Ρότορας επαγωγικού κινητήρα με ρότορα φάσης: εφαρμογή σε ασύγχρονες μηχανές

2024 Συγγραφέας: Erin Ralphs | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-02-19 13:46

Ένας επαγωγικός κινητήρας είναι μια ηλεκτρική μηχανή που έχει σχεδιαστεί για να μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια. Ο σχεδιασμός αποτελείται από πολλά μέρη, αλλά σήμερα θα εξετάσουμε μόνο το κινούμενο μέρος του ηλεκτροκινητήρα - τον ρότορα. Θα δώσουμε επίσης προσοχή στο πώς είναι διατεταγμένος ο ρότορας ενός επαγωγικού κινητήρα με ρότορα φάσης.

Σχεδίαση ρότορα

Πιο συχνά, η συσκευή του ρότορα ενός κινητήρα επαγωγής μοιάζει με αυτό: ο ρότορας είναι ένας χαλύβδινος άξονας, στον οποίο πιέζονται πλάκες ψυχρής έλασης ανισότροπου ηλεκτρικού χάλυβα. Ο ρότορας είναι κατασκευασμένος από πλάκες, οι οποίες απομονώνονται μεταξύ τους με ένα στρώμα μεμβράνης οξειδίου. Αυτό είναι απαραίτητο για τη μείωση των δινορευμάτων που επηρεάζουν την απόδοση του κινητήρα.

Τύποι περιελίξεων ρότορα επαγωγικού κινητήρα

Στη συνέχεια, θα αναλύσουμε ένα ακόμη σημείο. Πρέπει να μάθουμε ποιες είναι οι περιελίξεις του ρότορα ενός επαγωγικού κινητήρα, σε τι χρησιμεύουν, ποικιλίες, σχεδιαστικά χαρακτηριστικά, καθώς και μεθόδους τοποθέτησης. Υπάρχουν 2 τύποι περιέλιξης ρότορα: σκίουρος-κλωβός και ρότορας φάσης. Ο ρότορας με κλωβό σκίουρου είναι πιο συνηθισμένος, είναι φθηνότερος στην εκτέλεση από έναν ρότορα φάσης.

Μηχανές με τέτοιο ρότορα απαιτούν λιγότερη συντήρηση από ό,τι με ρότορα φάσης. Ο ρότορας φάσης χρησιμοποιείται λιγότερο συχνά, είναι λίγο πιο ακριβός στην εκτέλεση και απαιτεί επίσης συχνότερη συντήρηση λόγω της παρουσίας δακτυλίων ολίσθησης. Περαιτέρω θα γίνει σαφές γιατί οι μηχανικοί εισήγαγαν αυτό το σχέδιο. Τώρα ας μιλήσουμε πιο συγκεκριμένα για κάθε ρότορα.

Ρότορας σκίουρου-κλουβιού

Στον ρότορα ενός ασύγχρονου ηλεκτροκινητήρα υπάρχουν περιελίξεις που γεμίζονται ή συγκολλούνται σε αυλακώσεις. Για μηχανές χαμηλής και μέσης ισχύος, το υλικό περιέλιξης είναι συνήθως αλουμίνιο και για πιο ισχυρά, ο χαλκός. Αυτό είναι απαραίτητο για να δημιουργηθεί ένας ηλεκτρομαγνήτης που θα ακολουθεί την περιστρεφόμενη μαγνητική ροή. Ο ρότορας μαγνητίζεται υπό την επίδραση ενός μαγνητικού πεδίου που περιστρέφεται στο διάστημα.

Έτσι αποδεικνύεται ότι ο ρότορας έχει το δικό του μαγνητικό πεδίο, το οποίο, όπως ήταν, ακολουθεί το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο που βρίσκεται στον στάτορα. Αυτό το σχέδιο των περιελίξεων του ρότορα ονομάζεται "κλωβός σκίουρου". Ο κλωβός του σκίουρου βρίσκεται σε άμεση επαφή με τον ρότορα και, όπως ένας μετασχηματιστής, προκαλείται ένα μαγνητικό πεδίο πάνω του και, κατά συνέπεια, μια ορισμένη ηλεκτροκινητική δύναμη. Παρόλα αυτά, η τάση είναι μηδέν. Το ρεύμα του ρότορα ενός κινητήρα επαγωγής ποικίλλει ανάλογα με το μηχανικό φορτίο στον άξονα. Όσο μεγαλύτερο είναι το φορτίο, τόσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα που ρέει στις περιελίξεις του ρότορα.

Ρότορας φάσης

Το κύριο μέρος της δομής είναι διατεταγμένο σαν ρότορας σκίουρου-κλουβιού. Όλος ο ίδιος χαλύβδινος άξονας, στον οποίο πιέζονται πλάκες ηλεκτρικού χάλυβα με αυλακώσεις. Ένα χαρακτηριστικό του ρότορα ενός ασύγχρονου κινητήρα με ρότορα φάσης είναι η παρουσία στις αυλακώσεις όχι μιας πλημμυρισμένης ή συγκολλημένης περιέλιξης, αλλά μιας συμβατικής περιέλιξης χαλκού τοποθετημένης, όπως σε έναν στάτορα. Αυτές οι περιελίξεις συνδέονται με αστέρι.

Δηλαδή, όλα τα άκρα είναι σε μία περιστροφή και τα υπόλοιπα 3 άκρα φέρονται έξω σε δακτυλίους ολίσθησης. Ο ρότορας φάσης είναι κατασκευασμένος για να περιορίζει το ρεύμα εκκίνησης. Οι βούρτσες από χαλκό-γραφίτη προσαρμόζονται στους δακτυλίους ολίσθησης, οι οποίοι γλιστρούν πάνω τους. Στη συνέχεια, οι επαφές αφαιρούνται συνήθως από τις βούρτσες σε ένα επώνυμο κουτί, όπου το ρεύμα εκκίνησης ρυθμίζεται είτε με ρεοστάτη είτε με υγρό ρεοστάτη αλλάζοντας το βάθος βύθισης των ηλεκτροδίων στον ηλεκτρολύτη.

Όπως αναφέρθηκε ήδη, αυτό το μέτρο σάς επιτρέπει να περιορίσετε το ρεύμα εκκίνησης. Για να μειωθεί η φθορά των βουρτσών, οι σύγχρονοι ηλεκτρικοί κινητήρες είναι εξοπλισμένοι με ένα σχέδιο που, μετά την εκκίνηση, ανακλίνει τις βούρτσες και βραχυκυκλώνει όλες τις περιελίξεις μεταξύ τους. Όταν σταματήσει ο κινητήρας, οι βούρτσες επιστρέφουν στη θέση τους.

Δυνατότητες συντήρησης του ηλεκτροκινητήρα με ρότορα φάσης

Η συντήρηση του ρότορα ενός επαγωγικού κινητήρα με ρότορα φάσης είναι μια τακτική επιθεώρηση βουρτσών, δακτυλίων ολίσθησης, έλεγχος της κατάστασης ή της στάθμης υγρού στον ρεοστάτη. Αξίζει επίσης να επιθεωρήσετε τα βυθισμένα ηλεκτρόδια. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της επιθεώρησης του ρότορα του ασύγχρονουκινητήρας με ρότορα φάσης, εάν είναι απαραίτητο, οι βούρτσες πρέπει να αντικατασταθούν, αλλά οι τεχνίτες εξακολουθούν να συμβουλεύουν αμέσως να σκουπίσετε τους δακτυλίους ολίσθησης και την κοιλότητα όπου βρίσκονται οι δακτύλιοι με ένα πανί. Επειδή το λειαντικό είναι ηλεκτρικά αγώγιμο, δημιουργεί τον κίνδυνο δυσλειτουργίας ή ακόμα και βραχυκυκλώματος.

Εάν έχουν φορεθεί δακτύλιοι ολίσθησης, αντικαταστήστε τους. Εάν οι δακτύλιοι φθείρονται πολύ γρήγορα, σημαίνει ότι οι βούρτσες χρησιμοποιούνται από λάθος υλικό. Μπορεί να έχουν και κοχύλια, αλλά αποσυναρμολογούνται και στη συνέχεια τρίβονται σε πολλά περάσματα ώστε η επιφάνεια που γειτνιάζει με τις βούρτσες να είναι λεία. Αυτή η εργασία γίνεται σε τόρνο για να διατηρηθεί η ευθυγράμμιση.

Ταχύτητα περιστροφής

Ο αριθμός των ζευγών πόλων καθορίζει την ταχύτητα του ρότορα του κινητήρα επαγωγής, δεν είναι μεγαλύτερη από 3000 πόδια όταν συνδέεται απευθείας στο δίκτυό μας. Αυτό οφείλεται στη συχνότητα δικτύου των 50 Hz. Είναι με αυτή την ταχύτητα που η μαγνητική ροή περιστρέφεται στον στάτορα του ηλεκτροκινητήρα. Ο ρότορας πίσω του αργεί λίγο, γι' αυτό και ο κινητήρας είναι ασύγχρονος. Η καθυστέρηση καθορίζεται δομικά και ρυθμίζεται ξεχωριστά για κάθε κινητήρα.

Με 1 ζεύγος πόλων, η ταχύτητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου θα είναι 3000 rpm, με 2 ζεύγη πόλων - 1500 rpm, με 4 - 750 rpm. Εάν είναι απαραίτητο να αυξήσετε ή να ρυθμίσετε τον αριθμό των στροφών ανά λεπτό χωρίς να κάνετε σημαντικές αλλαγές, εγκαθίσταται ένας μετατροπέας συχνότητας στο σχέδιο. Ο μετατροπέας συχνότητας μπορεί να εξάγει και 100 και 200 Hz. Για να βρείτε την ταχύτητα, χρησιμοποιήστετύπος (6050)/1=3000, όπου:

• 1 – αριθμός ζευγών πόλων;

• 60 – σταθερό;

• 50 – συχνότητα;

• 3000 - περιστροφές ανά λεπτό του μαγνητικού πεδίου σε μια δεδομένη συχνότητα.

Ας υποθέσουμε ότι μπορούμε να προσαρμόσουμε τη συχνότητα κάποιου κινητήρα και να την αυξήσουμε στα 75Hz. Ας χρησιμοποιήσουμε τον τύπο για να βρούμε την ταχύτητα περιστροφής: 1/(6075)=4500 rpm. Τώρα έχουμε αποσυναρμολογήσει το γεγονός ότι η ταχύτητα του ρότορα ενός κινητήρα επαγωγής δεν εξαρτάται από τον ίδιο τον ρότορα, αλλά εξαρτάται από τον αριθμό των ζευγών πόλων.

Συμπερασματικά, θέλουμε να πούμε ότι στην οικιακή έκδοση, ηλεκτρικές μηχανές με ρότορα φάσης δεν βρίσκονται σχεδόν ποτέ. Αυτά τα μηχανήματα προορίζονται για βιομηχανική χρήση σε μέρη όπου οι βυθίσεις τάσης είναι ανεπιθύμητες. Αυτό ισχύει και για τεράστια μηχανήματα, το ρεύμα εκκίνησης των οποίων μπορεί να είναι έως και 20 φορές το ονομαστικό ρεύμα. Η εγκατάσταση τέτοιων μηχανών συνεπάγεται εξοικονόμηση πόρων και χρημάτων κατά την εγκατάσταση. Η ταχύτητα περιστροφής δεν επηρεάζεται από ποιος ρότορας στον ασύγχρονο κινητήρα: με ρότορα φάσης ή κλωβού σκίουρου.