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.

Wilayah Informasi Listrik WEBSOR

Motor asynchronous

Jika Anda menempatkan bingkai tembaga atau aluminium hubung pendek pada poros motor dalam medan magnet yang berputar, maka akan berputar dengan poros ke arah rotasi lapangan. Fenomena ini dijelaskan sebagai berikut. Biarkan kecepatan sudut rotasi dari frame n agak kurang dari kecepatan sudut rotasi lapangan n o (rotasi asynchronous). Dalam hal ini, frame "slip" relatif terhadap bidang. Nilai s = (n o - n) / n o disebut slip. Mengenai medan magnet, frame berputar pada kecepatan sudut sebanding dengan slip. Oleh karena itu, arus induksi muncul di dalamnya yang sebanding dengan kecepatan rotasi frame, yaitu tergelincir. Menurut hukum Lenz, arus yang diinduksi berinteraksi dengan lapangan sehingga bingkai tersebut dibawa oleh lapangan.
Dan karena medan magnet berputar, ini menyebabkan frame berputar. Torsi yang bekerja pada frame sebanding dengan arus induksi dan dengan demikian slip. Torsi ini diimbangi oleh beban eksternal. Jadi, dalam instalasi jenis ini, frame selalu berputar sedikit lebih lambat daripada rotasi lapangan. Rotasi tersebut disebut asynchronous (yaitu tidak simultan, tidak konsisten). Mesin itu sendiri disebut asynchronous.

Pertimbangkan bidang AC berputar dari sirkuit tiga-fase dari motor asinkron hubung singkat dengan tiga gulungan bergeser 120 ° dalam keliling dan dihubungkan oleh bintang.

Motor asinkron terdiri dari stator dan rotor. Stator adalah tubuh cor (baja atau besi cor) bentuk silinder. Di dalam stator ada inti magnetik dengan slot cut-out di mana stator berliku ditempatkan. Ujung belitan dikeluarkan ke kotak terminal dan dapat dihubungkan baik dengan segitiga atau dengan bintang. Rumah stator dari ujung ditutup dengan perisai bantalan, di mana bantalan poros rotor ditekan. Rotor terdiri dari poros baja dengan konduktor magnetik yang ditekan di atasnya.
Menurut desain rotor, mesin dibagi menjadi dua kelompok. Yang pertama - dengan rotor kandang tupai dan yang kedua - dengan fase. Dalam mesin dengan rotor pendek, batang aluminium dituangkan ke dalam alur dan hubung singkat di ujungnya. Rotor fase memiliki tiga gulungan terhubung dalam bintang. Terminal gulungannya melekat pada cincin yang menempel pada poros. Pada awalnya, sikat tetap ditekan ke cincin, yang resistansi terhubung. Pada saat awal start-up, rotor dalam keadaan diperlambat, maka resistansi menurun dan motor berjalan dengan lancar, yang memungkinkan mengurangi arus start.
Tegangan tiga fase diterapkan pada gulungan stator, dan rotor diputar dengan cara medan magnet berputar yang diciptakan oleh sistem tiga fase saat ini.

Pada waktu t 1 :. Jika arus fase A positif, yaitu mengalir dari awal hingga akhir, kemudian, dengan menggunakan aturan sekrup tangan kanan, seseorang dapat menemukan gambar distribusi medan magnet untuk waktu t 1.
Pada waktu t 2, vektor dari induksi magnetik yang dihasilkan Bm akan berputar melalui sudut 1 dan selanjutnya searah jarum jam dengan periode rotasi 360 °. Untuk contoh ini, sudut a 1 = 60 °.
Dengan demikian, induksi magnetik adalah bidang berputar dengan amplitudo

Untuk periode medan membuat satu revolusi,, (di mana f = 50 Hz), dan merupakan frekuensi industri dari suplai tegangan dan arus bolak-balik.
Dengan sifat sinusoidal dari bidang berputar, kecepatannya n o sama dengan rasio f / p (di mana p adalah jumlah pasangan kutub). Dalam contoh ini, p = 1 dan kecepatan rotasi sama dengan 3000 rpm, masing-masing. Jika jumlah kumparan di setiap fase digandakan, dan pergeseran fasa antara arus dipertahankan pada 120 °, kecepatan rotasi akan berkurang setengahnya karena peningkatan jumlah pasangan kutub. Kekhasan motor asinkron pendek-sirkuit adalah adanya frekuensi konstan rotasi medan stator, ditentukan oleh jumlah pasangan kutub.
Jika Anda menukar dua fasa, bidang urutan terbalik akan muncul dan rotor akan mulai berputar ke arah lain. Fitur lain dari motor asynchronous adalah perbedaan dalam frekuensi rotasi bidang stator n o dan rotor n, yang memungkinkan interaksi elektromagnetik mereka. Dalam hal ini, bidang rotor akan meluncur karena relatif terhadap bidang stator

di mana s adalah slip, pada kekuatan motor pengenal slip adalah 0,01-0,03.
Medan magnet berputar utama menginduksi gaya gerak listrik dalam gulungan stator dan rotor, mirip dengan transformator, karena ketika rotor terbuka, motor induksi adalah transformator dalam mode siaga:

dimana indeks 1 mengacu pada parameter stator, dan 2 - ke parameter rotor; K obm - koefisien berliku ditentukan oleh metode peletakan gulungan (loop atau gelombang). K obm = 0,92-0,98; E 2 s = E 2 S; E 2 - nilai efektif EMF rotor tetap pada s = 1; f 2 = f 1 S.
Dalam motor asinkron, selain fluks magnetik utama, ada hamburan fluks. Satu menutupi konduktor stator, yang lain - rotor. Arus derau ditandai oleh resistansi induktif yang sesuai X 1 dan X 2 s.
Persamaan status listrik fase stator dan gulungan rotor:

Torsi motor tidak sinkron

Torsi elektromagnetik berputar dari mesin sesuai dengan hukum gaya elektromagnetik

dimana
С м - konstanta konstruktif;
j 2 s - pergeseran fasa antara arus dan fluks magnetik.
Rasio momen maksimum Mmax hingga nominal Mn menentukan kapasitas beban berlebih dari mesin dan 2,0-2,2 (diberikan dalam data katalog). Momen maksimum berhubungan dengan slip kritis k, yang ditentukan oleh tahanan aktif dan induktif motor, dan sebanding dengan resistansi aktif rotor sirkit.

Kehilangan dalam motor asinkron

Kerugian dibagi menjadi kerugian di stator dan di rotor. Kerugian dalam stator terdiri dari kerugian listrik dalam gulungan P e1 dan kerugian dalam baja P st, dan kerugian dalam rotor - dari P listrik e2 dan mekanik P ditambah kerugian tambahan untuk gesekan dan ventilasi P ext.

dimana K = 2.9-3.6 ditentukan oleh diameter stator D 1.
Kerugian dalam baja dalam mode operasi berkali-kali lebih kecil daripada kerugian listrik di rotor dan mereka biasanya diabaikan.
Efisiensi motor asinkron berkisar antara 0,75 hingga 0,95.

Saat kerja mesin sebanding dengan kuadrat tegangan, yang harus diperhitungkan ketika mesin dihidupkan dalam jaringan distribusi yang panjang. Torsi nominal sesuai dengan slip nominal, dan yang mulai p.
Ketergantungan torsi motor pada slip M = f (s) ditunjukkan pada gambar.
Pada bagian dari 0 hingga M maks, mesin beroperasi dalam mode stabil, dan bagian dari S k disebut mode tipping engine, di mana mesin berhenti karena kelebihan beban dan tidak dapat kembali ke mode operasi tanpa permulaan lain. Sifat awal mesin ditentukan oleh rasio torsi awal Mp dan nominal. Sesuai dengan data katalog itu adalah 1,6-1,7. Ketika motor induksi dimulai, cos j sangat kecil dan arus awal dalam belitan stator dapat meningkat sebesar 5-7 kali dibandingkan dengan yang nominal. Keterbatasannya dilakukan dengan mengubah frekuensi tegangan suplai untuk motor dengan rotor sangkar-tupai dan peningkatan resistansi aktif di sirkuit rotor untuk motor dengan rotor fase. Untuk mekanisme dengan kondisi awal yang berat, di mana diinginkan untuk menggunakan motor asinkron dengan rotor sangkar-tupai, motor dengan sifat awal yang lebih baik digunakan: dengan torsi awal yang lebih tinggi dan arus start yang lebih rendah daripada dengan motor tujuan umum.

Karakteristik mekanik motor asynchronous

Ketergantungan kecepatan rotasi pada beban pada poros motor disebut karakteristik mekanis dari motor asinkron.
Bagian AB dari karakteristik mekanik sesuai dengan mode operasi stabil dari motor induksi. Meningkatkan beban (torsi pengereman) menyebabkan penurunan tertentu dalam kecepatan rotor, yang menyebabkan peningkatan torsi. Ketika torsi pengereman terlampaui, mesin berhenti. Titik B pada grafik sesuai dengan titik momen kritis atau jungkir balik.

Kontrol kecepatan

Pengaturan kecepatan dapat dilakukan dengan tiga cara: dengan mengubah frekuensi tegangan suplai, mengganti jumlah pasangan kutub dan mengubah slip.
Konverter frekuensi dengan kontrol mikroprosesor saat ini banyak digunakan untuk mengatur kecepatan rotasi motor sangkar-tupai.

Mode rem terjadi di mobil dalam kondisi tertentu atau dibuat secara buatan untuk mempercepat proses menghentikan mesin. Pengereman bisa:

  • generator dengan kembalinya energi ke jaringan;
  • pertentangan;
  • dinamis.

Modus pengereman generator adalah mode operasi mesin, ketika di bawah aksi torsi eksternal rotor mesin berputar ke arah yang sama dengan medan magnet, tetapi dengan kecepatan yang lebih besar.
Modus oposisi pengereman terjadi ketika, di bawah aksi momen eksternal diterapkan pada poros motor, rotor berputar pada arah yang berlawanan relatif terhadap medan magnet yang berputar.
Mode pengereman dinamis diperoleh dengan melepaskan gulungan stator dari jaringan tiga fase saat ini dan menghubungkannya selama pengereman ke sumber daya DC.

Rumus perhitungan untuk pemilihan mesin adalah:

Pilihan mesin di katalog adalah sebagai berikut. Untuk momen tertentu dari mekanisme kerja dan frekuensi rotasi ditentukan oleh daya yang dibutuhkan. Setelah itu, kondisi lingkungan ditentukan, eksekusi dipilih sesuai dengan jenis instalasi dan ketinggian sumbu poros kerja mesin. Mengetahui parameter ini, katalog memeriksa kapasitas kelebihan muatan yang dibutuhkan, efisiensi, massa dan momen inersia.
Untuk kondisi tambang, motor anti ledakan digunakan; untuk mekanisme derek - mesin dengan peningkatan slip, dll.
Dalam peralatan rumah tangga digunakan motor fase tunggal. Motor fase tunggal berbeda dari motor tiga fase karena belitan statornya terhubung ke sumber daya fase tunggal. Rotor itu hubung pendek. Pada stator ada dua lilitan, sumbu yang diimbangi satu sama lain dengan 90 derajat listrik. Satu disebut bekerja, dan yang lainnya mulai.

Kinerja Motor Asinkron

Kinerja motor asinkron tergantung pada daya pada poros P 2 dari parameter seperti torsi, kecepatan, arus stator, efisiensi dan cos J. Analisis karakteristik menunjukkan bahwa kecepatan rotor menurun dengan meningkatnya beban dan momen sebanding dengan itu. Arus stator berubah sesuai dengan hukum non-linear, yang terhubung dengan sistem magnetik mesin dan ketika P 2 = 0 ditentukan oleh arus tanpa beban, yang hingga 40% dari nilai nominalnya.

Sistem kontrol menggunakan motor di mana salah satu gulungan stator secara permanen terhubung ke jaringan arus bolak (gulungan medan), dan tegangan kontrol dipasok ke yang kedua (pengendali kendali). Mesin semacam itu termasuk kelas micromachines.
Micromachines digunakan dalam sistem informasi, di mana mereka melakukan fungsi transduser utama untuk operasi komputasi dalam sistem otomatisasi dan remote control.
Salah satu contohnya adalah selsyn, yang dirancang untuk mentransmisikan jarak gerakan sudut dari poros, yang secara mekanis tidak terhubung satu sama lain. Dengan desain selsyns dibagi menjadi kontak dan tanpa kontak. Hubungi selsins dilakukan dalam dua versi. Dalam satu, gulungan eksitasi terletak pada rotor, dan belitan tiga fase, yang disebut belitan sinkronisasi, di slot stator. Dalam perwujudan lain, sebaliknya. Ketika gulungan eksitasi selsyn pada tegangan fase tunggal diaktifkan, arus menciptakan medan magnet berdenyut, yang menginduksi EMF variabel di setiap fase dari belitan sinkronisasi. Nilai efektif EMF setiap fase tergantung pada lokasi sumbu fase ini relatif terhadap sumbu aliran eksitasi.
Dalam kasus yang paling sederhana, skema untuk transmisi jarak jauh perpindahan sudut terdiri dari dua selins identik, di mana gulungan sinkron dengan nama yang sama dihubungkan oleh kabel dari jalur komunikasi, dan tegangan suplai diterapkan pada gulungan medan. Salah satu selsin disebut sensor selsyn, yang lainnya adalah penerima selsyn.

Tema: “Mesin Asinkron. Dasar-dasar teori mesin asinkron dengan rotor tetap "

§1. Prinsip pengoperasian mesin asynchronous.

Sirkit elektromagnetik dari mesin asinkron berbeda dari sirkuit transformator di mana lilitan primer ditempatkan pada stator stasioner 1, dan lilitan sekunder pada rotor berputar 3.

Fig. Skema elektromagnetik dari mesin asynchronous.

Ada celah udara antara rotor dan stator, jumlah yang dibuat sekecil mungkin untuk meningkatkan kopling magnetik antara gulungan. Stator yang berliku 2 adalah belitan 3 x fase, kumparannya ditempatkan secara merata di sekeliling lingkar stator. Fase gulungan stator A - X, B - Y dan C - Z terhubung ke bintang atau delta dan terhubung ke arus utama 3 x fase. Berliku dari rotor 4 di mesin ini melakukan 3 x fase dan ditempatkan secara merata di sepanjang lingkar rotor. Fase a - x, in - y dan s - z dalam kasus yang paling sederhana, hubung pendek.

Ketika dihidupkan oleh 3 x fase arus dari belitan stator, medan magnet berputar dibuat, frekuensi rotasi yang (sinkron)

Jika rotor diam atau berputar pada frekuensi kurang dari n1, maka medan berputar diinduksikan dalam konduktor dari rotor emf. dan arus mengalir melalui mereka, yang berinteraksi dengan fluks magnetik, menciptakan momen elektromagnetik. Gambar menunjukkan arah emf yang diinduksikan pada konduktor rotor ketika fluks magnetik F diputar searah jarum jam (sesuai dengan aturan tangan kanan). Komponen aktif dari arus rotor bertepatan dalam fase dengan ggl induksi, oleh karena itu, tanda silang dan titik menunjukkan secara bersamaan arah komponen aktif arus.

Gaya elektromagnetik bekerja pada konduktor dengan arus yang terletak di medan magnet, yang arahnya ditentukan oleh aturan tangan kiri. Total keuntungan fdipotong, diterapkan ke semua konduktor rotor, membentuk momentum elektromagnetik M, menarik rotor di belakang medan magnet yang berputar. Jika momen ini cukup besar, maka rotor akan berputar dan kecepatan putarannya tetap2sesuai dengan persamaan momen elektromagnetik M ke rem diterapkan pada poros dari mekanisme yang digerakkan, dan gaya gesekan internal. Mode pengoperasian mesin asinkron ini adalah motor dan, jelas, dengan itu 0≤n2 0

Dalam mode generator, mesin asynchronous menerima energi mekanik dari penggerak utama, mengubahnya menjadi listrik dan memberikannya ke jaringan. Dalam mode ini, n2> n1, AS 1.

§2. Asynchronous motor tiga fase dari seri tunggal 4a.

Tiga fase motor listrik hubung singkat asinkron dari satu seri 4A telah meningkatkan parameter teknis dan ekonomi dan secara bertahap menggantikan seri lama A, A2 dan A3.

Seri 4A tunggal mencakup rentang daya dari 0,06 hingga 400 kW. Penentuan jenis mesin dalam urutan huruf dan angka ditafsirkan sebagai berikut: 4 - nomor seri; A - jenis mesin (asynchronous); pelaksanaan mesin sesuai dengan metode perlindungan (N - dilindungi, tanpa itu - tertutup tertutup); kinerja mesin sesuai dengan bahan tempat tidur dan perisai (A - aluminium, X - besi tuang dengan aluminium, tanpa besi cor atau baja); ukuran instalasi di ujung tempat tidur, bersyarat (huruf S, MiliL); panjang inti stator (A atau B); jumlah kutub (2,4,6,8,10,12); modifikasi iklim dan kategori akomodasi (U3, U2, T2 atau T1).

Modifikasi mesin seri 4A:

mesin dengan torsi awal yang meningkat (dengan sangkar ganda pada rotor), dalam penunjukan setelah seri 4A, huruf P dimasukkan;

mesin dengan peningkatan slip (dengan sel peningkatan resistensi), dalam penunjukan setelah seri 4A huruf C dimasukkan;

motor multi-kecepatan, dalam penunjukan jumlah kutub ditunjukkan oleh fraksi.

Contoh: 4А50А2У3 - tertutup tertutup;

4AR160S6U3 - dengan torsi awal yang tinggi.

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.

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.

GENERATOR MESIN LISTRIK DAN MOTOR LISTRIK

GENERATOR MESIN LISTRIK DAN MOTOR LISTRIK, mesin tipe rotary yang mengubah energi mekanik menjadi listrik (generator) atau listrik menjadi mekanik (mesin). Aksi generator didasarkan pada prinsip induksi elektromagnetik: gaya elektromotif (EMF) diinduksi dalam kawat yang bergerak di medan magnet. Aksi motor listrik didasarkan pada kenyataan bahwa kawat dengan arus ditempatkan di medan magnet transversal dikenakan gaya.

Semua mesin listrik tipe rotari dibagi menjadi mesin arus langsung dan arus bolak-balik.

GENERATOR DC

Teori

Dalam ara. 1, dan gulungan kawat abcd diperlihatkan, berputar searah jarum jam di sekitar sumbu 00 in dalam medan magnet antara kutub utara (N) dan kutub selatan (S) magnet. Arah ggl induksi seketika ditunjukkan oleh panah ab dan cd; besarnya dan tanda EMF untuk posisi 1, 2, 3, dan 4 ditunjukkan dalam grafik pada Gambar. 1, b. Ketika bidang kumparan tegak lurus terhadap bidang (posisi 1 dan 3), ggl adalah nol; ketika bidang kumparan sejajar dengan bidang (posisi 2 dan 4), ggl itu maksimal. Selain itu, arah EMF di bagian sisi kumparan (katakanlah, ab), ketika mereka melewati kutub utara, berlawanan dengan arah ketika melewati kutub selatan. Oleh karena itu, EMF mengubah tanda melalui setiap setengah putaran pada titik 1 dan 3, sehingga variabel EMF dihasilkan dalam kumparan dan, oleh karena itu, arus bolak arus. Jika cincin pengumpul (kontak) saat ini digambarkan dalam desain, arus bolak-balik akan menuju ke sirkuit eksternal.

Konstruksi

Generator DC harus menghasilkan arus yang selalu mengalir dalam satu arah. Untuk melakukan ini, Anda perlu mengganti kontak sirkuit eksternal pada saat ketika EMF turun menjadi nol, sebelum mulai tumbuh ke arah lain. Hal ini dilakukan dengan menggunakan kolektor, secara skematik ditunjukkan pada Gambar. 1, c. Dalam kasus yang paling sederhana ditunjukkan, itu adalah cincin yang dipotong menjadi dua bagian dengan diameter. Salah satu ujung kumparan melekat pada salah satu cincin setengah, yang lain ke yang lain. Sikat diatur sedemikian rupa sehingga menutupi celah antara semir, ketika bidang kumparan tegak lurus terhadap medan magnet (pada posisi 1 dan 3) dan EMF adalah nol. Sebagaimana terlihat dari gambar, setiap kali emf mengubah tanda, ujung-ujung sirkuit eksternal dialihkan, sehingga arus selalu mengalir dalam satu arah (Gbr. 1, d). Jika ke kumparan ditunjukkan pada gambar. 1, di, tambahkan yang lain, tegak lurus terhadapnya, maka EMFnya akan sesuai dengan kurva bb, bergeser relatif ke yang awal oleh 90 ° (Gbr. 2). Total ggl akan sesuai dengan jumlah dua kurva, yaitu kurva yang lebih halus e. Dalam prakteknya, sejumlah besar putaran dan segmen kolektor digunakan (Gbr. 3), sehingga pulsasi EMF tidak terlihat.

Generator dengan eksitasi paralel.

Banyak generator sendiri menciptakan medan magnet eksitasi (mereka bekerja dalam mode self-excitation). Dalam generator dengan eksitasi paralel, sirkuit yang ditunjukkan pada Gambar. 4, sirkuit eksitasi terhubung ke terminal angker, dan resistor seri disediakan untuk mengubah arus dan, oleh karena itu, tegangan generator. Gulungan eksitasi terdiri dari sejumlah besar belitan dari kawat yang relatif tipis, sehingga ketahanannya besar dan arus eksitasi biasanya tidak melebihi 0,5-3% dari arus keluaran pengenal generator. Generator mengembangkan tegangannya dari nol karena magnet residual kecil di sirkuit magnet besi. Jangkar melintasi medan lemah ini, dan arus yang lemah muncul di belitan medan. Arahnya sedemikian rupa sehingga medan eksitasi lemah yang tercipta olehnya ditambahkan ke bidang residual. Akibatnya, ggl induksi mulai meningkat, arus eksitasi meningkat lagi, dan dengan itu medan magnet. EMF mulai tumbuh dengan cepat, dan pertumbuhannya hanya dibatasi oleh rheostat di sirkuit eksitasi dan saturasi magnetik besi.

Generator eksitasi campuran.

Ketika beban dihubungkan ke generator dengan eksitasi paralel, tegangan pada terminalnya turun, khususnya, karena fakta bahwa beban mengambil bagian dari arus eksitasi. Pengurangan ini tidak diinginkan karena berbagai alasan: ini dapat menyebabkan, misalnya, untuk mengubah kecerahan lampu pencahayaan, dll. Hal ini dapat dihilangkan dengan menambahkan gulungan eksitasi lain yang terhubung secara seri dengan beban (shunt pendek) atau jangkar (shunt panjang), seperti ditunjukkan pada gambar. 5. Kemudian arus beban akan melewati serangkaian gulungan eksitasi dan meningkatkan medan magnet. Tingkat peracikan dapat disesuaikan dengan cara resistor variabel dengan resistansi rendah, yang berangsur-angsur bergoyang seri eksitasi (Gbr. 5). Jika tegangan tanpa beban sama dengan tegangan pada beban nominal, maka generator disebut flat-compounded (kurva B pada Gambar 6); jika tegangan di bawah beban lebih besar daripada dalam ketiadaannya, maka itu dipacking (kurva A). Generator undercompound (kurva D) jarang digunakan.

Aplikasi.

Setelah DC generator adalah sumber utama listrik di kota-kota besar, tetapi kemudian mereka digantikan oleh alternator. Saat ini, mereka digunakan terutama dalam kombinasi dengan motor DC dalam industri dan transportasi.

DC ELECTRIC MOTORS

Generator DC beroperasi secara memuaskan karena motor dan dengan parameter nominal yang sama tidak memerlukan perubahan dalam desain. Sebagai contoh, generator dengan eksitasi paralel, dirancang untuk 10 kW dan 230 V, akan cukup memuaskan beroperasi sebagai motor listrik 10 kW dengan tegangan 230 V dan kecepatan rotasi yang sama. Demikian pula, generator dengan eksitasi campuran bekerja secara memuaskan sebagai motor listrik dengan eksitasi dari jenis yang sama. Namun, belitan eksitasi berurutan harus dialihkan ke arah lain sehingga membantu paralel. Generator dengan eksitasi berurutan jarang digunakan, tetapi mesin dengan eksitasi berurutan sangat berguna, terutama sebagai traksi dalam transportasi listrik perkotaan.

Teori

Prinsip operasi motor listrik diilustrasikan pada Gambar. 7. Dalam gambar. 7, dan kawat dengan arus yang diarahkan dari pembaca (sebuah lingkaran dengan salib mewakili bagian belakang, ujung bulu dari boom) tegak lurus terhadap medan magnet yang ada di antara kutub magnet N dan S. Fluks magnetik di sekitar kawat yang dibuat oleh arusnya searah jarum jam. Ini meningkatkan medan magnet di atas kawat dan menguranginya di bawah kawat. Garis-garis gaya magnet, seperti benang elastis yang cenderung mengecil, bekerja dengan kawat dengan gaya F mengarah ke bawah. Ketika arus dalam kawat diarahkan seperti yang ditunjukkan oleh titik dalam gambar. 7b (melambangkan titik panah terbang ke arah), medan magnet diperkuat di bawah kawat dan melemah di atasnya, dan gaya F yang bekerja pada kawat diarahkan ke atas. Dalam ara. 7, gulungan sederhana dari kawat ditunjukkan (sama seperti pada Gambar. 1, a) terletak sejajar dengan sumbu kutub. Dalam hal ini, torsi 2Fd muncul, cenderung memutar kumparan searah jarum jam. Agar rotasi tersebut dipertahankan, arah arus di belokan harus dibalik ketika yang terakhir melewati posisi vertikal. Untuk ini, seorang kolektor diperlukan (sama seperti pada Gambar. 1, c), mengubah arah arus setelah setiap setengah giliran.

Konstruksi

Penanda motor DC biasanya memiliki sejumlah besar belitan kawat dan bagian kolektor yang bersesuaian, sehingga pada arus armatur dan kekuatan medan magnet yang diberikan, torsi hampir konstan. Dalam ara. 7, d adalah jangkar dari motor DC (dalam bagian), yang terletak di medan magnet antara dua kutub magnet. Torsi yang bekerja pada jangkar sebanding dengan kekuatan medan magnet dan arus dalam belitan angker. Saat pada poros output mesin agak kurang dari nilai teoritis, karena sebagian dihabiskan untuk mengatasi gesekan, dan bagian hilang karena arus eddy dan histeresis di kelenjar armature.

Pada motor dengan eksitasi paralel, belitan medan terhubung ke terminal sumber tegangan yang tidak berubah, sehingga medan magnet hampir konstan. Oleh karena itu, torsi sebanding dengan arus jangkar (Gambar 8). Dalam ara. 9 menunjukkan sirkuit untuk menyalakan motor dengan eksitasi berurutan, yang termasuk perangkat awal. Gulungan eksitasi terhubung secara seri dengan gulungan berliku, dan oleh karena itu, jika kita mengabaikan kejenuhan besi, medan magnet sebanding dengan arus jangkar. Jika arus jangkar berlipat ganda, medan magnet akan berlipat ganda, dan torsi akan meningkat 4 kali. Jadi, dalam motor dengan eksitasi berurutan, torsi sebanding dengan kuadrat arus jangkar (kurva A pada Gambar 8). Dalam motor dengan eksitasi campuran, gulungan eksitasi paralel menciptakan medan magnet konstan, dan satu seri (jika kita mengabaikan kejenuhan) sebanding dengan arus di dalamnya. Oleh karena itu, torsi seperti mesin meningkat dengan meningkatnya beban lebih cepat daripada untuk motor dengan eksitasi paralel, tetapi lebih lambat daripada untuk mesin dengan seri (kurva B pada Gambar. 8).

Karakteristik mekanik.

Karena dinamo motor berputar dalam medan magnet, EMF E diinduksi dalam konduktor angker, seperti pada generator, tetapi EMF ini berlawanan dengan arus jangkar dan tegangan V di sirkuit eksternal pada terminal input. Dapat ditunjukkan bahwa kecepatan mesin adalah KsE j dimana Ks Merupakan faktor konstan, E adalah counter-emf, dan j adalah fluks magnetik.

Mesin dengan eksitasi paralel.

EMF belakang menurun sedikit dengan meningkatnya beban, yang terkait dengan penurunan tegangan pada belitan armature, yaitu 2-7% dari tegangan output V. Karena gulungan eksitasi terhubung ke terminal sumber tegangan yang tidak berubah, aliran j hampir konstan. Oleh karena itu, kecepatan rotasi turun sedikit dengan meningkatnya beban, seperti kurva C pada Gambar. 1 menunjukkan. 10. Mesin dengan eksitasi paralel digunakan dalam kasus ketika kecepatan rotasi yang hampir konstan diperlukan - dalam transmisi daya dengan kecepatan rotasi konstan, dalam mesin pemotong logam, mesin cetak. Kecepatan rotasi dapat diatur dan disesuaikan dengan mengubah arus eksitasi dengan menggunakan rheostat di sirkuit eksitasi.

Engine dengan eksitasi yang konsisten.

EMF belakang berbeda dari tegangan pada terminal output sebesar 3-8% - ini adalah penurunan tegangan pada rangkaian gulungan eksitasi dan pada belitan armature. Fluks magnetik sebanding dengan arus jangkar (mengabaikan saturasi). Oleh karena itu, kecepatan rotasi kira-kira berbanding terbalik dengan arus jangkar (kurva A pada Gambar. 10). Ketika saat ini mendekati nol, kecepatan rotasi cepat meningkat, yaitu mesin tidak terkendali. Oleh karena itu, mesin dengan serangkaian eksitasi harus terhubung secara kaku ke beban (misalnya, dengan menggunakan roda gigi atau perangkat lain yang membatasi kecepatan rotasi). Karena peningkatan torsi yang cepat dengan peningkatan arus, mesin tersebut sangat cocok sebagai traksi untuk kereta bawah tanah dan lokomotif listrik kereta api, yang memerlukan torsi awal yang besar, akselerasi cepat dan torsi besar ketika mengatasi lift. Ini juga digunakan pada lift, crane dan starter mobil.

Mesin dengan eksitasi campuran.

Fluks magnetik j pada motor meningkat dengan meningkatnya arus, dan kecepatan rotasi menurun dengan cepat (kurva B pada Gambar. 10). Berbeda dengan mesin dengan eksitasi berurutan di mesin dengan eksitasi campuran, kecepatan rotasi tidak meningkat jauh tanpa adanya beban. Mesin semacam itu digunakan untuk elevator, karena gulungan serial eksitasi menciptakan torsi besar yang diperlukan untuk akselerasi cepat, dan yang paralel menyediakan kecepatan rotasi konstan setelah akselerasi. Mereka juga sangat diperlukan dalam drive yang membutuhkan aplikasi periodik torsi besar - untuk gunting yang kuat, mati, menekan dan rolling mills. Ketika arus menurun, motor itu sendiri dan elemen berputar lainnya, seperti roda gila, mentransfer energi kinetik mereka ke beban, yang dapat secara signifikan mengurangi beban puncak unit daya.

Memulai motor DC.

Arus di motor dibatasi oleh EMF belakang. Pada saat memulai kembali-EMF adalah nol, dan jika belitan angker terhubung langsung ke jaringan, saat ini dapat 15-40 kali lebih tinggi dari nilai nominal. Dalam ara. 11 menunjukkan starter empat kutub untuk motor dengan eksitasi paralel. Ketika memulai, resistor yang terhubung secara seri dengan belitan angker secara bertahap dihapus dengan memutar tombol starter ke kanan, angker berakselerasi, dan counter-emf yang diperlukan muncul. Mata air yang berlawanan cenderung untuk kembali ke posisi semula pegangan, yang dipegang dalam posisi kerja oleh solenoid yang terhubung ke jaringan. Dalam kasus de-energiisasi darurat jaringan, solenoid tetap tanpa daya, dan di bawah aksi pegas, kenop aktuator melompat ke posisi semula. Oleh karena itu, ketika tegangan di jaringan dipulihkan, belitan jangkar tetap tidak terhubung langsung ke jaringan. Starter motor dengan eksitasi seri diatur dengan cara yang sama (Gambar 9), tetapi tidak termasuk klip penghubung untuk gulungan eksitasi paralel.

Berpindah

Masalah terbesar dalam bekerja dengan mesin DC adalah beralih. Ini, khususnya, membatasi daya desain maksimum generator DC; switching juga tidak memungkinkan untuk meningkatkan kecepatan operasi mesin besar.

Agar pengaktifan terjadi tanpa memicu, arus dan, oleh karena itu, ggl induksi dalam loop yang diaktifkan harus nol pada saat pengalihan. Ini bukan karena dua alasan. Di bawah beban, arus belitan armature menciptakan medan magnet melintang yang dibuat oleh kutub magnet, serta fluks magnetik di zona switching. Kumparan beralih melintasi aliran ini, dan mereka diinduksi EMF. Selain itu, arus dalam lilitan dinamo menciptakan fluks magnetik yang melilitkan koil ini. Ketika arus ini tiba-tiba berbalik arah dalam waktu switching yang sangat singkat, emf yang diinduksi sendiri terjadi. Kedua EMFs, meskipun kecil, menciptakan arus besar dalam kumparan pendek dengan resistansi rendah. Karena hampir semua hambatan arus pendek jatuh pada kontak sikat dengan kolektor, sikat karbon dengan resistansi kontak yang tinggi digunakan dengan aditif grafit yang berfungsi sebagai pelumas yang mengurangi gesekan dan keausan permukaan kolektor. Untuk mengurangi percikan api, sikat harus dipindahkan dengan setiap perubahan beban ke posisi yang sesuai dengan ggl induksi minimum. Tetapi karena praktis tidak praktis, posisi tengah tertentu dipilih, menyediakan pemindahan yang memuaskan hanya untuk satu beban.

Di sebagian besar mesin listrik modern, tersedia kutub tambahan, yang terletak di antara yang utama (Gambar 12). Mereka tertarik dengan gulungan yang dihubungkan secara seri dengan jangkar, dan karena celah udara yang agak besar mereka mengkompensasi dalam zona pengalihan aliran yang dibuat oleh arus jangkar, dan juga menginduksi EMF dalam kumparan diaktifkan armatur untuk mengkompensasi EMF yang diinduksi sendiri. Dengan demikian, kutub tambahan menghilangkan kebutuhan untuk menggerakkan kuas ketika beban berubah. Dalam generator, urutan kutub utama dan tambahan (dalam arah rotasi) adalah sebagai berikut: NsSn (Gbr. 12, a), dan dalam mesin - NnSs (Gambar 12, b).

Aplikasi.

Motor DC memiliki kinerja yang baik, yaitu: berbagai kontrol kecepatan, kemampuan untuk mengatur kecepatan tetap, akselerasi dan deselerasi cepat, torsi konstan dan kesesuaian untuk kontrol otomatis, berkat yang mereka menjadi lebih banyak digunakan.

Dalam banyak proses teknologi berkelanjutan, diperlukan untuk memasok, dan sering dengan kecepatan tinggi, lembaran atau pita bahan (kertas, karet, baja) ke input dari mesin atau sekelompok mesin. Dalam kondisi seperti itu perlu dengan cepat dan akurat menyesuaikan ketegangan lembaran. Ketegangan yang tidak tepat dapat menyebabkan pemutusan lembaran atau menurunkan kualitas produk. Penyesuaian tegangan juga diperlukan saat memutar pita; jika tidak, ketegangan akan meningkat terlalu cepat dengan peningkatan diameter gulungan, yang juga mengancam untuk memecahkan kaset atau deformasi yang tidak diinginkan. Untuk alasan ini, pengaturan otomatis diterapkan pada motor DC. Pada output mesin, sensor dipasang, sinyal yang diumpankan ke unit perbandingan pengontrol. Jika ada ketidakcocokan antara parameter produk yang diatur dan "setpoint" (nilai yang ditentukan), sinyal kesalahan dikirim ke badan eksekutif pengendali otomatis, yang menghilangkan ketidakcocokan. Regulator otomatis drive DC, arus switching dan tegangan, hampir seketika mengubah frekuensi rotasi motor DC. Lihat juga PENGENDALIAN DAN PERATURAN OTOMATIS.

ALTERNATOR AC SYNCHRONOUS

Seperti telah disebutkan, pada pergantian kawat, berputar dalam medan magnet konstan, sebuah variabel EMF diinduksi. Tidak masalah jika kumparan berputar dalam medan magnet stasioner atau kumparannya diam, dan medan berputar, hanya rotasi relatifnya yang diperlukan. Dalam mesin sinkron, kecepatan rotasi sebanding dengan frekuensi arus bolak-balik.

Konstruksi

Dalam generator sinkron, belitan armature (yaitu, belitan di mana EMF diinduksi) biasanya dibuat stasioner (dan disebut gulungan stator), dan gulungan eksitasi berputar (dan disebut gulungan induktor), dan mesin dengan pengaturan gulungan yang berbeda disebut terbalik. Faktanya adalah bahwa tegangan pada belitan angker sering besar (hingga 25 kV); hal yang sama berlaku untuk operasi arus. Jika anchor stasioner, lebih mudah untuk mengisolasi temuan gulungannya, melekat pada ban pembawa arus eksternal. Eksitasi berliku biasanya mengkonsumsi secara signifikan kurang dari 1% dari daya yang dihasilkan dan didukung oleh arus searah pada tegangan 125 atau 250 V. Transmisi daya rendah seperti pada tegangan rendah ke belitan dari induktor berputar melalui aparat kuas-kolektor tidak sulit.

Frekuensi f saat ini terkait dengan kecepatan rotasi S dan nomor P dari kutub stator atau rotor dengan rasio f = SP / 120 Hz. Jika P = 4, dan kecepatan rotasi adalah S = 1800 rpm, maka f = (1800 4) / 120 = 60 Hz. Frekuensi ini (60 Hz) paling sering digunakan dalam teknik elektro; itu cukup besar untuk tidak terlihat berkedip lampu penerangan, tetapi pada saat yang sama cukup kecil untuk pekerjaan memuaskan sebagian besar mobil. Berkenaan dengan desain gulungan eksitasi, generator sinkron adalah dua jenis: dengan rotor pole-pole dan non-pole-pole. Dalam generator dengan rotor kutub kutub, kutub membawa gulungan eksitasi yang menonjol dari induktor. Generator jenis ini dirancang untuk kecepatan yang relatif rendah; Mereka cocok untuk operasi dengan drive dari mesin uap reciprocating, mesin diesel, turbin hidro. Turbin uap dan gas digunakan untuk menggerakkan generator sinkron dengan rotor terpolarisasi implisit. Rotor generator ini adalah baja tempa dengan alur longitudinal giling untuk belitan gulungan eksitasi, yang biasanya dilakukan dalam bentuk pelat tembaga. Gulungan dipasang di alur dengan irisan, dan permukaan rotor digiling dan dipoles untuk mengurangi kebisingan dan hilangnya daya yang terkait dengan hambatan udara. Gulungan dari generator untuk sebagian besar membuat tiga fase, sehingga pada terminal output generator, tiga tegangan AC sinusoidal diproduksi, secara bergantian mencapai nilai maksimum (amplitudo) mereka. Hampir semua generator sinkron yang kuat (dan mesin) didinginkan oleh hidrogen.

MOTOR AC SYNCHRONOUS

Generator sinkron tiga fase adalah mesin yang dapat dibalik, yaitu Jika belitan angker terhubung ke bus tegangan tiga fase, dan rotor dibawa ke kecepatan rotasi sinkron, maka generator akan bekerja sebagai motor, menciptakan torsi pada poros. Sebuah motor sinkron hampir selalu (pengecualian adalah micromotors) beroperasi dengan powering multifase gulungan stator menciptakan medan magnet yang berputar. Kutub rotor disinkronkan dengan kutub stator dan kecanduan mereka (Gambar 13). Oleh karena itu, pada frekuensi konstan dari tegangan suplai, frekuensi rotasi motor sinkron adalah konstan dan sama

Keuntungan penting dari motor sinkron adalah memungkinkan Anda untuk menyesuaikan faktor daya dengan memvariasikan arus eksitasi. Dengan cara ini, Anda dapat mengatur faktor daya ke 1. Dalam kasus di bawah eksitasi (arus eksitasi kurang dari nominal) motor mengkonsumsi arus yang tertinggal dalam fase dari tegangan suplai dan bertindak sebagai beban induktif; dalam kasus over-eksitasi, ia mengkonsumsi arus yang berada di depan tegangan dalam fase, dan bertindak sebagai beban kapasitif. Karena fitur ini, motor sinkron bernilai tinggi dari sudut pandang regulasi sistem energi. Karena reaksi armatur, arus yang tertinggal dalam fase meningkatkan eksitasi, dan yang maju melemahkannya. Seperti dalam kasus generator, kedua reaksi meniadakan perubahan eksitasi dan dengan demikian meningkatkan stabilitas sistem.

Dengan tidak adanya rotasi, torsi pada poros motor sinkron adalah nol. Untuk membuatnya bekerja, Anda perlu membawanya ke kecepatan rotasi yang mendekati sinkron. Ini bisa dilakukan dengan mesin bantu. Jika motor sinkron berfungsi sebagai mesin penggerak generator DC, maka yang terakhir dapat digunakan sebagai motor untuk mempercepat motor sinkron ke frekuensi sinkron. Motor sinkron juga dapat dimulai menggunakan motor asynchronous.

Pada saat start-up, arus lilitan armature dapat 3-8 kali lebih tinggi dari nilai operasi normal. Penurunan yang berlebihan dari tegangan catu daya dicegah dengan mengurangi tegangan input selama periode ini menggunakan reaktor pembatas arus yang terhubung dengan seri.

MESIN ASIMCHRONOUS

Multiphase motor asynchronous.

Prinsip operasi motor asinkron multiphase adalah bahwa dengan pergeseran fase tertentu antara arus multifasa dalam gulungan multifase, mereka menciptakan medan magnet yang berputar. Gulungan multifasa seperti ini biasanya ditempatkan dalam alur di permukaan bagian dalam stator yang dirakit dari pelat annular tipis yang dikencangkan sepanjang sumbu.

Dalam kasus arus bolak-balik tiga fasa, kecepatan sinkron N dari bidang berputar sama dengan

di mana f adalah frekuensi arus bolak-balik, dan P adalah jumlah kutub.

Rotor.

Rotor motor asinkron multi-fase dibuat dalam bentuk armature silinder laminasi yang disusun dari pelat annular tipis dengan alur aksial. Ada dua jenis gulungan rotor: hubung pendek (seperti "sangkar tupai") dan fase. Gulungan sirkuit pendek dilakukan baik dari batang tembaga yang tertanam di alur dan disolder pada ujungnya hingga cincin ujung masif yang memendekinya, atau dari konduktor aluminium di alur dan cincin ujung dilemparkan langsung ke inti, ditempatkan dalam cetakan. Belitan fase terdiri dari gulungan terpisah untuk semua fase yang dimasukkan ke dalam rotor, dengan lead pada cincin pengumpul arus. Sikat memungkinkan Anda untuk masuk ke dalam resistan untaian rotor untuk meningkatkan torsi awal, dan terkadang untuk menyesuaikan kecepatan putaran. Biasanya, stator adalah elemen utama yang memasok daya, dan rotor adalah sekunder, di mana arus diinduksi.

Medan magnet berputar yang dibuat oleh arus stator multi-fasa menginduksi arus dalam konduktor rotor. Arah arus induksi adalah sedemikian rupa sehingga mereka berinteraksi dengan medan induksinya, menciptakan torsi yang bertindak sesuai arah medan magnet yang berputar. Dengan demikian, rotor berputar setelah lapangan. Tetapi ia tidak dapat berputar dengan frekuensi yang sama, karena arus induksi akan menjadi nol, yang berarti tidak akan ada torsi. Oleh karena itu, "slip" dari rotor tidak dapat dihindari dan perlu. Slip s ditentukan oleh persamaan

dimana n2 - kecepatan rotor. Sebagai contoh, jika kecepatan rotasi sinkron N dari motor 60-Hz asinkron empat kutub adalah 1800 rpm dan kecepatan rotasi rotor adalah 1728 rpm, slipnya adalah s = (1800 - 1728) / 1800 = 0,04, yaitu. 4%. Frekuensi arus rotor adalah sf, di mana f adalah frekuensi arus di stator. Misalnya, dalam mesin yang disebutkan di atas, frekuensi arus dalam rotor adalah 0,04 ґ 60 = 2,4 Hz.

Karakteristik mekanik.

Ketika poros rotor dimuat, ada kebutuhan untuk meningkatkan arus dalam konduktor rotor. Untuk ini, kecepatan perpotongan fluks magnetik stator akan meningkat, dan, akibatnya, dengan meningkatnya beban, slip rotor akan meningkat. Ketika frekuensi rotor meningkat dengan meningkatnya slipnya, arus yang diinduksikan dalam konduktor rotor bergeser lebih banyak dan lebih dalam fase terhadap fluks magnetik, sehingga, setelah melewati maksimum, torsi menurun.

Ini ditunjukkan pada Gambar. 14. Torsi maksimum bervariasi sebanding dengan kuadrat tegangan listrik dan berbanding terbalik dengan besarnya reaktansi rotor pada kecepatan nol, dan oleh karena itu berbanding terbalik dengan nilai induktansi rotor dan frekuensi stator; Itu tidak tergantung pada resistansi aktif rotor. Kurva 1 mengacu pada rotor kandang tupai. Torsi awal (ketika meluncur 100%) biasanya sama dengan atau lebih dari torsi beban penuh. Rotor sangkar tupai sederhana, dapat diandalkan secara mekanis, memiliki efisiensi tinggi dan banyak digunakan dalam drive dengan kecepatan rotasi konstan dalam kasus-kasus ketika torsi awal yang besar tidak diperlukan. Kurva 2 menunjukkan bagaimana peningkatan resistensi rotor mempengaruhi karakteristik. Torsi maksimum tidak berubah, tetapi maksimum bergeser ke arah peningkatan slip dan, akibatnya, mengurangi kecepatan rotasi. Dengan membuat resistansi rotor yang sama dengan reaktansi dengan tidak adanya putaran, dimungkinkan untuk mendapatkan torsi maksimum saat start-up (kurva 3). Untuk dapat memperkenalkan resistansi ke dalam sirkuit rotor, sebuah rotor dengan belitan fase diperlukan, ujung-ujungnya akan mengarah ke cincin kolektor kolektor. Kemudian, dengan menggunakan rheostat eksternal yang berfungsi sebagai starter atau pengontrol, Anda dapat memasukkan resistan ke dalam sirkuit rotor dan mendapatkan torsi maksimum di awal. Setelah percepatan rotor, resistensi ini dapat dimatikan, dan kemudian mesin dapat beroperasi pada karakteristik 1 atau 2. Resistensi rotor fase tidak dapat dibuat sekecil resistensi biasa dari hubung pendek, sehingga semua hal lain dianggap sama, slip rotor seperti itu lebih besar.

Mesin dengan eksitasi berurutan, di mana eksitasi maksimum saat start-up dan menurun setelah akselerasi ke kecepatan normal, menyediakan torsi besar.

Mesin dengan rotor fase digunakan dalam kasus ketika titik awal yang besar diperlukan, misalnya, dalam lokomotif dan lift elektrik, serta saat yang diinginkan untuk mengontrol kecepatan putaran.

Gunakan sebagai generator.

Jika motor induksi digerakkan pada frekuensi melebihi yang sinkron, maka slip menjadi negatif, arah arus yang diinduksi di rotor terbalik dibandingkan dengan arah di mesin, dan mesin bekerja sebagai generator. Eksitasi disediakan secara eksklusif oleh garis AC, dengan arus eksitasi yang tertinggal dalam fase dari arus dalam mode motor dan memimpin arus dalam mode generator. Tegangan output generator kira-kira sebanding dengan slip rotor. Frekuensi tegangan tidak tergantung pada frekuensi rotasi rotor dan sepenuhnya ditentukan oleh frekuensi dalam garis menyediakan eksitasi, sehingga generator membenarkan namanya asinkron. Generator tidak dapat beroperasi dalam mode self-excitation dan oleh karena itu, selama operasi, membutuhkan generator sinkron paralel untuk menggerakkan sirkuit eksitasi.

Sebagai unit daya, generator asinkron memiliki banyak kekurangan dan jarang digunakan. Ini hanya dapat memberikan arus terdepan, dan, karenanya, generator sinkron yang beroperasi secara paralel dengannya, seharusnya tidak hanya menyediakan kilovolt-amp yang terbelakang (reaktif) yang dibutuhkan untuk sistem, tetapi juga menyediakan eksitasi generator asinkron. Celah udara dari generator asynchronous kecil, dan selama desainnya perlu untuk membayar banyak perhatian untuk mengurangi kerugian pada gigi stator dan rotor. Namun, mesin asynchronous yang digunakan dalam drive lokomotif kereta api memiliki keuntungan yang sangat penting bahwa ketika bergerak menurun mereka berubah menjadi generator dan mengembalikan listrik ke saluran karena yang disebut. pengereman regeneratif. Di lift dan lift tambang, karena transisi mesin ke mode generator, pengereman dinamis terjamin, sehingga merapikan peralatan dan menghemat keausan rem mekanis.

TUNGGAL MOTOR ASYNCHRONOUS SINGLE

Jika satu kawat dari catu daya tiga fase dari motor asinkron yang beroperasi dimatikan, sehingga daya ternyata menjadi fase tunggal, itu akan terus bekerja, meskipun daya pengenalnya akan berkurang hingga sekitar 60% dari daya pengenal dalam mode tiga fase. Jika catu daya fase tunggal gagal ke mesin tidak berfungsi, maka tidak akan berfungsi dengan sendirinya. Dengan memutar putaran rotor ke arah mana pun, Anda bisa mendapatkan torsi yang bekerja pada arah yang sama, dan jika torsi beban kecil, rotor akan mendapatkan momentum. Kinerja mesin dapat dijelaskan berdasarkan teori dua bidang berputar yang diusulkan oleh G. Ferraris. Setiap medan magnet berdenyut tunggal fase sinusoidal dapat direpresentasikan sebagai jumlah dari dua medan yang sama yang berputar ke arah yang berlawanan. Dalam ara. 15 melalui T1 dan t2 grafik torsi diindikasikan - slip untuk dua bidang tersebut (lihat Gambar 14); salah satu momen positif, yang lain negatif. Ketika slip adalah nol (kecepatan sinkron) untuk satu bidang, itu adalah 2,0 untuk yang lain. Akibatnya, pada frekuensi sinkron untuk salah satu bidang, bidang lain menginduksi arus di rotor dengan frekuensi ganda. Namun, reaktansi rotor untuk arus dengan frekuensi ganda adalah dua kali lebih banyak karena tidak adanya rotasi, sehingga arus dengan frekuensi ganda kecil. Kurva T di ara. 15 memberikan momen yang dihasilkan, sama dengan nol dengan tidak adanya rotasi. Tetapi jika mesin dipercepat ke arah salah satu momen, maka momen ini akan cepat menjadi dominan dan mesin akan dapat mempercepat ke kecepatan operasi.

AC MOTOR DENGAN EXCITATION SEQUENTIAL

Arah torsi yang dihasilkan oleh motor DC dengan eksitasi seri adalah sama untuk setiap polaritas kabel listrik. Oleh karena itu, motor dengan eksitasi berurutan dapat beroperasi pada arus bolak-balik. Tetapi agar motor DC bekerja dengan baik pada arus bolak-balik, sejumlah perubahan harus dilakukan pada desainnya. Sirkuit magnetik dari gulungan eksitasi harus dilaminasi sehingga arus eddy diminimalkan. Agar penurunan tegangan reaktif pada serangkaian eksitasi berliku menjadi rendah, jumlah putaran harus besar. Agar fluks magnetik eksitasi menjadi cukup besar, celah udara harus dikurangi. Tapi kemudian reaksi armatur akan sangat bagus, yang akan menyebabkan distorsi fluks magnetik dan meningkatkan kesulitan dengan switching dan dengan faktor daya yang lebih rendah. Oleh karena itu, belitan diperlukan untuk mengimbangi perubahan ampere magnetisasi. Gulungan ini cocok dengan alur potongan-potongan kutub dan dihubungkan secara seri dengan belitan armature. Selain itu, kutub tambahan diperlukan, gulungan yang dihubungkan secara seri dengan angker dan dihubung dengan resistor sehingga fluks magnetik yang dibuat oleh kutub tambahan dalam fase yang benar diperlukan untuk mengkompensasi EMF trafo dalam kumparan pendek sirkuit tertutup. Agar penurunan tegangan reaktif pada gulungan eksitasi berturut-turut, serta semua tegangan reaktif lainnya turun hingga tidak melebihi tingkat yang diizinkan, frekuensi harus serendah mungkin. Untuk motor AC rel besar dengan eksitasi seri, frekuensi 25 Hz, misalnya, adalah umum.

Motor AC dengan eksitasi seri sering digunakan pada lokomotif listrik berat. Di Amerika Serikat, pasokan listrik 11 kV, 25 Hz dipasok ke lokomotif listrik melalui kolektor arus atas dan diturunkan oleh autotransformer ke 250 V. Di beberapa daerah di mana sistem rel ketiga dengan tegangan 600 V DC digunakan, lokomotif listrik bekerja dengan dua mesin yang terhubung secara seri.

Tanpa kesulitan besar, adalah mungkin untuk menggunakan motor daya rendah (dengan eksitasi seri) pada daya AC jika sirkuit magnetik gulungan eksitasi mereka terbuat dari besi laminasi. Motor semacam itu juga dapat beroperasi pada arus searah. Mereka banyak digunakan dalam pembersih vakum, mixer dapur, motor listrik, proyektor film, peralatan medis dan perangkat lain yang membutuhkan torsi besar dan kecepatan rotasi yang dapat disesuaikan.

Anda Sukai Tentang Listrik

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

    Automatics

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