Prinsip operasi motor listrik untuk poci teh

Dasar pengoperasian motor listrik, arus langsung dan arus bolak-balik, didasarkan pada ampere. Jika Anda tidak tahu bagaimana hasilnya, maka tidak ada yang akan jelas.

P.S. Sebenarnya, ada produk vektor dan perbedaan, tetapi ini adalah rincian, dan kami memiliki kasus khusus yang disederhanakan.

Arah gaya ampere ditentukan oleh aturan tangan kiri.

Secara mental, kami menempatkan telapak tangan kiri pada sosok atas dan mendapatkan arah pasukan Ampere. Dia tipe meregangkan bingkai dengan arus dalam posisi seperti yang ditunjukkan pada Gbr.1. Dan tidak ada yang akan berputar di sini, kerangkanya seimbang, berkelanjutan.

Dan jika frame saat ini diputar secara berbeda, inilah yang akan terjadi:

Tidak ada keseimbangan di sini, gaya Ampere memutar dinding yang berlawanan sehingga bingkai mulai berputar. Rotasi mekanis muncul. Ini adalah dasar motor listrik, esensinya, maka hanya detailnya.

Sekarang apa yang akan dilakukan frame dengan arus pada Gambar 3? Jika sistemnya sempurna, tanpa gesekan, maka akan ada fluktuasi. Jika ada gesekan, maka osilasi secara bertahap akan mati, frame dengan arus akan menstabilkan dan menjadi seperti pada Gambar 1.

Tapi kita perlu rotasi konstan dan dapat dicapai dengan dua cara yang berbeda secara mendasar, dan karenanya perbedaan antara arus searah dan motor arus listrik.

Metode 1. Ubah arah arus dalam bingkai.

Metode ini digunakan pada motor DC dan turunannya.

Menonton gambarnya. Biarkan mesin kami dinonaktifkan dan rangka saat ini diorientasikan secara acak, seperti ini:

Gbr.4.1 Bingkai yang ditempatkan secara acak

Gaya Ampere bertindak pada frame yang ditempatkan secara acak dan mulai berputar.

Dalam proses pergerakan, frame mencapai sudut 90 °. Saat (momen beberapa kekuatan atau torsi) maksimum.

Dan sekarang frame mencapai posisi di mana tidak ada torsi. Dan jika arus tidak dimatikan, gaya Ampere sudah akan mengurangi kecepatan frame dan pada akhir setengah putaran, frame akan berhenti dan mulai berputar ke arah yang berlawanan. Tetapi kita tidak membutuhkan ini.

Oleh karena itu, pada Gambar 3 kita membuat langkah yang cerdik - kita mengubah arah arus dalam bingkai.

Dan setelah melintasi posisi ini, frame dengan arah berubah dari arus tidak lagi berkurang kecepatannya, tetapi berakselerasi lagi.

Dan ketika frame mencapai posisi ekuilibrium berikutnya, kita mengubah arus lagi.

Dan frame lagi terus berakselerasi di tempat yang kita inginkan.

Dan ternyata rotasi itu konstan. Cantik? Indah Hanya perlu mengubah arah arus dua kali per revolusi dan seluruh bisnis.

Dan apakah itu, i.e. menyediakan perubahan node khusus saat ini - node brush-collector. Pada dasarnya ini dirancang sebagai berikut:

Figur itu jelas dan tanpa penjelasan. Bingkai menggosok sesuatu pada satu kontak, lalu di sisi lain, dan perubahan saat ini.

Fitur yang sangat penting dari node brush-collector adalah sumber dayanya yang kecil. Karena gesekan. Misalnya, inilah mesin DPR-52-H1 - waktu operasi minimum adalah 1000 jam. Pada saat yang sama, kehidupan pelayanan motor brushless modern lebih dari 10.000 jam, dan motor AC (ada juga tidak ada GCW) memiliki lebih dari 40.000 jam.

PostScriptum. Selain motor DC standar (ini berarti dengan unit brush-collector), ada juga pengembangannya: motor DC brushless (BDPT) dan motor katup.

BDBT berbeda dalam hal perubahan arus secara elektronik di sana (transistor tertutup dan terbuka), dan katup bahkan lebih curam, juga mengubah arus, mengendalikan momen. Dan secara umum, BPDT dengan katup sebanding dalam kompleksitas pada penggerak listrik, karena mereka memiliki semua jenis sensor posisi rotor (sensor Hall misalnya) dan pengontrol elektronik yang rumit.

Perbedaan BDPT dari mesin katup dalam bentuk kontra-EMF. Dalam BDPT, ada trapesium (perubahan kasar), dan dalam mesin katup - sinusoid, berarti lebih halus.

Dalam bahasa Inggris, BDPT adalah BLDC, dan mesin katup adalah PMSM.

Metode 2. Fluks magnet berputar, yaitu medan magnet.

Medan magnet berputar diproduksi menggunakan arus tiga fasa bergantian. Ini statornya.

Dan ada 3 fase arus bolak-balik.

Di antara mereka, seperti yang Anda lihat, 120 derajat, derajat listrik.

Ketiga fase ini ditempatkan di stator dengan cara khusus sehingga mereka secara geometrik berpaling ke satu sama lain dengan 120 °.

Dan kemudian, ketika kekuatan tiga fase diterapkan, itu muncul dengan sendirinya karena lipatnya fluks magnetik dari tiga gulungan medan magnet yang berputar.

Lebih lanjut, medan magnet berputar "meremukkan" oleh kekuatan Ampere pada frame kita dan berotasi.

Tetapi ada juga perbedaan, dua cara berbeda.

Metode 2a. Bingkai diberi daya (motor sinkron).

Melayani berarti tegangan (konstan) pada frame, frame diatur pada medan magnet. Ingat pic.1 dari awal sekali? Seperti itulah bingkainya.

Tetapi medan magnet yang kita putar di sini, dan tidak hanya menggantung seperti itu. Apa yang akan dilakukan oleh frame? Ini juga akan berputar, mengikuti medan magnet.

Mereka (frame dan bidang) berputar pada frekuensi yang sama, atau serentak, oleh karena itu motor tersebut disebut motor sinkron.

Metode 2b. Bingkai tidak diberi daya (motor asinkron).

Triknya adalah bahwa frame tidak bertenaga, itu tidak didukung sama sekali. Kawat saja sudah tertutup.

Ketika kita mulai memutar medan magnet, menurut hukum elektromagnetisme dalam arus bingkai diinduksi. Dari kekuatan medan ampere arus dan magnet ini diperoleh. Tetapi gaya Ampere akan muncul hanya jika frame bergerak relatif terhadap medan magnet (cerita terkenal dengan percobaan Ampere dan perjalanannya ke ruang sebelah).

Jadi frame akan selalu tertinggal di belakang medan magnet. Dan kemudian, jika dia karena suatu alasan tiba-tiba menangkapnya, pikap dari lapangan akan hilang, arus akan hilang, kekuatan Ampere akan menghilang dan semuanya akan hilang sama sekali. Artinya, dalam motor asinkron frame selalu tertinggal di belakang lapangan dan frekuensi mereka berarti berbeda, yaitu, mereka berputar secara tidak sinkron, oleh karena itu motor disebut asynchronous.

Motor asynchronous - prinsip operasi dan perangkat

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

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

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

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

Perangkat

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

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

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

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

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

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

Prinsip operasi

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

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

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

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

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

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

Perangkat dan prinsip operasi motor listrik asynchronous

Dalam industri, yang paling umum adalah motor asinkron tiga fase. Pertimbangkan struktur dan pengoperasian mesin-mesin ini.

Prinsip operasi motor asinkron didasarkan pada penggunaan medan magnet yang berputar.

Untuk memperjelas pengoperasian mesin semacam itu kami akan melakukan pengalaman berikut.

Kencangkan magnet tapal kuda pada sumbu sehingga bisa diputar oleh pegangan. Di antara kutub magnet kita menempatkan pada sumbu silinder tembaga yang dapat berputar bebas.

Gambar 1. Model paling sederhana untuk menghasilkan medan magnet berputar.

Mari kita mulai memutar magnet dengan pegangan searah jarum jam. Medan magnet juga akan mulai berputar dan, dengan rotasi, akan memotong silinder tembaga dengan garis kekuatannya. Dalam silinder, menurut hukum induksi elektromagnetik, arus eddy akan muncul, yang akan menciptakan medan magnet mereka sendiri - bidang silinder. Medan ini akan berinteraksi dengan medan magnet magnet permanen, dengan hasil bahwa silinder akan mulai berputar ke arah yang sama dengan magnet.

Telah ditetapkan bahwa kecepatan putaran silinder agak kurang dari kecepatan rotasi medan magnet.

Memang, jika silinder berputar pada kecepatan yang sama dengan medan magnet, maka garis-garis gaya magnet tidak memotongnya, dan karenanya, tidak ada arus eddy yang muncul di dalamnya yang menyebabkan silinder berputar.

Kecepatan rotasi medan magnet biasanya disebut sinkron, karena itu sama dengan kecepatan rotasi magnet, dan kecepatan putaran silinder tidak sinkron (asynchronous). Karena itu, mesin itu sendiri dinamakan motor asynchronous. Kecepatan putaran silinder (rotor) berbeda dari kecepatan sinkron rotasi medan magnet dengan jumlah kecil, yang disebut geser.

Menunjukkan kecepatan rotasi rotor melalui n1 dan kecepatan rotasi lapangan melalui n, kita dapat menghitung nilai slip dalam persen menggunakan rumus:

Dalam percobaan di atas, medan magnet berputar dan rotasi silinder yang disebabkan oleh itu diperoleh karena rotasi magnet permanen, oleh karena itu alat tersebut belum motor listrik. Hal ini diperlukan untuk memaksa arus listrik untuk menciptakan medan magnet berputar dan menggunakannya untuk memutar rotor. Tugas ini dipecahkan dengan baik sekali oleh M. O. Dolivo-Dobrovolsky. Dia menyarankan menggunakan arus tiga fase untuk tujuan ini.

Perangkat motor listrik asynchronous M. O. Dolivo-Dobrovolsky

Gambar 2. Diagram dari motor listrik asynchronous Dolivo-Dobrovolsky

Pada kutub inti besi bentuk annular, yang disebut stator motor listrik, tiga gulungan ditempatkan, jaringan tiga fase saat ini 0 terletak satu relatif terhadap yang lain pada sudut 120 °.

Di dalam inti tetap pada sumbu silinder logam, yang disebut rotor motor listrik.

Jika belitan saling berhubungan seperti yang ditunjukkan pada gambar dan terhubung ke jaringan tiga fase saat ini, maka total fluks magnetik yang dibuat oleh tiga kutub akan berputar.

Gambar 3 menunjukkan grafik arus dalam gulungan motor dan proses terjadinya medan magnet yang berputar.

Pertimbangkan - lebih detail proses ini.

Gambar 3. Mendapatkan medan magnet yang berputar

Pada posisi "A" pada grafik, arus pada fase pertama adalah nol, pada fase kedua negatif, dan ketiga adalah positif. Arus melalui gulungan kutub akan mengalir ke arah yang ditunjukkan oleh panah pada gambar.

Setelah menentukan arah fluks magnetik yang diciptakan oleh aturan tangan kanan, kita akan melihat bahwa kutub selatan (S) akan dibuat di ujung kutub bagian dalam (menghadap rotor) dari kumparan ketiga, dan kutub utara (C) di kutub kumparan kedua. Total fluks magnetik akan diarahkan dari kutub kumparan kedua melalui rotor ke kutub kumparan ketiga.

Dalam posisi "B" pada grafik, arus pada fase kedua adalah nol, pada fase pertama positif, dan ketiga adalah negatif. Arus yang mengalir melalui gulungan kutub menciptakan di ujung kumparan pertama kutub selatan (Yu), pada ujung kumparan ketiga kutub utara (C). Total fluks magnetik sekarang akan diarahkan dari kutub ketiga melalui rotor ke kutub pertama, yaitu kutub dalam hal ini akan bergerak sebesar 120 °.

Dalam posisi "B" pada grafik, arus pada fase ketiga adalah nol, pada fase kedua positif, dan yang pertama negatif. Sekarang arus yang mengalir melalui kumparan pertama dan kedua akan menciptakan kutub utara (C) pada ujung kutub kumparan pertama, dan kutub selatan (Yu) pada ujung kutub kumparan kedua, yaitu, polaritas medan magnet total akan bergerak 120 ° lagi. Dalam posisi "G" pada grafik, medan magnet akan bergerak 120 ° lagi.

Dengan demikian, total fluks magnetik akan mengubah arahnya dengan perubahan arah arus di gulungan stator (kutub).

Dalam hal ini, dalam satu periode perubahan arus di lilitan, fluks magnetik akan membuat revolusi lengkap. Fluks magnetik berputar akan membawa silinder, dan dengan cara ini kita akan mendapatkan motor listrik asinkron.

Ingat bahwa pada Gambar 3 gulungan stator dihubungkan oleh "bintang", bagaimanapun, medan magnet berputar juga terbentuk ketika mereka terhubung oleh "segitiga".

Jika kita menukar lilitan fase kedua dan ketiga, fluks magnetik akan mengubah arah putarannya ke arah sebaliknya.

Hasil yang sama dapat dicapai tanpa interchanging gulungan stator, tetapi dengan mengarahkan arus fase kedua dari jaringan ke fase ketiga stator, dan fase ketiga dari jaringan ke fase kedua stator.

Dengan demikian, dimungkinkan untuk mengubah arah rotasi medan magnet dengan mengalihkan dua fase.

Kami menganggap perangkat motor induksi memiliki tiga gulungan pada stator. Dalam hal ini, medan magnet berputar adalah bipolar dan jumlah putaran per detik sama dengan jumlah periode perubahan saat ini dalam satu detik.

Jika enam gulungan ditempatkan pada stator di sekeliling lingkaran, medan magnet berputar empat kutub akan dibuat. Dengan sembilan gulungan, lapangan akan menjadi enam kutub.

Dengan frekuensi f tiga fasa saat ini, sama dengan 50 periode per detik, atau 3000 per menit, jumlah putaran n dari bidang berputar per menit adalah:

dengan stator bipolar, n = (50 x 60) / 1 = 3000 rpm,

dengan stator empat-kutub, n = (50 x 60) / 2 = 1500 rpm,

dengan stator enam kutub, n = (50 x 60) / 3 = 1000 rpm,

ketika jumlah pasang kutub stator adalah p: n = (f x 60) / p,

Jadi, kami telah menetapkan kecepatan rotasi medan magnet dan ketergantungannya pada jumlah gulungan pada stator motor.

Rotor mesin yang sama akan, seperti yang kita tahu, agak tertinggal di belakangnya.

Namun, lag rotor sangat kecil. Misalnya, ketika mesin sedang idle, perbedaan kecepatan hanya 3%, dan dengan beban 5 - 7%. Akibatnya, kecepatan motor asinkron dengan perubahan beban bervariasi dalam batas yang sangat kecil, yang merupakan salah satu kelebihannya.

Pertimbangkan sekarang perangkat motor listrik asynchronous.

The stator dari motor listrik asynchronous modern memiliki kutub unexpressed, yaitu permukaan bagian dalam stator dibuat benar-benar halus.

Untuk mengurangi kehilangan arus eddy, inti stator dirakit dari lembaran baja yang ditekan tipis. Inti stator yang dirangkai dipasang dalam kotak baja.

Di dalam slot stator terdapat gulungan kawat tembaga. Gulungan fase stator dari motor listrik dihubungkan oleh "bintang" atau "segitiga", yang semua awal dan ujung gulungan ditampilkan pada perumahan - pada perisai isolasi khusus. Perangkat stator seperti itu sangat nyaman, karena memungkinkan Anda untuk mengubah gulungannya pada tegangan standar yang berbeda.

Rotor motor induksi, seperti stator, terdiri dari lembaran baja bermotif. Berliku diletakkan di celah-celah rotor.

Tergantung pada desain rotor, motor induksi dibagi menjadi motor dengan sangkar tupai dan rotor fase.

Gulungan rotor sangkar tupai terbuat dari batang tembaga diletakkan ke dalam slot rotor. Ujung-ujung batang dihubungkan menggunakan cincin tembaga. Berliku seperti itu disebut "sangkar tupai" berliku. Perhatikan bahwa batang tembaga di alur tidak terisolasi.

Di beberapa mesin, "sangkar tupai" digantikan oleh rotor cast.

Motor asynchronous dengan rotor fase (dengan slip ring) biasanya digunakan pada motor listrik berdaya tinggi dan dalam kasus-kasus tersebut; ketika diperlukan untuk motor listrik untuk menciptakan kekuatan besar ketika memulai. Ini dicapai dengan memulai rheostat dalam gulungan motor fase.

Motor asinkron pendek sirkit diluncurkan dengan dua cara:

1) Koneksi langsung tegangan listrik tiga fase ke stator motor. Metode ini paling mudah dan paling populer.

2) Dengan mengurangi tegangan yang diterapkan pada gulungan stator. Tegangan berkurang, misalnya, dengan mengubah gulungan stator dari "bintang" ke "segitiga".

Motor diluncurkan ketika gulungan stator terhubung dengan "bintang", dan ketika rotor mencapai kecepatan normal, gulungan stator beralih ke koneksi "segitiga".

Arus dalam kabel pasokan dengan metode ini memulai mesin berkurang 3 kali dibandingkan dengan arus yang akan timbul ketika mesin dimulai oleh koneksi langsung ke jaringan dengan gulungan stator dihubungkan oleh "segitiga". Namun, metode ini hanya cocok jika stator dirancang untuk operasi normal ketika menghubungkan gulungannya dengan "segitiga".

Yang paling sederhana, murah dan andal adalah motor listrik asinkron dengan rotor sangkar-tupai, tetapi mesin ini memiliki beberapa kelemahan - kekuatan kecil ketika memulai dan arus awal yang besar. Kerugian ini sebagian besar dihilangkan dengan penggunaan rotor fase, tetapi penggunaan rotor tersebut secara signifikan meningkatkan biaya mesin dan membutuhkan rheostat awal.

Jenis motor listrik asynchronous

Jenis utama mesin asynchronous adalah motor asinkron tiga fase. Ini memiliki tiga gulungan pada stator, offset dalam ruang sebesar 120 °. Gulungan terhubung dalam bintang atau delta dan didukung oleh arus bolak fase tiga.

Dalam banyak kasus, motor berdaya rendah berjalan sebagai motor dua fase. Berbeda dengan motor tiga fase, mereka memiliki dua gulungan pada stator, arus di mana untuk menciptakan medan magnet berputar harus bergeser dengan sudut π / 2.

Jika arus pada belitan sama besarnya dan digeser dalam fase sebesar 90 °, maka pengoperasian motor semacam itu tidak akan berbeda dalam hal apa pun dari pengoperasian satu fase tiga. Namun demikian, motor-motor dengan dua gulungan pada stator dalam banyak kasus ditenagai dari jaringan satu-fase dan pergeseran mendekati 90 ° dibuat secara artifisial, biasanya dengan mengorbankan kapasitor.

Motor satu fasa hanya memiliki satu lilitan pada stator yang praktis tidak dapat dioperasikan. Dengan rotor stasioner, hanya medan magnet pulsing yang dibuat di mesin dan torsi nol. Benar, jika rotor mesin seperti itu berputar ke kecepatan tertentu, maka dapat lebih lanjut melakukan fungsi mesin.

Dalam hal ini, meskipun hanya akan ada medan berdenyut, ini terdiri dari dua simetris - langsung dan mundur, yang menciptakan momen yang tidak sama - lebih banyak motor dan kurang pengereman, yang timbul karena arus rotor frekuensi yang meningkat (slip relatif terhadap bidang sinkron lebih besar dari 1).

Sehubungan dengan yang terdahulu, motor fase tunggal diberikan dengan belitan kedua, yang digunakan sebagai starter. Untuk membuat pergeseran fasa arus, kapasitor termasuk dalam rangkaian lilitan ini, kapasitor mereka bisa sangat besar (puluhan mikrofarad dengan daya mesin kurang dari 1 kW).

Sistem kontrol menggunakan motor dua fase, yang kadang-kadang disebut sebagai eksekutif. Mereka memiliki dua gulungan pada stator, bergeser dalam ruang sebesar 90 °. Salah satu gulungan, yang disebut gulungan medan, terhubung langsung ke jaringan 50 atau 400 Hz. Yang kedua digunakan sebagai gulungan kontrol.

Untuk membuat medan magnet berputar dan momen yang sesuai, arus dalam gulungan kontrol harus digeser dengan sudut mendekati 90 °. Pengaturan kecepatan motor, seperti yang akan ditunjukkan di bawah ini, dilakukan dengan mengubah nilai atau fase arus dalam belitan ini. Kebalikannya disediakan dengan mengubah fase arus dalam gulungan kontrol oleh 180 ° (switching berliku).

Motor dua fase diproduksi dalam beberapa versi:

rotor kandang tupai

dengan rotor non-magnetik berongga

dengan rotor magnetik berongga.

Transformasi gerakan rotasi mesin ke dalam gerakan translasi mesin kerja selalu dikaitkan dengan kebutuhan untuk menggunakan komponen mekanis apa saja: rak gigi, sekrup, dll. Oleh karena itu, kadang-kadang disarankan untuk menjalankan mesin dengan gerakan linear rotor (nama "rotor" dapat diambil hanya secara kondisional - sebagai organ yang bergerak).

Dalam hal ini, mesin, seperti yang mereka katakan, dapat digunakan. Gulungan stator dari motor linier dilakukan dengan cara yang sama seperti motor volumetrik, tetapi hanya harus diletakkan di dalam slot untuk seluruh panjang kemungkinan perpindahan maksimum rotor slider. Rotor-pelari biasanya hubung pendek, dengan tubuh mekanisme yang mengartikulasikan. Di ujung stator, tentu saja harus ada pemberhentian yang mencegah rotor meninggalkan batas kerja jalur.

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.

Apa perbedaan antara motor sinkron dan yang tidak sinkron?

Sebelum Anda mencari tahu apa perbedaannya, Anda perlu mencari tahu apa itu motor listrik? Motor listrik adalah mesin listrik yang digerakkan oleh energi listrik dan berfungsi sebagai drive untuk mekanisme lain.

Penjelasan prinsip operasi motor sinkron untuk "dummies"

Sejak kecil, kita ingat bahwa dua magnet, jika dibawa lebih dekat satu sama lain, dalam satu kasus menarik, dan yang lain menolak. Ini terjadi, tergantung pada fakta bahwa dengan sisi magnet mana kita menghubungkannya, kutub yang berlawanan menarik dan kutub yang mirip saling tolak. Ini adalah magnet permanen yang medan magnetnya selalu hadir. Ada juga magnet variabel.

Dalam buku pelajaran sekolah tentang fisika ada gambar, yang menunjukkan elektromagnet dalam bentuk tapal kuda dan bingkai dengan setengah lingkaran di ujungnya, yang terletak di antara kutubnya.

Ketika frame terletak pada posisi horizontal di ruang antara kutub magnet, karena fakta bahwa magnet menarik kutub berlawanan dan mendorong seperti yang, arus tanda yang sama diterapkan pada frame. Medan elektromagnetik muncul di sekitar frame (inilah contoh magnet variabel!), Kutub magnet menarik bingkai, dan berubah menjadi posisi vertikal. Ketika vertikal tercapai, arus tanda yang berlawanan diterapkan pada frame, medan elektromagnetik dari frame mengubah polaritas, dan kutub magnet permanen mulai mendorong frame, memutarnya ke posisi horizontal, setelah itu siklus rotasi mengulangi.

Ini adalah prinsip operasi motor listrik. Apalagi motor sinkron primitif!

Rotor motor sinkron akan berputar dengan frekuensi yang sama dengan arus yang diterapkan ke terminal berliku, yaitu. serentak. Makanya nama motor listrik ini.

Penjelasan prinsip operasi motor listrik asinkron untuk dummies

Kami ingat deskripsi sosok dalam contoh sebelumnya. Bingkai yang sama, terletak di antara kutub magnet berbentuk tapal kuda, hanya ujungnya yang tidak memiliki setengah lingkaran, keduanya saling berhubungan.

Sekarang kita mulai memutar magnet tapal kuda di sekitar bingkai. Putar perlahan dan amati perilaku frame. Sampai beberapa waktu, bingkai tetap diam, dan kemudian, ketika magnet diputar pada sudut tertentu, frame mulai berputar setelah magnet. Rotasi frame tertunda dibandingkan dengan kecepatan rotasi magnet, yaitu. itu tidak berputar seiringan dengannya - secara asinkron. Jadi ternyata ini adalah motor asinkron primitif.

Bahkan, peran magnet dalam motor asinkron nyata adalah gulungan yang terletak di slot stator, yang saat ini disediakan. Dan peran bingkai dilakukan oleh rotor, dalam alur di mana lempengan logam disisipkan, dihubungkan bersama untuk jangka pendek. Oleh karena itu, rotor seperti itu disebut hubung pendek.

Apa perbedaan antara motor listrik sinkron dan asinkron?

Jika dua motor listrik modern dengan tipe yang sama dan jenis lainnya diletakkan bersebelahan, maka sulit membedakannya dengan tanda-tanda eksternal bahkan dari seorang spesialis.

Pada dasarnya, perbedaan utama mereka dibahas dalam contoh prinsip operasi motor listrik ini. Mereka berbeda dalam desain rotor. Rotor motor sinkron terdiri dari gulungan, dan rotor asinkron adalah satu set piring.

Statin satu dan motor listrik lainnya hampir tidak dapat dibedakan dan mewakili serangkaian gulungan, namun, stator dari motor listrik sinkron dapat terdiri dari magnet permanen.

Kecepatan motor sinkron sesuai dengan frekuensi arus yang dipasok ke sana, dan kecepatan dari yang asynchronous tertinggal sedikit di belakang frekuensi saat ini.

Mereka berbeda dalam bidang aplikasi. Sebagai contoh, motor listrik sinkron dipasang untuk menggerakkan peralatan yang beroperasi pada kecepatan putaran konstan (pompa, kompresor, dll.) Tanpa mengurangi beban. Tetapi motor listrik asinkron mengurangi frekuensi rotasi dengan meningkatnya beban.

Motor listrik sinkron secara struktural lebih kompleks dan, oleh karena itu, lebih mahal daripada motor listrik asynchronous.

Apa itu motor asinkron? Prinsip kerjanya

Konten

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

Sejarah penemuan

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

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

Perangkat motor asynchronous

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

  • Stator;
  • Rotor;
  • Kumparan stator dan rotor;
  • Magnetik.

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

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

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

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

Prinsip operasi motor asinkron

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

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

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

Prinsip rotasi rotor

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

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

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

Motor induksi Ridge

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

Prinsip menghubungkan motor asynchronous

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

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

Prinsip kopling

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

Kopling elektromagnetik

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

Pro dan kontra dari motor asynchronous

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

Keuntungan dari trafo torsi AC:

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

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

Kerugian dari trafo putar meliputi:

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

Anda Sukai Tentang Listrik

Periksa sebelum Anda membeliPemeriksaan seperti itu setiap alat listrik harus dibeli di toko. Dalam hal ini, pengujian terdiri dari menghubungkan perangkat pencahayaan ke sumber tegangan dan menunjukkan semua mode operasinya.