Asinkroni izvršni motori
Asinkroni aktuatorski motori koriste se u sustavima automatskog upravljanja za kontrolu i regulaciju raznih uređaja.
Asinkroni aktuatorski motori počinju s radom kada dobiju električni signal koji pretvaraju u određeni kut zakreta osovine ili njezine rotacije. Uklanjanje signala rezultira trenutnim prijelazom rotora motora koji radi u stacionarno stanje bez upotrebe uređaja za kočenje. Rad takvih motora nastavlja se cijelo vrijeme u prijelaznim uvjetima, zbog čega frekvencija vrtnje rotora često ne doseže stacionarnu vrijednost s kratkim signalom. Tome pridonose i česti startovi, promjene smjera i zaustavljanja.
Po dizajnu, izvršni motori su asinkroni strojevi s dvofaznim statorskim namotom, napravljenim tako da su magnetske osi njegovih dviju faza pomaknute u prostoru jedna u odnosu na drugu, a ne pod kutom od 90 stupnjeva.
Jedna od faza namota statora je namot polja i vodi do priključaka označenih s C1 i C2.Drugi, koji djeluje kao upravljačka zavojnica, ima žice spojene na priključke označene U1 i U2.
Obje faze namota statora napajaju se odgovarajućim izmjeničnim naponima iste frekvencije. Dakle, krug uzbudne zavojnice priključen je na opskrbnu mrežu s konstantnim naponom U, a signal se dovodi u krug upravljačke zavojnice u obliku upravljačkog napona Uy (slika 1, a, b, c).
Riža. 1. Sheme za uključivanje asinkronih izvršnih motora tijekom upravljanja: a — amplituda, b — faza, c — amplituda faze.
Kao rezultat toga, u obje faze namota statora nastaju odgovarajuće struje, koje se, zbog uključenih elemenata za pomicanje faze u obliku kondenzatora ili faznog regulatora, pomiču jedna u odnosu na drugu u vremenu, što dovodi do pobude eliptično rotirajuće magnetsko polje, koje uključuje kavezni rotor.
Pri promjeni načina rada motora, eliptično rotirajuće magnetsko polje u graničnim slučajevima postaje izmjenično s fiksnom osi simetrije ili kružno rotirajućim, što utječe na svojstva motora.
Pokretanje, regulacija brzine i zaustavljanje izvršnih motora određuju se uvjetima za stvaranje magnetskog polja pomoću amplitudnog, faznog i amplitudno-faznog upravljanja.
Kod regulacije amplitude napon U na stezaljkama uzbudne zavojnice ostaje nepromijenjen i mijenja se samo amplituda napona Uy. Fazni pomak između ovih napona, zahvaljujući isključenom kondenzatoru, iznosi 90 ° (slika 1, a).
Upravljanje fazom karakterizira činjenica da naponi U i Uy ostaju nepromijenjeni, a fazni pomak između njih podešava se rotiranjem rotora faznog regulatora (slika 1, b).
S amplitudno-faznom regulacijom, iako je regulirana samo amplituda napona Uy, ali istovremeno, zbog prisutnosti kondenzatora u pobudnom krugu i elektromagnetske interakcije faza namota statora, postoji istodobna promjena faze napona na stezaljkama namota za pobudu i fazni pomak između ovog napona i napona sa stezaljki upravljačkog svitka (slika 1, c).
Ponekad se uz kondenzator u strujnom krugu namota uzbude daje i kondenzator u strujnom krugu upravljačkog namota koji kompenzira reaktivnu silu magnetiziranja, smanjuje gubitke energije i poboljšava mehanička svojstva asinkronog motora.
Kod regulacije amplitude promatra se kružno okretno magnetsko polje pri nominalnom signalu bez obzira na brzinu rotora, a kada se smanji postaje eliptično.Kod faznog upravljanja kružno okretno magnetsko polje pobuđuje se samo nazivnim signalom i fazni pomak između napona U i Uy, jednak 90 ° bez obzira na brzinu rotora, a s različitim faznim pomakom postaje eliptičan. U amplitudno-faznoj kontroli, kružno rotirajuće magnetsko polje postoji samo u jednom načinu - pri nominalnom signalu u trenutku pokretanja motora, a zatim, kada se rotor ubrzava, postaje eliptično.
U svim metodama upravljanja, brzina rotora se kontrolira promjenom prirode rotirajućeg magnetskog polja, a smjer rotacije rotora mijenja se promjenom faze napona koji se primjenjuje na stezaljke upravljačkog svitka za 180 °. .
Na asinkrone izvršne motore postavljaju se posebni zahtjevi u smislu nedostatka vlastitog pogona koji osigurava širok raspon regulacije brzine rotora, brzine, velike početni moment i niske upravljačke snage uz relativno očuvanje linearnosti njihovih karakteristika.
Samohodni asinkroni izvršni motori manifestiraju se u obliku spontane rotacije rotora u nedostatku upravljačkog signala. Uzrokovana je ili nedovoljno velikim aktivnim otporom namota rotora - metodički samohodni ili lošim radom samog motora - tehnološki samohodni.
Prvi je eliminiran u dizajnu motora, što osigurava proizvodnju rotora s povećanim otporom namota i kritičnim klizanjem scr = 2 - 4, što, osim toga, osigurava široki stabilni raspon regulacije brzine rotora, a drugi - visokokvalitetna izrada magnetskih krugova i strojnih zavojnica uz pažljivo sastavljanje.
Budući da asinkroni izvršni motori s kratkospojenim rotorom s povećanim aktivnim otporom karakteriziraju niska brzina koju karakterizira elektromehanička vremenska konstanta - vrijeme kada se rotor ubrzava od nule do polovice sinkrone brzine - Tm = 0,2 - 1,5 s , tada se u automatskim instalacijama prednost za upravljanje daje izvršnim motorima sa šupljim nemagnetskim rotorom, u kojima elektromehanička vremenska konstanta ima nižu vrijednost - Tm = 0,01 - 0,15 s.
Indukcijski izvršni motori sa šupljim nemagnetskim rotorom velike brzine imaju i vanjski stator s magnetskim krugom konvencionalne konstrukcije i dvofazni namot s fazama koje djeluju kao pobudni i regulacijski namoti, te unutarnji stator u obliku laminirane feromagnetske šupljine cilindar montiran na štit ležaja motora.
Površine statora su odvojene zračnim rasporom, koji u radijalnom smjeru ima veličinu od 0,4 - 1,5 mm. U zračnom rasporu nalazi se staklo od aluminijske legure s debljinom stijenke od 0,2 — 1 mm, pričvršćeno na osovinu motora. Struja praznog hoda asinkronih motora sa šupljim nemagnetskim rotorom je velika i doseže 0,9 Aznom, a nazivna učinkovitost = 0,2 — 0,4.
U automatizaciji i telemehaničkim instalacijama koriste se motori sa šupljim feromagnetskim rotorom debljine stijenke od 0,5 - 3 mm. Kod ovih strojeva, koji se koriste kao izvršni i pomoćni motori, nema unutarnjeg statora, a rotor je postavljen na jednom utisnutom ili dva krajnja metalna čepa.
Zračni raspor između površina statora i rotora u radijalnom smjeru je samo 0,2 - 0,3 mm.
Mehaničke karakteristike motora sa šupljim feromagnetskim rotorom bliže su linearnim od karakteristika motora s konvencionalnim vjeveričastim rotorom, kao i s rotorom izrađenim u obliku šupljeg nemagnetskog cilindra.
Ponekad je vanjska površina šupljeg feromagnetskog rotora prekrivena slojem bakra debljine 0,05 - 0,10 mm, a njegove krajnje površine slojem bakra do 1 mm radi povećanja nazivne snage i momenta motora, ali njegova se učinkovitost donekle smanjuje.
Značajan nedostatak motora sa šupljim feromagnetskim rotorom je jednostrano lijepljenje rotora za magnetski krug statora zbog neravnomjernosti zračnog raspora, što se ne događa kod strojeva sa šupljim nemagnetskim rotorom. Motori sa šupljim feromagnetskim rotorom nemaju vlastiti pogon; rade stabilno u rasponu brzina od nule do sinkrone brzine rotora.
Asinkroni izvršni motori s masivnim feromagnetskim rotorom, izrađeni u obliku cilindra od čelika ili lijevanog željeza bez namota, odlikuju se jednostavnošću dizajna, velikom čvrstoćom, velikim startnim momentom, stabilnošću rada pri zadanoj brzini i mogu se koristi se pri vrlo visokim okretajima rotora.
Postoje invertirani motori s masivnim feromagnetskim rotorom, koji je izrađen u obliku vanjskog rotirajućeg dijela.
Asinkroni izvršni motori proizvode se za nazivnu snagu od frakcija do nekoliko stotina vata i dizajnirani su za napajanje iz izvora promjenjivog napona s frekvencijom od 50 Hz, kao i s povišenim frekvencijama do 1000 Hz i više.
Pročitajte također: Selsyn: svrha, uređaj, princip djelovanja