Zastosowanie i funkcja pierścienia ślizgowego i szczotki w silniku indukcyjnym
Ślizgowe pierścienie i szczotki w silniku indukcyjnym są głównie wykorzystywane w silnikach indukcyjnych z obrotowym wirnikiem, a nie w silnikach indukcyjnych z wirnikiem klatkowym. W silnikach indukcyjnych z obrotowym wirnikiem, zastosowanie i funkcje ślizgowych pierścieni i szczotek obejmują głównie następujące aspekty:
Ślizgowe pierścienie
Ślizgowy pierścień to metalowy pierścień zamocowany do wału silnika, zwykle wykonany z miedzi. Liczba ślizgowych pierścieni zależy od projektu silnika i jest zazwyczaj taka sama jak liczba faz w nawinięciach wirnika. Główne funkcje ślizgowego pierścienia są następujące:
Przenoszenie mocy: ślizgowy pierścień umożliwia zewnętrznemu opornikowi lub sterownikowi nawiązanie połączenia elektrycznego z nawinięciami wirnika przez połączenie z zewnętrznym obwodem, co zmienia opór nawinięć wirnika.
Obrót mechaniczny: ślizgowy pierścień obraca się razem z wirnikiem silnika, aby zapewnić utrzymanie dobrego kontaktu ze szczotką podczas obrotu wirnika.
Szczotka elektryczna
Szczotki to komponenty wykonane z węgla lub grafitu metalowego zamontowane w obudowie silnika, które są w kontakcie ze ślizgowymi pierścieniami i przesyłają prąd. Główne funkcje szczotki są następujące:
Połączenie przewodzące: szczotka utrzymuje kontakt ze ślizgowym pierścieniem, tworząc ścieżkę przewodzącą, która umożliwia zewnętrznemu obwodowi nawiązanie połączenia elektrycznego z nawinięciami wirnika.
Kompensacja zużycia: ze względu na tarcie między szczotką a ślizgowym pierścieniem, szczotka jest zaprojektowana jako wymienna część, aby skompensować zużycie i zapewnić dobry kontakt przez długi czas.
Zasada działania silnika indukcyjnego z obrotowym wirnikiem
Nawinięcia wirnika w silniku indukcyjnym z obrotowym wirnikiem mogą być połączone z zewnętrznym obwodem, poprzez ślizgowe pierścienie i szczotki, mogą być połączone z zewnętrznym opornikiem lub urządzeniem do regulacji prędkości. Celem tego jest głównie poprawa właściwości startowych lub osiągnięcie regulacji prędkości:
Poprawa właściwości startowych: Podczas startu, zewnętrzne oporniki połączone przez ślizgowe pierścienie i szczotki mogą zwiększyć opór nawinięć wirnika, co zwiększa moment startowy i redukuje prąd startowy. Gdy silnik przyspiesza do wystarczająco wysokiej prędkości, zewnętrzny opór może być zwarty lub stopniowo zmniejszony, aby przywrócić normalny stan pracy silnika.
Regulacja prędkości: poprzez dostosowanie zewnętrznego oporu nawinięć wirnika, można zmienić prędkość pracy silnika. Ta metoda nazywa się regulacją prędkości przez opór wirnika.
Zalety
Zwiększenie momentu startowego: moment startowy można znacznie zwiększyć poprzez zwiększenie oporu wirnika.
Zmniejszenie prądu startowego: prąd startowy można efektywnie kontrolować, aby zmniejszyć wpływ na sieć.
Możliwość regulacji prędkości: poprzez zewnętrzny opór można osiągnąć pewien stopień regulacji prędkości.
Wady
Zwiększenie złożoności: w porównaniu do silników indukcyjnych z wirnikiem klatkowym, silniki indukcyjne z obrotowym wirnikiem mają dodatkowe elementy, takie jak ślizgowe pierścienie i szczotki, co sprawia, że konstrukcja silnika jest bardziej złożona.
Potrzeby konserwacji: ślizgowe pierścienie i szczotki muszą być regularnie sprawdzane i wymieniane, co zwiększa koszty konserwacji.
Straty wydajności: zwiększenie oporu wirnika powoduje pewne straty wydajności.
Scenariusze zastosowania
Silniki indukcyjne z obrotowym wirnikiem są często stosowane w zastosowaniach, gdzie wymagane są duże momenty startowe lub regulacja prędkości, takich jak w przemyśle, w ciężkim sprzęcie startowym, dźwigach i windach.
Podsumowanie
Ślizgowe pierścienie i szczotki odgrywają kluczową rolę w łączeniu nawinięć wirnika z zewnętrznym obwodem w silniku indukcyjnym z obrotowym wirnikiem, poprzez co można zoptymalizować właściwości startowe silnika i osiągnąć regulację prędkości.
