Asynchronní elektromotory s vinutým rotorem

V současné době tvoří asynchronní motory nejméně 80 % všech elektromotorů vyráběných v průmyslu. Patří mezi ně třífázové asynchronní motory.

Třífázové asynchronní elektromotory jsou široce používány v automatizačních a telemechanických zařízeních, domácích a lékařských zařízeních, zařízeních pro záznam zvuku atd.

Výhody asynchronních elektromotorů

Široké použití třífázových asynchronních motorů je způsobeno jednoduchostí jejich konstrukce, provozní spolehlivostí, dobrými provozními vlastnostmi, nízkou cenou a snadnou údržbou.

Zařízení asynchronních elektromotorů s vinutým rotorem

Hlavní části každého indukčního motoru jsou stacionární část, stator a rotační část, nazývaná rotor.

Stator třífázového indukčního motoru se skládá z vrstveného magnetického obvodu zalisovaného do litého rámu. Na vnitřním povrchu magnetického obvodu jsou kanály pro uložení vodičů vinutí. Tyto dráty jsou stranami víceotáčkových měkkých cívek, které tvoří tři fáze vinutí statoru.Geometrické osy cívek jsou posunuty v prostoru vůči sobě navzájem o 120 stupňů.

Fáze vinutí lze připojit podle schématu hvězda nebo trojúhelník v závislosti na síťovém napětí. Například pokud je v pasu motoru uvedena napětí 220/380 V, pak při síťovém napětí 380 V jsou fáze spojeny přes "hvězdu". Pokud je síťové napětí 220 V, pak jsou vinutí zapojena do «trojúhelníku». V obou případech je fázové napětí motoru 220 V.

Rotor třífázového asynchronního motoru je válec vyrobený z lisovaných plechů elektrooceli a uložený na hřídeli. Podle typu vinutí se rotory třífázových asynchronních motorů dělí na rotory veverkové a fázové.

U asynchronních elektromotorů vyšších výkonů a speciálních strojů malého výkonu se pro zlepšení rozběhových a regulačních vlastností používají fázové rotory. V těchto případech je na rotoru umístěno třífázové vinutí s geometrickými osami fázových cívek (1) vzájemně posunutými v prostoru o 120 stupňů.

Fáze vinutí jsou zapojené do hvězdy a jejich konce jsou spojeny třemi sběracími kroužky (3) namontovanými na hřídeli (2) a elektricky oddělenými jak od hřídele, tak od sebe navzájem. Pomocí kartáčů (4), které jsou v kluzném kontaktu s kroužky (3), je možné zařadit do obvodů fázového vinutí regulační reostaty (5).

Asynchronní motor s rotorem má lepší startovací a regulační vlastnosti, ale vyznačuje se větší hmotností, rozměry a cenou než asynchronní motor s rotorem nakrátko.

Princip činnosti asynchronních elektromotorů

Princip činnosti asynchronního stroje je založen na využití točivého magnetického pole.Když je k mřížce připojeno třífázové vinutí statoru, otáčí se magnetické polejehož úhlová rychlost je určena frekvencí sítě f a počtem pólových párů vinutí p, tzn. ω1 = 2πf / p

Křížením vodičů vinutí statoru a rotoru toto pole indukuje EMF ve vinutích (podle zákona elektromagnetické indukce). Když je vinutí rotoru uzavřeno, jeho EMF indukuje proud v obvodu rotoru. V důsledku interakce proudu s výsledným malým polem vzniká elektromagnetický moment, pokud tento moment překročí moment odporu hřídele motoru, hřídel se začne otáčet a uvede pracovní mechanismus do pohybu. Obvykle se úhlová rychlost rotoru ω2 nerovná úhlové rychlosti magnetického pole ω1, které se nazývá synchronní. Odtud název motoru asynchronního, tedy asynchronního.

Provoz asynchronního stroje je charakterizován skluzem s, což je relativní rozdíl mezi úhlovými rychlostmi pole ω1 a rotoru ω2: s = (ω1-ω2) / ω1

Hodnota a znaménko skluzu v závislosti na úhlové rychlosti rotoru vůči magnetickému poli určují způsob činnosti indukčního stroje. Takže v ideálním klidovém režimu se rotor a magnetické pole točí stejnou frekvencí ve stejném směru, skluz s = 0, rotor je stacionární vzhledem k točivému magnetickému poli, EMF v jeho vinutí se neindukuje, rotor proud a elektromagnetický moment stroje jsou nulové. Při rozběhu je rotor v prvním časovém okamžiku nehybný: ω2 = 0, s = 1. V zásadě se skluz v režimu motoru mění z s = 1 při rozběhu na s = 0 v ideálním klidovém režimu. .

Když se rotor otáčí rychlostí ω2> ω1 ve směru otáčení magnetického pole, skluz se stává záporným. Stroj přejde do režimu generátoru a vyvine brzdný moment. Když se rotor otáčí v opačném směru, než je směr otáčení magnetického pólu (s> 1), indukční stroj se přepne do opačného režimu a také vyvine brzdný moment. V závislosti na skluzu se tedy rozlišují režimy motoru (s = 1 ÷ 0), generátoru (s = 0 ÷ -∞) a opačný režim (s = 1 ÷ + ∞). Režimy komutace generátoru a čítače se používají k zastavení indukčních motorů.

Viz také: Spuštění motoru vinutého rotoru