Verwendung und Funktion von Lichtring und Bürste im Asynchronmotor

Die Lichtringe und Bürsten im Asynchronmotor werden hauptsächlich in Wickelrotor-Asynchronmotoren und nicht in Käfigrotor-Asynchronmotoren verwendet. Im Wickelrotor-Asynchronmotor umfasst die Verwendung und Funktion der Lichtringe und Bürsten hauptsächlich die folgenden Aspekte:

Lichtring

Der Lichtring ist ein metallener Ring, der an der Motorwelle befestigt ist und in der Regel aus Kupfer hergestellt wird. Die Anzahl der Lichtringe hängt vom Motor-Design ab und entspricht in der Regel der Anzahl der Phasen in den Rotorwicklungen. Die Hauptfunktionen des Lichtrings sind wie folgt:

• Energieübertragung: Der Lichtring ermöglicht eine elektrische Verbindung zwischen einem externen Widerstand oder Steuergerät und den Rotorwicklungen über eine externe Schaltung, wodurch sich der Widerstand der Rotorwicklungen ändern lässt.

• Mechanische Rotation: Der Lichtring dreht sich mit dem Rotor des Motors, um während der Drehung des Rotors einen guten Kontakt mit der Bürste aufrechtzuerhalten.

Elektrische Bürste

Bürsten sind Kohle- oder Metallgraphitkomponenten, die im Motorgehäuse installiert sind und in Kontakt mit dem Lichtring stehen, um Strom zu übertragen. Die Hauptfunktionen der Bürste sind wie folgt:

• Leitfähige Verbindung: Die Bürste hält den Kontakt zum Lichtring aufrecht und bildet einen leitfähigen Pfad, der es ermöglicht, eine elektrische Verbindung zwischen der externen Schaltung und der Rotorwicklung herzustellen.

• Verschleißausgleich: Aufgrund der Reibung zwischen Bürste und Lichtring ist die Bürste als austauschbares Teil konzipiert, um Verschleiß auszugleichen und über einen langen Zeitraum hinweg einen guten Kontakt sicherzustellen.

Arbeitsprinzip des Wickelrotor-Asynchronmotors

Die Rotorwicklung des Wickelrotor-Asynchronmotors kann über Lichtring und Bürste mit einer externen Schaltung verbunden werden und kann an einen externen Widerstand oder ein Geschwindigkeitsregelungssystem angeschlossen werden. Das Ziel ist hauptsächlich, die Startleistung zu verbessern oder eine Geschwindigkeitsregelung zu erreichen:

•  Verbesserung der Startleistung: Beim Starten können externe Widerstände, die über Lichtring und Bürste angeschlossen sind, den Widerstand der Rotorwicklungen erhöhen, wodurch das Startdrehmoment erhöht und der Startstrom reduziert wird. Sobald der Motor eine hohe genug Geschwindigkeit erreicht hat, kann der externe Widerstand kurzgeschlossen oder allmählich verringert werden, um den normalen Betriebszustand des Motors wiederherzustellen.

• Geschwindigkeitsregelung: Durch die Anpassung des externen Widerstands der Rotorwicklung kann die Laufgeschwindigkeit des Motors verändert werden. Diese Methode wird als Rotorwiderstandsregelung bezeichnet.

Vorteile

• Erhöhung des Startdrehmoments: Das Startdrehmoment kann durch Erhöhung des Rotorwiderstands signifikant gesteigert werden.

• Reduzierung des Startstroms: Der Startstrom kann wirksam kontrolliert werden, um den Einfluss auf das Netz zu reduzieren.

• Fähigkeit zur Geschwindigkeitsregelung: Eine gewisse Geschwindigkeitsregelung kann durch den externen Widerstand erreicht werden.

Nachteile

• Erhöhte Komplexität: Im Vergleich zum Käfigrotor-Asynchronmotor hat der Wickelrotor-Asynchronmotor zusätzliche Komponenten wie Lichtringe und Bürsten, was die Motorkonstruktion komplexer macht.

• Wartungsbedarf: Lichtringe und Bürsten müssen regelmäßig überprüft und ersetzt werden, was die Wartungskosten erhöht.

• Effizienzverlust: Eine Erhöhung des Rotorwiderstands führt zu einem bestimmten Effizienzverlust.

Anwendungsbereiche

Wickelrotor-Asynchronmotoren werden häufig in Anwendungen eingesetzt, bei denen große Startdrehmomente erforderlich sind oder eine Geschwindigkeitsregelung erforderlich ist, wie z.B. in industriellen Anwendungen wie schweren Starthilfen, Kränen und Winden.

Zusammenfassung

Lichtringe und Bürsten spielen eine Schlüsselrolle bei der Verbindung der Rotorwicklung mit der externen Schaltung im Wickelrotor-Asynchronmotor, wodurch die Startleistung des Motors optimiert und eine Geschwindigkeitsregelung erreicht werden kann.