Використання та функція коліщата зсуву та щітки в асинхронному двигуні

Слідкова кільце та щітка в асинхронному двигуні використовуються переважно в двигуні з обмотковим ротором, а не в двигуні з клітинчастим ротором. У двигуні з обмотковим ротором використання та функції слідкового кільця та щітки включають наступні аспекти:

Слідкове кільце

Слідкове кільце — це металеве кільце, яке закріплено на валу двигуна, зазвичай виготовлене з міді. Кількість слідкових кілець залежить від конструкції двигуна і, зазвичай, дорівнює кількості фаз у обмотках ротора. Основні функції слідкового кільця такі:

• Передача енергії: Слідкове кільце дозволяє зовнішньому резистору або контролеру створити електричне з'єднання з обмотками ротора через з'єднання зовнішньої схеми, що змінює опір обмоток ротора.

• Механічне обертання: Слідкове кільце обертається разом з ротором двигуна, забезпечуючи підтримку добре контакту з щіткою під час обертання ротора.

Електрична щітка

Щітки — це компоненти з вугілля або металографіту, встановлені в корпусі двигуна, які контактують зі слідковим кільцем та передають струм. Основні функції щітки такі:

• Провідне з'єднання: Щітка підтримує контакт зі слідковим кільцем, формуючи провідний шлях, що дозволяє зовнішній схемі створити електричне з'єднання з обмоткою ротора.

• Компенсація зношення: Завдяки тертям між щіткою та слідковим кільцем, щітка спроектована як замінний елемент, щоб компенсувати зношення та забезпечити хороший контакт протягом тривалого періоду.

Принцип роботи асинхронного двигуна з обмотковим ротором

Обмотка ротора асинхронного двигуна з обмотковим ротором може бути підключена до зовнішньої схеми, через слідкове кільце та щітку, може бути підключена до зовнішнього резистора або пристрою регулювання швидкості. Мета цього полягає переважно в покращенні початкової продуктивності або досягненні регулювання швидкості:

•  Покращена початкова продуктивність: Під час запуску, зовнішні резистори, підключені через слідкове кільце та щітку, можуть збільшити опір обмоток ротора, що збільшує початковий момент та зменшує початковий струм. Коли двигун прискорюється до достатньо високої швидкості, зовнішній опір можна коротити або поступово зменшувати, щоб повернути двигун до нормального робочого стану.

• Регулювання швидкості: Змінюючи зовнішній опір, доступний до обмотки ротора, можна змінити швидкість роботи двигуна. Цей метод називається регулюванням швидкості за допомогою опору ротора.

Переваги

• Збільшення початкового моменту: Початковий момент можна значно збільшити, збільшуючи опір ротора.

• Зменшення початкового струму: Початковий струм можна ефективно контролювати, щоб зменшити вплив на мережу.

• Здатність до регулювання швидкості: До певної міри регулювання швидкості можна досягти за допомогою зовнішнього опору.

Недоліки

• Збільшення складності:По порівнянню з асинхронним двигуном з клітинчастим ротором, двигун з обмотковим ротором має додаткові компоненти, такі як слідкове кільце та щітка, що робить конструкцію двигуна більш складною.

• Потреба в технічному обслуговуванні: слідкові кільця та щітки потрібно регулярно перевіряти та замінювати, що збільшує витрати на обслуговування.

• Втрати ефективності: Збільшення опору ротора призведе до певних втрат ефективності.

Сценарії застосування

Асинхронні двигуни з обмотковим ротором часто використовуються в застосуваннях, де потрібні великі початкові моменти або регулювання швидкості, таких як важке запускове обладнання, кран-балки та лебідки в промислових застосуваннях.

Висновок

Слідкове кільце та щітка відіграють ключову роль у з'єднанні обмотки ротора з зовнішньою схемою в асинхронному двигуні з обмотковим ротором, через яке можна оптимізувати початкову продуктивність двигуна та досягти регулювання швидкості.