Rotorul unui motor de inducție cu rotor de fază: aplicare în mașini asincrone

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-02-19 18:20

Un motor cu inducție este o mașină electrică concepută pentru a transforma energia electrică în energie mecanică. Designul constă din mai multe părți, dar astăzi vom lua în considerare doar partea în mișcare a motorului electric - rotorul. Vom acorda, de asemenea, atenție modului în care este aranjat rotorul unui motor de inducție cu un rotor de fază.

Design rotor

Cel mai adesea, dispozitivul rotorului unui motor cu inducție arată astfel: rotorul este un arbore de oțel, pe care sunt presate plăci de oțel electric anizotrop laminat la rece. Rotorul este format din plăci, care sunt izolate unele de altele printr-un strat de film de oxid. Acest lucru este necesar pentru a reduce curenții turbionari care afectează eficiența motorului.

Tipuri de înfășurări ale rotorului unui motor cu inducție

În continuare, vom analiza încă un punct. Trebuie să aflăm care sunt înfășurările rotorului unui motor cu inducție, pentru ce sunt, soiurile, caracteristicile de proiectare, precum și metodele de așezare. Există 2 tipuri de înfășurare a rotorului: cușcă veveriță și rotor de fază. Un rotor cu cușcă de veveriță este mai frecvent, este mai ieftin de funcționat decât un rotor de fază.

Motoarele cu un astfel de rotor necesită mai puțină întreținere decât cu un rotor de fază. Rotorul de fază este folosit mai rar, este puțin mai costisitor în execuție și, de asemenea, necesită întreținere mai frecventă datorită prezenței inelelor colectoare. În continuare, va deveni clar de ce inginerii au introdus acest design. Acum să vorbim mai precis despre fiecare rotor.

Rotor cu colivie veverita

Pe rotorul unui motor electric asincron există înfășurări care sunt umplute sau lipite în caneluri. Pentru mașinile de putere mică și medie, materialul de bobinare este de obicei aluminiu, iar pentru cele mai puternice, cupru. Acest lucru este necesar pentru a crea un electromagnet care va urma, parcă, fluxul magnetic rotativ. Rotorul este magnetizat sub influența unui câmp magnetic care se rotește în spațiu.

Așa se dovedește că rotorul are propriul său câmp magnetic, care, așa cum spune, urmează câmpul magnetic rotativ situat în stator. Acest design al înfășurărilor rotorului se numește „cușcă de veveriță”. Cușca de veveriță este în contact direct cu rotorul și, ca un transformator, este indus un câmp magnetic asupra ei și, în consecință, o anumită forță electromotoare. În ciuda acestui fapt, tensiunea este zero. Curentul rotorului al unui motor cu inducție variază în funcție de sarcina mecanică pe arbore. Cu cât sarcina este mai mare, cu atât este mai mare curentul care circulă în înfășurările rotorului.

Rotor de fază

Partea principală a structurii este aranjată ca un rotor cu cușcă de veveriță. Tot același arbore de oțel, pe care sunt presate plăci de oțel electric cu caneluri. O caracteristică a rotorului unui motor asincron cu un rotor de fază este prezența în caneluri nu a unei înfășurări inundate sau lipite, ci a unei înfășurări convenționale de cupru așezate, ca într-un stator. Aceste înfășurări sunt conectate în stea.

Adică, toate capetele sunt într-o singură răsucire, iar celel alte 3 capete sunt scoase la inele de alunecare. Rotorul de fază este realizat pentru a limita curentul de pornire. Perii de cupru-grafit sunt atașate de inelele colectoare, care alunecă peste ele. Apoi, contactele sunt de obicei îndepărtate din perii într-o cutie de marcă, unde curentul de pornire este reglat fie de un reostat, fie de un reostat lichid, prin schimbarea adâncimii de scufundare a electrozilor în electrolit.

După cum sa menționat deja, această măsură vă permite să limitați curentul de pornire. Pentru a reduce uzura periilor, motoarele electrice moderne sunt echipate cu un design care, după pornire, înclină periile și scurtcircuitează toate înfășurările între ele. Când motorul se oprește, periile revin la locul lor.

Caracteristici de întreținere a unității cu un rotor de fază

Întreținerea rotorului unui motor de inducție cu un rotor de fază este o inspecție regulată a periilor, inelelor colectoare, verificarea stării sau a nivelului lichidului în reostat. De asemenea, merită să inspectați electrozii scufundați. Conform rezultatelor inspecției rotorului asincronuluimotor cu un rotor de fază, dacă este necesar, periile trebuie înlocuite, dar meșterii tot sfătuiesc imediat să ștergeți inelele colectoare și cavitatea în care sunt amplasate inelele cu o cârpă. Deoarece abrazivul este conductiv electric, creează riscul de funcționare defectuoasă sau chiar de scurtcircuit.

Dacă inelele colectoare sunt uzate, înlocuiți-le. Dacă inelele se uzează prea repede, înseamnă că periile sunt folosite din material greșit. Pot avea și coji, dar sunt demontate și apoi măcinate în mai multe treceri, astfel încât suprafața adiacentă periilor să fie netedă. Acest lucru se face pe un strung pentru a menține alinierea.

Viteza de rotație

Numărul de perechi de poli setează viteza rotorului motorului cu inducție, nu este mai mare de 3000 de picioare atunci când este conectat direct la rețeaua noastră. Acest lucru se datorează frecvenței rețelei de 50 Hz. Cu această viteză fluxul magnetic se rotește în statorul motorului electric. Rotorul din spatele lui este puțin întârziat, motiv pentru care motorul este asincron. Întârzierea este determinată structural și este setată separat pentru fiecare motor.

Cu 1 pereche de poli, viteza de rotație a câmpului magnetic va fi de 3000 rpm, cu 2 perechi de poli - 1500 rpm, cu 4 - 750 rpm. Dacă este necesar să creșteți sau să reglați numărul de rotații pe minut fără a face modificări semnificative, în proiect este instalat un convertor de frecvență. Convertorul de frecvență poate ieși atât la 100, cât și la 200 Hz. Pentru a găsi viteza, utilizațiformula (6050)/1=3000, unde:

• 1 – numărul de perechi de poli;

• 60 – constant;

• 50 – frecvență;

• 3000 - rotații pe minut ale câmpului magnetic la o anumită frecvență.

Să presupunem că putem ajusta frecvența unui motor și o crește la 75Hz. Să folosim formula pentru a găsi viteza de rotație: 1/(6075)=4500 rpm. Acum am dezasamblat faptul că viteza rotorului unui motor cu inducție nu depinde de rotorul în sine, ci depinde de numărul de perechi de poli.

În concluzie, vrem să spunem că în varianta de uz casnic mașinile electrice cu rotor de fază nu se găsesc practic niciodată. Aceste mașini sunt destinate utilizării industriale în locuri în care scăderile de tensiune sunt nedorite. Acest lucru se aplică și mașinilor uriașe, al căror curent de pornire poate fi de până la 20 de ori curentul nominal. Instalarea unor astfel de mașini presupune economisirea de resurse și bani în timpul instalării. Viteza de rotație nu este afectată de ce rotor din motorul asincron: cu un rotor cu fază sau cu colivie.