Enofazni električni motorji 220V

Načelo delovanja

Vsi smo na šolskih urah fizike demonstrirali eksperimente z žičnim okvirjem, nameščenim na področju trajnega magneta. Če je tok skozi okvir preskočite, nato pa vodi desno in levo okvirja bo deloval Ampere silo, navor, in trenutni okvir se vrti, dokler se ne sprejme položaj, v katerem so delujoče sile med seboj izničijo.

Če sprožite polje, se bo okno z njim vrtilo. To načelo temelji na delovanju sinhronega električnega motorja. Okvir z magneti je analog električnega motorja. Vrtljivi okvir s tokovnim rotorjem. Fiksni magneti so statorji.

Trifazni sinhronski motor

Zdaj moramo narediti stacionarni stator ustvariti vrtljivo magnetno polje.

Za začetek zamenjamo permanentne magnete s tokovnimi navitji s statorskimi navitji. Tuljava s tokom ustvarja enako magnetno polje kot magnet. Na statorju ne bomo postavili nobenega magneta, temveč tri, ki se medsebojno vrtita za 120 stopinj. Za te navitje uporabimo izmenični tok s faznim premikom 120 stopinj. Tako se premikajo faze v trifaznem omrežju.

Posledično magnetno polje je rezultat vektorskega dodatka treh polj. Celoten vektor magnetne indukcije se bo vrtil s frekvenco izmeničnega toka. V enem obdobju je magnetno polje, ki ga proizvaja stator trifaznega motorja, popolna revolucija. Rotor, ki je podoben tuljavi s tokom, se vrti skupaj z magnetnim poljem statorja pri isti hitrosti. Tako se rotor sinhronega motorja vrti s frekvenco izmeničnega toka.

Sinhroni motorji imajo najboljše lastnosti, razvijajo največjo moč in zagotavljajo visoko učinkovitost. Vendar pa je težek rotor z navitji, kar je težko uravnotežiti. Za navitja rotorja mora biti napajan tok, kar zahteva uporabo zelo nezanesljivega sklopa krtač. Na splošno je sinhronski motor dober, vendar težak, drag in ni zelo zanesljiv.

Trifazni asinhronski motor

Na kratko bomo skrajšali konce okvirja. Dobimo eno kratkostično tuljavo. Naš trifazni stator ustvarja vrtljivo magnetno polje. Naj to polje ustvari tok v kratkostičnem rotorju.

Ko se polje statorja vrti glede na fiksni okvir, v svojem vezju ustvari izmenični magnetni tok. V skladu z zakonom elektromagnetne indukcije izmenično polje inducira električni tok v okvirju. Tok ustvarja navor in okvir se vrti po magnetnem polju kot v sinhronem motorju.

Ampak obstaja ena bistvena razlika. V sinhronskem motorju se rotor obrača hkrati, to je sinhrono s poljem statorja. Rotor je stacionaren glede na polje statorja.

V asinhronem motorju rotor poskuša dohiteti vrtljivo polje, vendar vedno zaostaja za mano, kot če bi se pomaknil okoli njega. Če je hitrost vrtenja rotorja nenadoma enaka hitrosti polja, se indukcijski tok ustavi pri rotorju.

Razlika v frekvencah vrtenja magnetnega polja in rotorja indukcijskega motorja se imenuje drsenje. Zagotavlja prisotnost toka v rotorju.

Asinhroni električni motorji so slabši od vseh sinhronih motorjev, vendar veliko preprostejša, lažja, zanesljivejša in cenejša. Skoraj vsi električni motorji, ki se danes uporabljajo v industriji, so asinhroni trifazni motorji.

Mehanske lastnosti

Mehanska značilnost motorja je odvisnost vrtilnega momenta na gredi na hitrosti vrtenja.

Kot smo že omenili, se hitrost rotorja v asinhronem motorju vedno razlikuje od hitrosti vrtenja polja statorja za količino zdrsa.

Slip S = (n1 - n2) / n1, kjer je n1 vrtilna hitrost polja, n2 pa hitrost rotorja.

Značilnost kaže, da motor lahko deluje v petih načinih:

1. V prostem teku.
2. Začni.
3. Način motorja.
4. Način regeneracije.
5. Način generatorja.

V stanju mirovanja priključka S 0. rotor vrti sinhrono z magnetnim poljem v sinhroni motor in navor 0. stanju pripravljenosti - zgolj hipotetična in nikoli realizirana v praksi.

V trenutku zagona je rotor še miren in S =1. Navor pri S = 1 se imenuje začetni navor.

Po zagonu rotorja vstopi v način delovanja motorja in se začne počasi spuščati, postopoma ujame magnetno polje. V načinu motorja 1 > S > 0.

Če rotor nenadoma nekako prevzame polje, bo prišel režim okrevanja. Tako motor daje energijo omrežju. V regenerativnem načinu S < 0>

S > 1 ustreza načinu generatorja. V načinu generatorja se rotor pomika proti toku in ustvari električni tok.

S = Sn ustreza nominalnemu načinu. Nominalna vrednost zdrsa je običajno 2-8%.

Enofazni asinhronski motor

Še vedno lahko vprašate trifazni asinhronski motor.

Na statorju pustimo le eno navijanje in damo enofazni električni tok. Imamo enofazni asinhronski motor. V tem motorju je polje statorja mirno - to je temeljna razlika med enofaznim motorjem in večfaznim motorjem. Kljub temu ta motor deluje.

Enofazni motor se ne more samodejno zagnati. Nič posebnega v zvezi s tem. Običajno za nas mora biti tudi motor z notranjim zgorevanjem brez vijaka. V avtomobilu uporabljamo dodatni elektromotor - zaganjalnik, v ročni verigi pa ročno vlečemo izhodni kabel.

Če je enofazni motor potisnjen in v kateri koli smeri, bo pospešil in ohranil vrtenje v dani smeri.

Če zavrtimo rotor v določeni smeri, se bo premaknil skupaj z enim poljem in izpolnil drugega.

Motor lahko predstavljamo kot dva trifazna motorja, nameščena na eni gredi, vendar sta vključeni v nasprotni smeri. Pri zagonu je gred mirujoče in motorji se ravnajo drug drugemu.

Če je gred v določeni smeri odvit z zunanjo silo, je en motor, ki teče v nasprotni smeri, v pogonskem načinu, drugi pa v generatorju. Mehanska značilnost kaže to navor v načinu motorja je večji kot pri generatorju, zato potegne mimoidoči motor.

Začni

Za zagon enofazni Stator motorja navita na svojem dodatnem izhodiščno tuljavo in pravokotno na glavno tok dovaja njim v fazi. Za fazni premik je v navitju vključen fazni premik elementa. Element, ki spreminja fazo, je lahko upor, dušilec ali kondenzator. V vsakem primeru bo skupna impedanca v primarnem krogu in izhodiščna navijanje drugačna in tokovi bodo imeli fazni premik.

Najpogosteje se kondenzator uporablja za fazni premik.

Hitrost vrtenja

V omrežjih naših podjetij za oskrbo z električno energijo se uporablja AC napetost 220/380 s frekvenco 50 Hz. In frekvenco izmeničnega toka 50 Hz vzdržujemo s točnostjo 2 odstotka. Kot že vemo, rotor sinhronega elektromotorja se vrti s frekvenco izmeničnega toka. To pomeni, da pri frekvenčnem omrežju 50 Hz rotor opravi 50 vrtljajev na sekundo ali 3000 vrtljajev na minuto. Statorske navitje lahko razdelimo na odseke in naredimo motor večpolaren. V multipolarnem motorju se hitrost zmanjšuje z večjim številom polov in je na splošno enaka 3000 / p vrtljajev, pri čemer je p število pol.

Zato hitrost rotacije električnega električnega motorja v naši državi ne more biti višja od 3000 obr./min. V državah, kjer je frekvenca omrežja 60 Hz, na primer v ZDA, se električni motorji vrtijo pri največji hitrosti 3600 vrt / min. In tukaj spet zaostajamo za Ameriko.

V sinhronem motorju vrtljaji niso odvisni od obremenitve. Ko se obremenitev poveča, rotor sinhronega stroja za večji kot zaostaja za poljem, vendar se hitrost vrtenja ne spremeni.

V asinhronem načinu je količina drsenja odvisna od obremenitve. Tako se ob povečanju obremenitve hitrost asinhronega električnega motorja zmanjša.

Povezovalni diagrami

Začetno navitje, vključeno s faznim premikanjem, obrača magnetno polje in enofazni električni motor pretvori v dvofazni motor za zagonski čas.

Dodatna navitja niso namenjena za dolgotrajno delovanje in jih je treba izklopiti po izhodu v način delovanja. Izklop se izvede ročno s tipko ali s centrifugalnim stikalom ali s toplotnim relejem za segrevanje zagonske tuljave.

V enofaznem motorju v načinu delovanja je magnetno polje statorja mirno. Pri tem je njegova glavna razlika večfazna.

Včasih se napačno imenujejo enofazni elektromotorji, katerih dodatna navitja je trajno povezana s kondenzatorjem.

V enem omrežju fazo lahko poveže in trifazni motor, če je eden od faznih navitij povezani preko kondenzatorja. Torej, če je v bila tvoja posest nenadoma industrijsko elektromotor trifazni, ga lahko uporabite v enem domačem omrežju fazi, čeprav z izgubo moči in manjšo učinkovitost.

Primerjava motorjev

Sinhrono

1. Na rotorju je navitje, v katerega je napajan tok.
2. Pogostost vrtenja gredi je enaka ali večkratnik frekvence omrežja.
3. Hitrost je stabilna in se ne spreminja pod obremenitvijo.

Asinhrono

1. Rotor ni priključen na vir energije.
2. Pogostost vrtenja gredi je manjša od frekvence omrežja za količino drsenja.
3. Hitrost se zmanjša z naraščajočo obremenitvijo.

Enofazni asinhroni

1. Edino navijanje na statorju.
2. Zavrti v kateri koli smeri.
3. Ne začne sam.