Rotor til en induksjonsmotor med faserotor: bruk i asynkrone maskiner

2024 Forfatter: Erin Ralphs | [email protected]. Sist endret: 2024-02-19 18:14

En induksjonsmotor er en elektrisk maskin designet for å konvertere elektrisk energi til mekanisk energi. Designet består av flere deler, men i dag vil vi kun vurdere den bevegelige delen av den elektriske motoren - rotoren. Vi vil også være oppmerksom på hvordan rotoren til en induksjonsmotor med faserotor er ordnet.

Rotordesign

Oftest ser enheten til rotoren til en induksjonsmotor slik ut: rotoren er en stålaksel, som plater av kaldvalset anisotropisk elektrisk stål er presset på. Rotoren er laget av plater, som er isolert fra hverandre av et lag med oksidfilm. Dette er nødvendig for å redusere virvelstrømmer som påvirker motorens effektivitet.

Typer rotorviklinger til en induksjonsmotor

Deretter vil vi analysere ett punkt til. Vi må finne ut hva rotorviklingene til en induksjonsmotor er, hva de er for, varianter, designfunksjoner, samt leggingsmetoder. Det er 2 typer rotorvikling: ekorn-bur og faserotor. En ekorn-burrotor er mer vanlig, den er billigere å utføre enn en faserotor.

Motorer med en slik rotor krever mindre vedlikehold enn med en faserotor. Faserotoren brukes sjeldnere, den er litt dyrere i utførelse, og krever også hyppigere vedlikehold på grunn av tilstedeværelsen av sleperinger. Videre vil det bli klart hvorfor ingeniørene introduserte dette designet. La oss nå snakke mer spesifikt om hver rotor.

Squirrel-cage-rotor

På rotoren til en asynkron elektrisk motor er det viklinger som er fylt eller loddet inn i spor. For maskiner med lav og middels kraft er viklingsmaterialet vanligvis aluminium, og for kraftigere kobber. Dette er nødvendig for å lage en elektromagnet som så å si følger den roterende magnetiske fluksen. Rotoren magnetiseres under påvirkning av et magnetfelt som roterer i rommet.

Slik viser det seg at rotoren har sitt eget magnetfelt, som så å si følger det roterende magnetfeltet som ligger i statoren. Denne utformingen av rotorviklingene kalles "ekornburet". Ekornburet er i direkte kontakt med rotoren, og som en transformator induseres et magnetfelt på det, og følgelig en viss elektromotorisk kraft. Til tross for dette er spenningen null. Rotorstrømmen til en induksjonsmotor varierer avhengig av den mekaniske belastningen på akselen. Jo høyere belastning, jo høyere strøm flyter i rotorviklingene.

Faserotor

Hoveddelen av strukturen er arrangert som en ekorn-burrotor. Alle den samme stålakselen, på hvilken plater av elektrisk stål med spor er presset. Et trekk ved rotoren til en asynkronmotor med en faserotor er tilstedeværelsen i sporene til ikke en oversvømmet eller loddet vikling, men en konvensjonell kobbervikling lagt, som i en stator. Disse viklingene er stjernekoblet.

Det vil si at alle endene er i en vri, og de resterende 3 endene bringes ut til glideringer. Faserotoren er laget for å begrense startstrømmen. Kobber-grafittbørster er festet til sleperingene, som glir over dem. Deretter fjernes vanligvis kontakter fra børstene og inn i en merkeboks, hvor startstrømmen reguleres enten av en reostat eller en flytende reostat ved å endre dybden av nedsenking av elektrodene i elektrolytten.

Som allerede nevnt lar dette tiltaket deg begrense startstrømmen. For å redusere børsteslitasjen er moderne elektriske motorer utstyrt med et design som etter start legger børstene tilbake og kortslutter alle viklinger til hverandre. Når motoren stopper, går børstene tilbake på plass.

Funksjoner ved vedlikehold av frekvensomformeren med faserotor

Vedlikehold av rotoren til en induksjonsmotor med faserotor er en regelmessig inspeksjon av børster, sleperinger, kontroll av tilstanden eller væskenivået i reostaten. Det er også verdt å inspisere de nedsenkede elektrodene. I henhold til resultatene av inspeksjonen av rotoren til den asynkronemotor med faserotor, om nødvendig må børstene skiftes, men håndverkerne anbefaler likevel umiddelbart å tørke av sleperingene og hulrommet der ringene er plassert med en fille. Siden slipemidlet er elektrisk ledende, skaper det risiko for funksjonsfeil eller til og med kortslutning.

Hvis sleperingene er slitte, skift dem ut. Hvis ringene slites for raskt, betyr det at børstene er brukt av feil materiale. De kan også ha skjell, men de er demontert og deretter slipt i flere omganger slik at overflaten ved siden av børstene blir jevn. Dette arbeidet gjøres på en dreiebenk for å opprettholde justeringen.

Rotasjonshastighet

Antall polpar setter rotorhastigheten til induksjonsmotoren, den er ikke mer enn 3000 fot når den er koblet direkte til nettverket vårt. Dette skyldes nettverksfrekvensen på 50 Hz. Det er med denne hastigheten at den magnetiske fluksen roterer i statoren til den elektriske motoren. Rotoren bak er litt forsinket, derfor er motoren asynkron. Forsinkelsen er strukturelt bestemt og settes separat for hver motor.

Med 1 polpar vil rotasjonshastigheten til magnetfeltet være 3000 rpm, med 2 polpar - 1500 rpm, med 4 - 750 rpm. Hvis det er nødvendig å øke eller justere antall omdreininger per minutt uten å gjøre vesentlige endringer, er det installert en frekvensomformer i designet. Frekvensomformeren kan gi ut både 100 og 200 Hz. For å finne hastigheten, brukformel (6050)/1=3000, hvor:

• 1 – antall polpar;

• 60 – konstant;

• 50 – frekvens;

• 3000 - rotasjoner per minutt av magnetfeltet ved en gitt frekvens.

Anta at vi kan justere frekvensen til en eller annen motor, og heve den til 75Hz. La oss bruke formelen for å finne rotasjonshastigheten: 1/(6075)=4500 rpm. Nå har vi demontert det faktum at rotorhastigheten til en induksjonsmotor ikke avhenger av selve rotoren, men avhenger av antall polpar.

Avslutningsvis vil vi si at i husholdningsversjonen er det praktisk t alt aldri å finne elektriske maskiner med faserotor. Disse maskinene er beregnet for industriell bruk på steder hvor spenningsfall er uønsket. Dette gjelder også for enorme maskiner, hvis startstrøm kan være opptil 20 ganger merkestrømmen. Installasjonen av slike maskiner innebærer å spare ressurser og penger under installasjonen. Rotasjonshastigheten påvirkes ikke av hvilken rotor i asynkronmotoren: med en fase- eller squirrel-cage-rotor.