Tik pred tem vikendom mi je odpovedal asinhronski motor AOL 22-4 z močjo 400 (W), nameščen v preklopni pogon stopenj menjalnika pod obremenitvijo močnostni transformator.

Razlog za njegovo okvaro je bil interturn kratek stik navitja. Ta situacija se zgodi zelo redko, vendar se včasih še vedno zgodi. Pogoji delovanja se čutijo - povečana vsebnost premogovega prahu. Morda sploh ne gre za pogoje delovanja, temveč za nizkokakovostno žico, dobavljeno za popravilo motorja.

No, ker sem moral razstaviti pregoreli elektromotor, sem se hkrati odločil, da napišem članek o asinhronskem motorju (IM), njegovi uporabi in zgradbi.

Uporaba in namen krvnega tlaka

IN v zadnjem času asinhroni motorji so zelo razširjeni, tako v industriji v obliki električni pogoni, krogelnih mlinih, transporterjih, črpalkah, drobilnikih, vrtalnih in brusilnih strojih ter v vsakdanjem življenju. Preprosto je nemogoče našteti vsa področja uporabe.

Zakaj se tako pogosto uporabljajo?

Da, saj imajo v primerjavi z drugimi vrsto prednosti električni stroji, na primer, imajo visoka zanesljivost, enostavnost vzdrževanja in, kar je nič manj pomembno, lahko delujejo neposredno iz omrežja izmenične napetosti.

Naprava asinhronega motorja (IM)

Zdaj pa preidimo na zasnovo asinhronskega motorja na primeru AOL 22-4 z močjo 400 (W).

Malo višje sem že povedal, da je asinhroni motor AOL 22-4 nameščen v pogonu stikalne naprave za preklopno stikalo močnostnega transformatorja (17 korakov). Tako je videti sam pogon.

Motor se napaja iz omrežja z izolirano nevtralnostjo z linearno napetostjo 220 (V).

Mimogrede, ta motor je bil posebej prilagojen našim potrebam.

Zato boste na njegovi oznaki namesto 220/380 (V) videli oznako 220/380 (V) (prečrtano na oznaki 380 in trikotnik), tj. njegova navitja so navita na napetost 127 (V).

Zato, ko omrežna napetost Statorska navitja 220 (V) povežemo v zvezdo. Čeprav načeloma ne zbiramo. Po popravilu sem prosil mojstra oddelka za navijanje, da sestavi zvezdo v motor in na blok (sponko) namesto 6 priključi samo 3 pine.

Asinhroni motor(AD) je sestavljen iz dveh delov, ki sta drug od drugega ločena z zračno režo. Prvi del je stacionarni stator, drugi del pa gibljivi ali vrteči se rotor.

Tako stator kot rotor sta sestavljena iz jedra in navitja. Toda navitje statorja je primarno navitje, tj. je priključen na omrežje, navitje rotorja pa je sekundarno. Več o tem si lahko preberete v članku o principu delovanja asinhronega elektromotorja.

Strukturno so razdeljeni na 2 vrsti:

• BP s kletkasti rotor
• IM z navitim rotorjem

Moj pregoreli motor AOL 22-4, kot ste morda uganili, se nanaša posebej na asinhronski motor z rotorjem s kletko.

Indukcijski motor z veverico

Stator takega motorja je sestavljen iz:

• ohišja z okvirjem
• jedro
• trifazno navitje

Samo telo je najpogosteje izdelano iz aluminijeve zlitine ali litega železa. V mojem primeru ima AOL 22-4 aluminijasto ohišje z aluminijastim okvirjem.

Statorsko jedro je laminirano, tj. sestavljen iz tankih plošč električnega jekla, prevlečenega z izolacijskim lakom. Debelina teh plošč je približno 0,35 do 0,5 (mm). To je bilo storjeno, da bi zmanjšali vrtinčne tokove, ki se pojavijo med obračanjem magnetizacije "železnega" jedra pod vplivom vrtečega se magnetno polje.

Z znotraj V jedru statorja asinhronega motorja so vzdolžni utori, v katere je nameščeno navitje.

Navitje je lahko enoslojno ali večslojno.

Del navitja, ki se nahaja v režah, se imenuje navitje reže.

Žlebovi deli navitij zunaj jedra (s konca) so povezani s čelnimi deli navitij.

To je vse za stator. Zdaj pa preidimo na to, kako je zasnovan rotor. Kot sem rekel zgoraj, je rotor vrtljivi del asinhronega motorja. Sestavljen je iz gredi in jedra s kratkostičnim navitjem.

Mimogrede, kratkostično navitje asinhronega motorja imenujemo tudi "veveričje kolo".

Navitje rotorja z veverico je sestavljeno iz serije aluminijastih ali bakrenih (manj pogosto) palic, ki se nahajajo v utorih jedra rotorja. Te palice so na obeh straneh zaprte s kratkostičnimi obročki.

Jedro rotorja, tako kot jedro statorja, ima laminirano zasnovo, vendar njegovi listi električnega jekla niso prevlečeni z lakom, temveč s tanko plastjo oksida. To je povsem dovolj za omejitev majhnih vrtinčnih tokov zaradi redkega obrata magnetizacije jedra.

V večini primerov se kratkostično navitje rotorja IM izvede tako, da se sestavljeno jedro prelije s staljeno aluminijevo zlitino. V tem primeru se hkrati ulijejo tako kratkostični obroči kot prezračevalne lamele.

Gred rotorja s kletko se vrti na dveh kotalnih ležajih (vidna sta na zgornji sliki), ki sta nameščena v ležajnih ščitih.

Povedal vam bom nekaj besed o hlajenju asinhronega motorja.

Hlajenje asinhronih motorjev z močjo do 15 (kW) poteka s pihanjem zunanje površine motorja s centrifugalnim ventilatorjem. Sam ventilator je prekrit z zaščitnim ohišjem z luknjami za dovod zraka.

Fotografija drugega tipa motorja.

Hlajenje asinhronih motorjev z močjo nad 15 (kW) se poleg zgoraj opisane metode izvaja z notranjim prezračevanjem. V ležajnih ščitih so posebne luknje, imenujemo jih "žaluzije", skozi katere zrak s pomočjo ventilatorja prehaja skozi notranjo votlino motorja. V tem primeru zrak prodira v segrete dele navitij in jedra, kar vodi do učinkovitejšega hlajenja.

Tudi za povečanje hladilnega območja imajo lahko asinhroni motorji površino vzdolžnih reber.

Za zaščito ljudi pred izpostavljenostjo mora biti indukcijski motor ozemljen. V ta namen obstajajo posebni vijaki (vijaki) za ozemljitev. Običajno je en vijak (vijak) nameščen na ohišju motorja.

In drugi je v priključnem bloku.

IM z rotorjem s kletko ima eno pomembno pomanjkljivost v obliki omejenosti začetni navor zaradi kratkostičnih palic, kar pa ne moremo reči o IM z navitim rotorjem.

Zasnova statorja indukcijskega motorja z navitim rotorjem je podobna zasnovi statorja indukcijskega motorja z veverico.

Je pa velika razlika v zasnovi rotorja.

Rotor takega motorja ima zapleteno zasnovo. Na njegovo gred je pritrjeno laminirano jedro s trifaznim navitjem. Začetki navitij so povezani z zvezdo, njihovi konci pa z drsnimi obroči. Ti obroči se nahajajo tudi na gredi rotorja in so izolirani od gredi in drug od drugega.

Za stik z navitjem rotirajočega rotorja sta na vsakem obroču nameščeni dve kovinsko-grafitni ščetki. Krtača se nahaja v držalu krtače, ki je opremljen z vzmetmi, ki zagotavljajo potrebno silo za pritisk krtače na drsni obroč.

torej trifazno navitje Rotor je povezan z zunanjim zagonskim reostatom, ki ustvarja dodaten upor v tokokrogu rotorja.

Zakaj je to potrebno, se boste naučili iz naslednjih člankov v razdelku "

Trifazni asinhroni motor AC uporablja za transformacijo električna energija v mehansko energijo. Je najpogostejša vrsta električni stroji uporabljajo v industriji.

Tak motor je sestavljen iz treh glavnih delov:

• rotor;
• stator;
• ohišje (ohišje);

Okvirščiti stator in rotor pred mehanskimi poškodbami in služi za pritrditev gibljivih in mirujočih delov asinhronega motorja (IM) v njem.

Stator je stacionarni del asinhronskega motorja. Sestavljen je iz okvirja in magnetnega kroga. Magnetno jedro je vtisnjeno v okvir motorja in tvori elektromagnetno jedro statorja. Jedro namagneti stroj in ustvari vrtljivo magnetno polje. Sestavljen je v tanke pločevine, vtisnjene iz elektrojeklene pločevine. Ti listi so sestavljeni in pritrjeni tako, da se v magnetnem vezju oblikujejo statorski zobje in utori. Magnetno jedro zagotavlja nizek magnetni upor proti magnetnemu toku, kar poveča magnetni tok indukcijskega motorja. Stator in rotor sta ločena z zračno režo.

Rotor Asinhroni motor je gibljivi del električnega stroja.

Stator asinhronega motorja

Stator je stacionarni del asinhronega motorja. Ta beseda je angleškega izvora iz besede stator, ta pa latinskega izvora iz besede sto - stojati. Izraz stator asinhronega motorja običajno pomeni kombinacijo več komponent:

— postelja z nogami ali prirobnico in vzdolžnimi rebri za odvajanje toplote;

— jedro;

— statorsko navitje;

Jedro statorja je laminirano, sestavljeno iz posameznih statorskih plošč. To se naredi za zmanjšanje izgub zaradi vrtinčnih tokov. Statorske plošče so vtisnjene iz pločevine električnega jekla debeline od 0,28 do 1 mm. Drug od drugega so izolirani z lestvico. Jedra motorjev z višino osi vrtenja 50–132 mm uporabljajo hladno valjano nelegirano jeklo razreda 2013. Pri motorju z višino osi 160–250 mm je jedro izdelano iz hladno valjanega rahlo legiranega jekla razreda 2212. Pri motorjih z višino osi vrtenja od 280 do 355 mm se uporablja vroče valjano jeklo razreda 1312 Paket statorskih plošč za motorje z višino osi vrtenja od 50 do 60 mm se pritrdi z varjenjem ali s sponkami, v motorjih pa. z višino vrtilne osi od 200 do 250 mm, izključno s sponkami. Pri motorjih z višino vrtilne osi 280-355 mm se plošče jedra sestavijo neposredno v okvir, nato se stisnejo in pritrdijo s posebnimi obročnimi ključi. Tako nastane statorski del magnetnega kroga asinhronega motorja.

En list statorske plošče in sveženj statorskih plošč indukcijskega motorja

Rotor asinhronega motorja

Najbolj razširjeno navijanje je izdelano v obliki "veveričje kletke". Sistem je dobil to ime zaradi palic s kratkostičnimi obroči, ki po videzu spominjajo na kolo veveričjih kletk. Rotorsko navitje velikih motorjev vključuje medeninaste ali bakrene palice, ki so zabite v utore, na koncih pa so nameščeni kratkostični obročki, na katere so palice spajkane ali privarjene. Za serijski nizek krvni tlak in srednja moč Navitje rotorja je izdelano z brizganjem aluminijeve zlitine.

Navitje rotorja asinhronskega motorja z navitim rotorjem 3 je navito na enak način kot navitje statorja 2. Začetek navitja rotorja je med seboj povezan in izoliran. Konci takega navitja so prispajkani na drsne obroče 4, nameščene na gredi motorja s fiksnimi ogljikovimi ščetkami 5; na drsne obroče je mogoče priključiti zagonsko regulacijski reostat. Ta shema vam omogoča, da v tokokrog rotorja vnesete dodaten upor, s čimer uravnavate hitrost motorja in močno zmanjšate zagonske tokove.

Ministrstvo za znanost in izobraževanje Ruske federacije

Zvezna agencija za izobraževanje

Državna izobraževalna ustanova

Višja strokovna izobrazba

Nacionalne raziskave

IRKUTSKA DRŽAVNA TEHNIČNA UNIVERZA

Katedra za elektro oskrbo in elektrotehniko

Trifazni asinhronski motor s kletko

Laboratorijski izvid št. 11

v disciplini" Splošna elektrotehnika in elektronika"

Dokončano

Študent SMO-11-1 ________ Kopytko Ya.V. 20.10.2012

izredni profesor, odd E in ET ________ Kirjuhin Ju.A. __________

(podpis) Priimek I.O. (datum)

Irkutsk 2012

Cilj 3

1 Kratke teoretične informacije 3

Oprema električna inštalacija 7

2 Delovni nalog 7

3 Računski del 9

4 grafikoni 10

Testna vprašanja 14

Reference 17

Namen dela

Seznanite se z zasnovo in principom delovanja trifaznega asinhronskega motorja s kletkastim rotorjem ter raziščite vpliv napetosti na ventilatorju statorja na njegove karakteristike.

1 Kratke teoretične informacije

1) Zasnova, princip delovanja asinhronskega motorja.

Indukcijski motor je stroj na izmenični tok. Beseda "asinhrono" pomeni nehkratno. To pomeni, da se pri asinhronih motorjih hitrost vrtenja magnetnega polja razlikuje od hitrosti vrtenja rotorja. Glavna dela stroja sta stator in rotor, ločena drug od drugega z enakomerno zračno režo.

Stator je stacionarni del stroja. Da bi zmanjšali izgube zaradi vrtinčnih tokov, je njegovo jedro izdelano iz vtisnjenih plošč elektrotehničnega jekla debeline 0,35 - 0,5 mm, ki so med seboj izolirane s plastjo laka. Navitje je nameščeno v utore statorskega magnetnega kroga. Pri trifaznih motorjih je navitje trifazno. Faze navitja so lahko povezane v zvezdo ali trikotnik, odvisno od velikosti omrežne napetosti.

Rotor je vrtljivi del motorja. Magnetno jedro rotorja je valj iz žigosanih pločevin elektrotehničnega jekla. Navitja so nameščena v reže rotorja. Glede na vrsto navitja so rotorji asinhronih motorjev razdeljeni na kletkasto in fazno (z drsnimi obroči). Kratkostično navitje je sestavljeno iz neizoliranih bakrenih ali aluminijastih palic, ki so na koncih povezane z obroči iz istega materiala ("veveričja kletka").

Navit rotor ima trifazno navitje v utorih magnetnega kroga, katerega faze so povezane z zvezdo. Prosti konci faz navitja so povezani s tremi bakrenimi drsnimi obroči, nameščenimi na gredi motorja. Drsni obroči so izolirani drug od drugega in od gredi. Ogljikove ali bakreno-grafitne ščetke so pritisnjene na obroče. Preko drsnih obročev in ščetk je na navitje rotorja mogoče priključiti trifazni zagonski reostat.

Pretvorba električne energije v mehansko energijo pri asinhronskem motorju poteka preko vrtljivega magnetnega polja. Potrebni pogoji vzbujanja rotacijskega magnetnega polja so:

prostorski premik osi statorske tuljave;

začasen premik tokov v statorskih tuljavah.

Prva zahteva je zadoščena z ustrezno razporeditvijo magnetizacijskih tuljav na statorskem magnetnem krogu. Fazne osi navitja so v prostoru zamaknjene za kot 120°. Drugi pogoj je zagotovljen z uporabo trifaznega napetostnega sistema na statorskih tuljavah.

Ko je motor priključen na trifazno omrežje, je v statorskem navitju nameščen sistem tokov enake frekvence in amplitude, katerih periodične spremembe se med seboj pojavljajo z zamikom 1/3 obdobja.

Fazni tokovi navitja ustvarjajo magnetno polje, ki se vrti glede na stator s frekvenco vrtljajev na minuto, ki se imenuje hitrost sinhronega motorja:

kje - trenutna frekvenca omrežja, Hz,

р – število parov polov magnetnega polja.

Pri standardni omrežni frekvenci

, frekvenca vrtenja polja

vrtljajev na minuto

Med vrtenjem polje prečka vodnike rotorja in vanje inducira elektromagnetno polje. Ko je navitje rotorja zaprto, EMF povzroči tokove, katerih interakcija z vrtljivim magnetnim poljem povzroči vrtilni elektromagnetni navor. Hitrost vrtenja rotorja v motornem načinu asinhronskega stroja je vedno manjša od hitrosti vrtenja polja, tj. rotor "zaostaja" za vrtilnim poljem. Le pod tem pogojem se v vodnikih rotorja inducira EMF, teče tok in nastane navor. Pojav zaostajanja rotorja za magnetnim poljem imenujemo zdrs. Stopnja zamika rotorja od magnetnega polja je označena z velikostjo relativnega zdrsa:

kjer je n hitrost vrtenja rotorja, rpm.

Pri asinhronih motorjih lahko zdrs variira od 1 (zagon) do vrednosti blizu 0 (prosti tek).

2 ) Zagon asinhronih motorjev.

Pri zagonu motorja morajo biti izpolnjene naslednje zahteve:

1. Majhna vrednost začetni tok;

2. Zadosten začetni navor;

3. Gladko povečanje hitrosti;

4. Enostavnost in stroškovna učinkovitost zagona.

Glede na zasnovo rotorja (kratkostična ali fazna), moč motorja in naravo obremenitve so možni različni načini zagona.

Za motorje z veverico se uporablja neposredni zagon in zagon z zmanjšano napetostjo.

1. Direkten zagon. V tem primeru je navitje statorja priključeno neposredno na omrežje pri polni napetosti. Neposredni zagon je dovoljen samo za asinhrone motorje z rotorjem z veverico z majhno in srednjo močjo (do 15-20 kW). Če pa je moč napajalnega omrežja velika, se ta način lahko razširi na motorje večjih moči (do približno 50 kW).

2. Nizkonapetostni zagon . Zagonski tok motorja je sorazmeren z napetostjo na fazah navitja statorja , tako da se napetost zmanjša skupaj z ustreznim zmanjšanjem zagonskega toka. Vendar pa ta metoda vodi do zmanjšanja začetnega zagonskega navora, ki je sorazmeren s kvadratom napetosti na fazah navitja statorja. Zaradi znatnega zmanjšanja zagonskega momenta je ta način zagona uporaben samo pri nizkih obremenitvah gredi.

Obstaja več načinov za zmanjšanje napetosti v trenutku začetka:

a) za enostaven zagon asinhronskih motorjev srednje moči, ki delujejo normalno, ko so faze statorskega navitja povezane s trikotnikom, zmanjšajte napetost na sponkah teh faz tako, da jih preklopite na zvezdo;

b) pri kateri koli vrsti fazne povezave navitja statorja se lahko napetost zmanjša z uporabo reaktorja (trifazna induktivna tuljava), ki je zaporedno priključen na navitje statorja. Manj ekonomično je zmanjšati napetost na statorju s serijskim povezovanjem uporov, ker Ob tem se močno segrejejo in pride do dodatnih izgub električne energije;

c) za motorje z veliko močjo je priporočljivo zmanjšati napetost z uporabo padajočega trifaznega avtotransformatorja. Ta metoda je boljša od prejšnje, vendar veliko dražja. Ko se rotor motorja pospeši in tok upade, se na statorsko navitje napaja polna omrežna napetost.

Zagon motorja z navitim rotorjem se izvede s priključitvijo zagonskega reostata na rotorsko vezje. Zagonski reostat zmanjša začetni zagonski tok in hkrati poveča začetni zagonski navor, ki lahko doseže vrednost blizu največjega navora. Ko motor pospeši, se zagonski reostat odstrani.

3) Regulacija hitrosti vrtenja in obračanje asinhronega motorja.

Regulacija je prisilna sprememba hitrosti vrtenja s konstantno obremenitvijo gredi. Pomanjkljivost asinhronih motorjev je njihova slaba vodljivost. Vendar še vedno obstaja nekaj regulativnih možnosti.

Iz formule zdrsa lahko dobimo izraz za hitrost rotorja asinhronskega motorja:

Iz te enakosti sledi, da lahko hitrost vrtenja spremenimo na naslednje načine: s spreminjanjem frekvence statorskega toka , število parov polov p in zdrs s. Hitrost rotorja je mogoče prilagoditi s spreminjanjem napajalne napetosti . Razmislimo o teh metodah.

Regulacija s spreminjanjem frekvence statorskega toka . Frekvenčna regulacija asinhronskih motorjev je najbolj obetavna zaradi razpoložljivosti enostavnih in zanesljivih trifaznih tiristorskih frekvenčnih pretvornikov, ki so povezani med industrijsko omrežje in asinhronski motor. Pri nastavljanju frekvence število vrtljajev motorja se lahko gladko spremeni, tako da bo njegova največja vrednost več deset ali stokrat višja od minimalne.

Regulacija s spreminjanjem števila parov polov str . Preklapljanje števila parov polov večhitrostnih asinhronih motorjev omogoča postopno regulacijo hitrosti rotorja in je ekonomično. Uporablja se v strojih s posebno zasnovo statorskega navitja, ki omogoča preklop njegovih tuljav na različno število parov polov, pa tudi, ko je več izmenično preklopnih navitij nameščenih v utore statorskega magnetnega vezja, izdelanega na drugačna številka pari polov, na primer p = 1 in p = 2.

Regulacija s spreminjanjem napajane napetosti . Zmanjšanje napetosti povzroči zmanjšanje hitrosti rotorja. Zmanjšajte napetost v statorsko vezje je mogoče vključiti reostate, avtotransformatorje ali nastavljive dušilke. Ta metoda se uporablja samo za motorje z nizko močjo, saj se z zniževanjem napetosti zmanjšuje največji navor motorja, ki je sorazmeren s kvadratom napetosti. Zmanjšanje največjega navora zmanjša mejo stabilnosti motorja. Poleg tega je obseg regulacije hitrosti vrtenja relativno majhen.

Zgoraj navedene metode krmiljenja se uporabljajo za asinhrone motorje z rotorjem s kletko.

Pri motorjih z navitim rotorjem se hitrost vrtenja krmili s spreminjanjem zdrsa. Da bi to naredili, je v navitje rotorja vključen nastavitveni reostat. Ko se upor nastavitvenega reostata poveča, se zdrs poveča in hitrost vrtenja zmanjša.

Ta metoda zagotavlja gladko spremembo hitrosti vrtenja.

Spreminjanje smeri vrtenja rotorja se imenuje vzvratno gibanje. Za vzvratno vožnjo morate zamenjati dve žici na sponkah statorskega navitja motorja.