Wat is een kooiwikkelinductiemotor?

Wat is een Squirrel Cage Inductiemotor?

Definitie van een squirrel-cage inductiemotor

Een squirrel cage inductiemotor is een motor met een rotor die eruit ziet als een eekhoorntjeskooi en werkt op basis van elektromagnetisme. De rotor is een cilindrische constructie van gelamineerd staal met een zeer geleidbaar metaal zoals aluminium of koper. Wanneer wisselstroom door de statorwindingen stroomt, creëert dit een roterend magnetisch veld. Dit proces induceret een elektrische stroom in de rotor, die zijn eigen magnetisch veld creëert, dat interacteert met het veld van de stator om koppel te genereren.

Werkingsprincipe

Wanneer een driefasen voeding wordt toegevoerd aan de statorwinding, wordt er een roterend magnetisch veld in de ruimte opgewekt. De snelheid waarmee het magnetisch veld roteert, wordt de synchrone snelheid genoemd.

Dit roterende magnetisch veld induceert een spanning in de rotorbalk, waardoor de kortsluitspanning begint te stromen in de rotorbalk. Deze rotorstromen genereren een zelfmagnetisch veld dat zal interacteren met het magnetisch veld van de stator. Nu zal het rotorveld proberen het tegenovergestelde van zijn oorzaak te doen, dus begint de rotor het roterende magnetisch veld te volgen.

Wanneer de rotor het roterende magnetisch veld oppakt, daalt de rotorstroom naar nul omdat er geen relatieve beweging meer is tussen het roterende magnetisch veld en de rotor. Daarom is op dat moment de tangentiële kracht op de rotor nul, zodat de rotor tijdelijk vertraagt. Na het vertragen van de rotor wordt de relatieve beweging tussen de rotor en het roterende magnetisch veld hersteld, waardoor de rotorstroom opnieuw wordt geïnduceerd. Hierdoor herstelt de tangentiële kracht van de rotatie van de rotor, zodat de rotor opnieuw het roterende magnetisch veld gaat volgen, zodat de rotor een constante snelheid behoudt die slechts lager is dan de snelheid van het roterende magnetisch veld of de synchrone snelheid.

Glijdage meet het verschil in snelheid tussen het roterende magnetisch veld en de rotor. De frequentie van de rotorstroom is gelijk aan de glijdage vermenigvuldigd met de voedingsfrequentie.

Structuur van de squirrel cage inductiemotor

De squirrel cage inductiemotor bestaat uit de volgende onderdelen:

• Stator

• Rotor

• Ventilator

• Lagers

Stator

Het bestaat uit een driefase winding met een ijzeren kern en een metalen behuizing. De positie van de winding maakt het elektrisch en mechanisch 120° uit elkaar in de ruimte. De windingen zijn bevestigd op een gelamineerde ijzeren kern en bieden een laagweerstands pad voor het magnetische veld dat wordt opgewekt door de wisselstroom.

Rotor

Het is het deel van de motor dat zal roteren om een mechanische uitvoer te leveren bij een bepaalde hoeveelheid elektrische energie. Het nominale vermogen van de motor wordt in pk aangegeven op het typeplaatje. Het bestaat uit een as, kortgesloten koper/aluminium staven en een ijzeren kern. De rotorcore is gelamineerd om vermogensverlies door wentelstroom en hysteresis te voorkomen. De geleiders zijn gekanteld om de cogging-effect tijdens het startproces te voorkomen en om een betere conversieratio tussen de stator en de rotor te bieden.

Ventilator

De ventilator is bevestigd aan de achterkant van de rotor om warmte-uitwisseling te bieden, zodat de temperatuur van de motor binnen de perken blijft.

Lagers

Lagers worden geleverd als basis voor de beweging van de rotor en onderhouden de soepele rotatie van de motor.

Toepassing van de squirrel cage inductiemotor

• Centrifugaalpomp

• Industriële aandrijvingen (bijvoorbeeld voor transportbanden)

• Grote blower en ventilator

• Machinegereedschap

• Touren en andere draaiapparatuur

Voordelen van squirrel cage inductiemotoren

• Ze zijn goedkoop

• Vereisen minder onderhoud (omdat er geen slipringen of borstels zijn)

• Goede snelheidsregeling (ze behouden een constante snelheid)

• Hoog rendement bij het omzetten van elektrische energie in mechanische energie (tijdens bedrijfsomstandigheden, niet bij opstarten)

• Heeft betere warmteregeling (wordt niet zo heet)

• Compact en licht

• Ontplofbestendig (omdat er geen borstel is om vonken te elimineren)

Nadelen van squirrel cage inductiemotoren

• Snelheidsregeling is zeer slecht

• Hoewel ze zeer energie-efficiënt zijn bij volledige belasting, consumeren ze veel energie bij het opstarten

• Ze zijn gevoeliger voor fluctuaties in de voedingsspanning. Wanneer de voedingsspanning afneemt, consumeert de inductiemachine meer stroom. Tijdens spanningspieken leidt de toename van de spanning tot verzadiging van de magnetische componenten van de squirrel cage inductiemotor

• Ze hebben de eigenschap van hoge startstroom en verschillen in startkoppel (startstroom kan 5-9 keer de volle belastingsstroom zijn; startkoppel kan 1,5-2 keer het volle belastingskoppel zijn)

Ontwerpverandering

Door de vorm van de rotorbalk te veranderen, kunnen de prestatiekenmerken van de motor, zoals snelheid en koppel, gemakkelijk worden aangepast om specifieke eisen te voldoen.

Samenvatting

Bij het kiezen van een squirrel cage inductiemotor is het nodig om factoren zoals belastingtype, voeding en spanningseisen, milieu- en klimaatcondities, beschermingsniveau en ontplofbestendigheidseisen, onderhouds- en servicerequirements in overweging te nemen. Allereerst moet, afhankelijk van het daadwerkelijke belastingtype, de juiste motor worden gekozen, bijvoorbeeld voor hoge koppel, lage snelheid belasting, kunt u een grote vermogensmotor kiezen; voor hoge snelheid, laag koppel belasting, kiest u een kleine vermogensmotor. Tegelijkertijd moet rekening worden gehouden met de eisen van de voeding en spanning, zodat de vermogens- en spanningniveaus van de motor overeenkomen met de daadwerkelijke toepassingsomgevingen.