dari kecepatan rotor n2. sebagai persentase.

Slip adalah kuantitas yang sangat penting. Pada waktu awal, itu sama dengan kesatuan, tetapi sejauh frekuensi rotasi n2 rotor perbedaan frekuensi relatif n1 -n2 menjadi lebih kecil, sebagai akibat yang EMF dan arus dalam konduktor rotor menurun, yang mengarah pada penurunan torsi. Dalam mode siaga, ketika mesin berjalan tanpa beban pada poros, slip minimal, tetapi dengan peningkatan momen statis, itu akan meningkat menjadicr - slip kritis. Jika mesin melebihi nilai ini, yang disebut tipping mesin dapat terjadi, dan mengakibatkan operasinya tidak stabil. Nilai slip berkisar dari 0 hingga 1, untuk motor asinkron tujuan umum, itu dalam mode nominal - 1 - 8%.

Begitu keseimbangan antara momen elektromagnetik, menyebabkan rotasi rotor dan momen pengereman yang diciptakan oleh beban pada poros motor, proses perubahan nilai, akan berhenti.

Ternyata prinsip operasi motor asinkron terletak pada interaksi medan magnet berputar stator dan arus yang diinduksi oleh medan magnet ini di rotor. Selain itu, torsi dapat terjadi hanya jika ada perbedaan dalam frekuensi rotasi medan magnet.

Anda Sukai Tentang Listrik