Asynchrone elektromotoren met een gewikkelde rotor

Momenteel zijn asynchrone motoren goed voor minstens 80% van alle elektromotoren die door de industrie worden geproduceerd. Deze omvatten driefasige asynchrone motoren.

Driefasige asynchrone elektromotoren worden veel gebruikt in automatiserings- en telemechanica-apparaten, huishoudelijke en medische apparaten, geluidsopnameapparaten, enz.

Voordelen van asynchrone elektromotoren

Het brede gebruik van driefasige asynchrone motoren is te danken aan de eenvoud van hun ontwerp, bedrijfszekerheid, goede operationele eigenschappen, lage kosten en onderhoudsgemak.

Het apparaat van asynchrone elektromotoren met een gewikkelde rotor

De belangrijkste onderdelen van elke inductiemotor zijn het stationaire deel, de stator en het roterende deel, de rotor genoemd.

De stator van een driefasige inductiemotor bestaat uit een gelamineerd magnetisch circuit dat in een gegoten frame is geperst. Op het binnenoppervlak van het magnetische circuit bevinden zich kanalen voor het leggen van de wikkeldraden. Deze draden zijn de zijkanten van zachte spoelen met meerdere windingen die de drie fasen van de statorwikkeling vormen.De geometrische assen van de spoelen zijn in de ruimte ten opzichte van elkaar 120 graden verschoven.

De wikkelfasen kunnen volgens het schema worden aangesloten ster of driehoek afhankelijk van de netspanning. Als het paspoort van de motor bijvoorbeeld spanningen van 220/380 V vermeldt, dan zijn bij een netspanning van 380 V de fasen via een "ster" verbonden. Is de netspanning 220 V, dan zijn de wikkelingen in een «delta» geschakeld. In beide gevallen is de fasespanning van de motor 220 V.

De rotor van een driefasige asynchrone motor is een cilinder gemaakt van gestempelde platen elektrisch staal en gemonteerd op een as. Afhankelijk van het type wikkeling zijn de rotoren van driefasige asynchrone motoren verdeeld in eekhoorn- en faserotoren.

In asynchrone elektromotoren met een hoger vermogen en speciale machines met een laag vermogen worden faserotoren gebruikt om de start- en regeleigenschappen te verbeteren. In deze gevallen wordt een driefasige wikkeling op de rotor geplaatst met de geometrische assen van de fasespoelen (1) in de ruimte ten opzichte van elkaar 120 graden verschoven.

De fasen van de wikkeling zijn sterverbonden en hun uiteinden zijn verbonden door drie sleepringen (3) die op de as (2) zijn gemonteerd en zowel van de as als van elkaar elektrisch zijn geïsoleerd. Door middel van borstels (4), die in glijdend contact staan ​​met de ringen (3), is het mogelijk regelweerstanden (5) op te nemen in de circuits van de fasewikkeling.

Een inductiemotor met een rotor heeft betere start- en regeleigenschappen, maar wordt gekenmerkt door grotere massa, afmetingen en kosten dan een inductiemotor met een eekhoornrotor.

Het werkingsprincipe van asynchrone elektromotoren

Het werkingsprincipe van een asynchrone machine is gebaseerd op het gebruik van een roterend magnetisch veld.Wanneer een driefasige statorwikkeling op het net is aangesloten, roteert deze magnetisch veldwaarvan de hoeksnelheid wordt bepaald door de frequentie van het netwerk f en het aantal poolparen van de wikkeling p, d.w.z. ω1 = 2πf / p

Door de draden van de stator- en rotorwikkelingen te kruisen, induceert dit veld een EMF in de wikkelingen (volgens de wet van elektromagnetische inductie). Wanneer de rotorwikkeling gesloten is, induceert de EMF een stroom in het rotorcircuit. Als gevolg van de interactie van de stroom met het resulterende kleine veld, wordt een elektromagnetisch moment gecreëerd.Als dit moment het weerstandsmoment van de motoras overschrijdt, begint de as te draaien en zet het werkmechanisme in beweging. Gewoonlijk is de hoeksnelheid van de rotor ω2 niet gelijk aan de hoeksnelheid van het magnetische veld ω1, wat synchroon wordt genoemd. Vandaar de naam van de motor asynchroon, dat wil zeggen asynchroon.

De werking van een asynchrone machine wordt gekenmerkt door slip s, het relatieve verschil tussen de hoeksnelheden van het veld ω1 en de rotor ω2: s = (ω1-ω2) / ω1

De waarde en het teken van slip, afhankelijk van de hoeksnelheid van de rotor ten opzichte van het magnetische veld, bepalen de werking van de inductiemachine. Dus in de ideale inactieve modus roteren de rotor en het magnetische veld met dezelfde frequentie in dezelfde richting, slip s = 0, de rotor is stationair ten opzichte van het roterende magnetische veld, de EMF in zijn wikkeling wordt niet geïnduceerd, de rotor stroom en het elektromagnetische moment van de machine zijn nul. Bij het opstarten staat de rotor op het eerste moment stil: ω2 = 0, s = 1. In principe verandert de slip in de motormodus van s = 1 bij het opstarten naar s = 0 in de ideale stationaire modus .

Wanneer de rotor draait met een snelheid ω2 > ω1 in de draairichting van het magnetische veld, wordt de slip negatief. De machine gaat in de generatormodus en ontwikkelt het remkoppel. Wanneer de rotor draait in de richting tegengesteld aan de draairichting van de magnetische pool (s> 1), schakelt de inductiemachine over naar de tegenovergestelde modus en ontwikkelt ook een remkoppel. Zo wordt, afhankelijk van de slip, een onderscheid gemaakt tussen de modi van de motor (s = 1 ÷ 0), de generator (s = 0 ÷ -∞) en de tegenovergestelde modus (s = 1 ÷ + ∞). Generator- en tegencommutatiemodi worden gebruikt om inductiemotoren te stoppen.

Zie ook: Een wondrotormotor starten