Milloin periaatteella sähkövirta-induktion moottori toimii

Induktiomotori on yleisesti käytetty vaihtovirtamotoryyppi, jonka toimintaperiaate perustuu sähkömagneettiseen induktioon. Alla on yksityiskohtainen selitys siitä, miten induktiomotori toimii:

1. Rakenne

Induktiomotori koostuu pääasiassa kahdesta osasta: statorista ja rotorista.

Statori: Statori on paikallaan pysyvä osa, joka tyypillisesti koostuu levyrautakärjistä ja kolmifaseisiin kierroksiin, jotka on upotettu rautakärjen reikiin. Kolmifaseiset kierrokset on yhdistetty kolmifaseiseen vaihtovirtalähdeeseen.

Rotori: Rotori on pyörimäosa, joka on yleensä tehty johtavista vaaleista (yleensä alumiinia tai kuparia) ja päärengaseista, muodostaen oravanluukkarakenteen. Tätä rakennetta kutsutaan "oravanluukkarotoriksi."

2. Toimintaperiaate

2.1 Kiertävän magneettikentän luominen

Kolmifaseinen vaihtovirtalähde: Kun kolmifaseinen vaihtovirtalähde kytketään statorin kierroksiin, statorin kierrokseen syntyy vaihtovirtaa.

Kiertävä magneettikenttä: Faradayn sähkömagneettisen induktion laissa määrätään, että statorin kierroksissa syntyvät vaihtovirrat tuottavat ajan suhteen vaihtelevan magneettikentän. Koska kolmifaseinen vaihtovirta on 120 asteen vaihe-ero, nämä magneettikentät vuorovaikuttevat muodostaen kiertävän magneettikentän. Kiertävän magneettikentän suunta ja nopeus riippuvat voimalähteen taajuudesta ja kierrosten asettelusta.

2.2 Indusoitu virta

Magneettivirtaviivojen leikkaaminen: Kiertävä magneettikenttä leikkaa rotorin johtajien magneettivirtaviivoja. Faradayn sähkömagneettisen induktion laissa määrätään, että tämä indusoitsee sähkömotorin potentiaalin (EMF) rotorin johtajissa.

Indusoitu virta: Indusoitu EMF tuottaa virran rotorin johtajissa. Koska rotorin johtajat muodostavat suljetun silmukan, indusoitu virta kulkee johtajissa.

2.3 Jännityksen luominen

Lorentzin voima: Lorentzin voiman laissa määrätään, että kiertävän magneettikentän ja rotorin johtajissa indusoitunut virta vuorovaikutteisesti tuottavat voiman, joka aiheuttaa rotorin pyörimisen.

Jännitys: Tämä voima tuottaa jännityksen, joka aiheuttaa rotorin pyörimisen kiertävän magneettikentän suuntaan. Rotorn nopeus on hieman vähemmän kuin kiertävän magneettikentän synkroninopeus, koska tietyssä liukumisessa on tarvetta riittävän indusoitunut virran ja jännityksen luomiseen.

3. Liukuminen

Liukuminen: Liukuminen on kiertävän magneettikentän synkroninopeuden ja rotorin todellisen nopeuden ero. Se ilmaistaan kaavalla:

Missä:

s on liukuminen ns on synkroninopeus (kiertokierroksina minuutissa)

nr on rotorin todellinen nopeus (kiertokierroksina minuutissa)

Synkroninopeus: Synkroninopeus 

ns määräytyy voimalähteen taajuudesta 

f ja motorin tukiparien lukumäärästä 

p, laskemalla kaavalla:

4. Ominaisuudet

Käynnistysominaisuudet: Käynnistyksen aikana liukuminen on lähellä 1, ja rotorin johtajissa indusoitunut virta on korkea, mikä tuottaa suuren käynnistysjännityksen. Kun rotor kiihdyttää, liukuminen pienenee, ja indusoitu virta ja jännitys myös vähenevät.

Ajomuodossa olevat ominaisuudet: Vakiovaiheessa liukuminen on yleensä pieni (0,01–0,05), ja rotorin nopeus on lähellä synkroninopeutta.

5. Sovellukset

Induktiomotorit ovat laajalti käytössä erilaisissa teollisuuden ja kotitalouksien sovelluksissa niiden yksinkertaisen rakenteen, luotettavan toiminnan ja helpon huollon ansiosta. Yleisiä sovelluksia ovat esimerkiksi tuuletin, pumpu, kompressori ja kuljetuslaitteet.

Yhteenveto

Induktiomotorin toimintaperiaate perustuu sähkömagneettiseen induktioon. Kiertävä magneettikenttä luodaan kolmifaseisella vaihtovirtapäällikköllä statorin kierroksissa. Tämä kiertävä magneettikenttä indusoitaa virtaa rotorin johtajissa, mikä tuottaa jännityksen, joka aiheuttaa rotorin pyörimisen.