Rotor indukčného motora s fázovým rotorom: aplikácia v asynchrónnych strojoch

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-02-19 18:21

Indukčný motor je elektrický stroj určený na premenu elektrickej energie na mechanickú energiu. Konštrukcia pozostáva z viacerých častí, ale dnes budeme uvažovať iba o pohyblivej časti elektromotora - rotore. Všimneme si aj to, ako je usporiadaný rotor indukčného motora s fázovým rotorom.

Konštrukcia rotora

Zariadenie rotora indukčného motora najčastejšie vyzerá takto: rotorom je oceľový hriadeľ, na ktorý sú nalisované platne anizotropnej elektroocele valcovanej za studena. Rotor je vyrobený z dosiek, ktoré sú od seba izolované vrstvou oxidového filmu. Je to potrebné na zníženie vírivých prúdov, ktoré ovplyvňujú účinnosť motora.

Typy rotorových vinutí indukčného motora

Ďalej budeme analyzovať ešte jeden bod. Musíme zistiť, aké sú vinutia rotora indukčného motora, na čo sú, odrody, konštrukčné prvky, ako aj spôsoby kladenia. Existujú 2 typy vinutia rotora: klietka vo veveričke a fázový rotor. Rotor vo veveričke je bežnejší, jeho výkon je lacnejší ako fázový rotor.

Motory s takýmto rotorom vyžadujú menej údržby ako s fázovým rotorom. Fázový rotor sa používa menej často, je o niečo drahší v prevedení a tiež vyžaduje častejšiu údržbu kvôli prítomnosti zberacích krúžkov. Ďalej bude jasné, prečo inžinieri predstavili tento dizajn. Teraz si povedzme konkrétnejšie o každom rotore.

Rotor vo veveričke

Na rotore asynchrónneho elektromotora sú vinutia, ktoré sú vyplnené alebo priletované do drážok. Pre stroje s nízkym a stredným výkonom je materiál vinutia zvyčajne hliník a pre výkonnejšie meď. To je nevyhnutné na vytvorenie elektromagnetu, ktorý bude, ako to bolo, sledovať rotujúci magnetický tok. Rotor je zmagnetizovaný pod vplyvom magnetického poľa rotujúceho v priestore.

Takto sa ukazuje, že rotor má svoje vlastné magnetické pole, ktoré akosi sleduje rotujúce magnetické pole umiestnené v statore. Táto konštrukcia vinutia rotora sa nazýva "klietka veveričky". Klietka veveričky je v priamom kontakte s rotorom a podobne ako na transformátore sa na ňu indukuje magnetické pole, a teda určitá elektromotorická sila. Napriek tomu je napätie nulové. Prúd rotora indukčného motora sa mení v závislosti od mechanického zaťaženia hriadeľa. Čím vyššie zaťaženie, tým vyšší prúd tečie vo vinutí rotora.

Fázový rotor

Hlavná časť konštrukcie je usporiadaná ako rotor vo veveričke. Všetko rovnaký oceľový hriadeľ, na ktorom sú nalisované plechy z elektroocele s drážkami. Charakteristickým znakom rotora asynchrónneho motora s fázovým rotorom je prítomnosť v drážkach nie zaplaveného alebo spájkovaného vinutia, ale bežného medeného vinutia uloženého ako v statore. Tieto vinutia sú zapojené do hviezdy.

To znamená, že všetky konce sú zatočené a zvyšné 3 konce sú vytiahnuté do krúžkov. Fázový rotor je vyrobený tak, aby obmedzoval štartovací prúd. Na klzných krúžkoch sú pripevnené medenografitové kefky, ktoré sa po nich posúvajú. Potom sa kontakty zvyčajne vyberú z kefiek do značkového boxu, kde sa štartovací prúd reguluje buď reostatom alebo kvapalinovým reostatom zmenou hĺbky ponorenia elektród do elektrolytu.

Ako už bolo spomenuté, toto opatrenie vám umožňuje obmedziť štartovací prúd. Pre zníženie opotrebovania kief sú moderné elektromotory vybavené konštrukciou, ktorá po naštartovaní sklopí kefky a navzájom skratuje všetky vinutia. Keď sa motor zastaví, kefy sa vrátia na svoje miesto.

Funkcie údržby pohonu s fázovým rotorom

Údržba rotora indukčného motora s fázovým rotorom je pravidelná kontrola kief, zberných krúžkov, kontrola stavu alebo hladiny kvapaliny v reostate. Oplatí sa skontrolovať aj ponorené elektródy. Podľa výsledkov kontroly rotora asynchrónnehomotor s fázovým rotorom, ak je to potrebné, kefy sa musia vymeniť, ale remeselníci aj tak okamžite odporúčajú utrieť zberné krúžky a dutinu, kde sa krúžky nachádzajú, handrou. Keďže je brúsny materiál elektricky vodivý, vzniká riziko poruchy alebo dokonca skratu.

Ak sú zberné krúžky opotrebované, vymeňte ich. Ak sa krúžky opotrebujú príliš rýchlo, znamená to, že kefy sú použité z nesprávneho materiálu. Môžu mať aj škrupiny, ale tie sa rozoberú a potom brúsia v niekoľkých prechodoch, aby bol povrch priľahlý ku kefám hladký. Táto práca sa vykonáva na sústruhu, aby sa udržalo zarovnanie.

Rýchlosť rotácie

Počet párov pólov určuje rýchlosť rotora indukčného motora, nie je väčšia ako 3000 stôp pri priamom pripojení k našej sieti. Je to spôsobené frekvenciou siete 50 Hz. Touto rýchlosťou rotuje magnetický tok v statore elektromotora. Rotor za ním je trochu oneskorený, a preto je motor asynchrónny. Oneskorenie je štrukturálne určené a nastavuje sa samostatne pre každý motor.

Pri 1 páre pólov bude rýchlosť otáčania magnetického poľa 3000 ot./min., pri 2 pároch pólov - 1500 ot./min., pri 4 - 750 ot./min. Ak je potrebné zvýšiť alebo upraviť počet otáčok za minútu bez vykonania významných zmien, je v dizajne inštalovaný frekvenčný menič. Frekvenčný menič môže mať na výstupe 100 aj 200 Hz. Ak chcete zistiť rýchlosť, použitevzorec (6050)/1=3000, kde:

• 1 – počet párov pólov;

• 60 – konštanta;

• 50 – frekvencia;

• 3000 – otáčky magnetického poľa za minútu pri danej frekvencii.

Predpokladajme, že môžeme upraviť frekvenciu nejakého motora a zvýšiť ju na 75 Hz. Na zistenie rýchlosti otáčania použijeme vzorec: 1/(6075)=4500 ot./min. Teraz sme rozobrali skutočnosť, že rýchlosť rotora indukčného motora nezávisí od samotného rotora, ale závisí od počtu pólových párov.

Na záver chceme povedať, že vo verzii pre domácnosť sa elektrické stroje s fázovým rotorom prakticky nikdy nenachádzajú. Tieto stroje sú určené na priemyselné použitie v miestach, kde sú nežiaduce poklesy napätia. To platí aj pre obrovské stroje, ktorých rozbehový prúd môže byť až 20-násobok menovitého prúdu. Inštalácia takýchto strojov znamená šetrenie zdrojov a peňazí počas inštalácie. Rýchlosť otáčania nie je ovplyvnená tým, ktorý rotor v asynchrónnom motore: s fázovým rotorom alebo rotorom s kotvou nakrátko.