Asinkroni elektromotori s namotanim rotorom

Trenutačno asinkroni motori čine najmanje 80% svih elektromotora proizvedenih u industriji. Tu spadaju trofazni asinkroni motori.

Trofazni asinkroni elektromotori naširoko se koriste u automatizaciji i telemehaničkim uređajima, kućanskim i medicinskim uređajima, uređajima za snimanje zvuka itd.

Prednosti asinkronih elektromotora

Široka upotreba trofaznih asinkronih motora je zbog jednostavnosti njihove konstrukcije, pouzdanosti u radu, dobrih radnih svojstava, niske cijene i jednostavnosti održavanja.

Uređaj asinkronih elektromotora s namotanim rotorom

Glavni dijelovi svakog asinkronog motora su stacionarni dio, stator, i rotirajući dio, koji se naziva rotor.

Stator trofaznog asinkronog motora sastoji se od lameliranog magnetskog kruga utisnutog u lijevani okvir. Na unutarnjoj površini magnetskog kruga nalaze se kanali za polaganje žica za namatanje. Ove žice su stranice mekih zavojnica s više zavoja koje tvore tri faze namota statora.Geometrijske osi zavojnica pomaknute su u prostoru jedna u odnosu na drugu za 120 stupnjeva.

Faze namota mogu se spojiti prema shemi zvijezda ili trokut ovisno o mrežnom naponu. Na primjer, ako putovnica motora navodi napone od 220/380 V, a zatim s mrežnim naponom od 380 V, faze su spojene preko "zvijezde". Ako je mrežni napon 220 V, tada su namoti spojeni u «trokut». U oba slučaja fazni napon motora je 220 V.

Rotor trofaznog asinkronog motora je cilindar izrađen od utisnutih limova elektrotehničkog čelika i montiran na osovinu. Ovisno o vrsti namota, rotori trofaznih asinkronih motora dijele se na vjeverice i fazne rotore.

U asinkronim elektromotorima većih snaga i specijalnim strojevima male snage koriste se fazni rotori za poboljšanje pokretačkih i regulacijskih svojstava. U tim slučajevima na rotoru je postavljen trofazni namot s geometrijskim osima faznih svitaka (1) međusobno pomaknutim u prostoru za 120 stupnjeva.

Faze namota su spojene u zvijezdu, a njihovi krajevi su spojeni s tri klizna prstena (3) postavljena na osovinu (2) i međusobno električno odvojena od osovine i međusobno. Pomoću četkica (4), koje su u kliznom kontaktu s prstenovima (3), moguće je uključiti regulacijske reostate (5) u krugove faznog namota.

Asinkroni motor s rotorom ima bolja startna i regulacijska svojstva, ali se odlikuje većom masom, dimenzijama i cijenom od asinkronog motora s kaveznim rotorom.

Princip rada asinkronih elektromotora

Načelo rada asinkronog stroja temelji se na korištenju rotirajućeg magnetskog polja.Kada je trofazni namot statora spojen na mrežu, on se okreće magnetsko polječija je kutna brzina određena frekvencijom mreže f i brojem pari polova namota p, t j . ω1 = 2πf / p

Prelazeći žice namota statora i rotora, ovo polje inducira EMF u namotima (prema zakonu elektromagnetske indukcije). Kada je namot rotora zatvoren, njegov EMF inducira struju u krugu rotora. Kao rezultat međudjelovanja struje s nastalim malim poljem nastaje elektromagnetski moment.Ako taj moment premaši moment otpora osovine motora, osovina se počinje okretati i pokreće radni mehanizam. Obično kutna brzina rotora ω2 nije jednaka kutnoj brzini magnetskog polja ω1, što se naziva sinkronim. Otuda naziv motora asinkroni, odnosno asinkroni.

Rad asinkronog stroja karakterizira klizanje s, što je relativna razlika između kutnih brzina polja ω1 i rotora ω2: s = (ω1-ω2) / ω1

Vrijednost i predznak klizanja, ovisno o kutnoj brzini rotora u odnosu na magnetsko polje, određuju način rada asinkronog stroja. Dakle, u idealnom stanju mirovanja, rotor i magnetsko polje se okreću istom frekvencijom u istom smjeru, klizanje s = 0, rotor miruje u odnosu na okretno magnetsko polje, EMF u njegovom namotu nije induciran, rotor struja i elektromagnetski moment stroja jednaki su nuli. Pri pokretanju, rotor miruje u prvom trenutku vremena: ω2 = 0, s = 1. U osnovi, klizanje u modu motora mijenja se od s = 1 pri pokretanju do s = 0 u idealnom stanju mirovanja .

Kada se rotor okreće brzinom ω2> ω1 u smjeru vrtnje magnetskog polja, klizanje postaje negativno. Stroj prelazi u generatorski način rada i razvija moment kočenja. Kada se rotor vrti u smjeru suprotnom od smjera vrtnje magnetskog pola (s> 1), asinkroni stroj prelazi u suprotan način rada i također razvija kočni moment. Dakle, ovisno o klizanju, razlikuju se modovi motora (s = 1 ÷ 0), generatora (s = 0 ÷ -∞) i suprotnog moda (s = 1 ÷ + ∞). Za zaustavljanje indukcijskih motora koriste se načini komutacije generatora i brojača.

Vidi također: Pokretanje motora s namotanim rotorom