Что такое асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Что такое асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором?

Определение асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором — это двигатель, у которого ротор имеет форму, напоминающую беличье колесо, и работает на основе электромагнетизма. Ротор представляет собой цилиндрическую сборку из стальных листов, содержащую высоко проводящий металл, такой как алюминий или медь. Когда переменный ток проходит через обмотки статора, он создает вращающееся магнитное поле. Этот процесс индуцирует электрический ток в роторе, который создает свое собственное магнитное поле, взаимодействующее с полем статора для создания момента.

Принцип работы

Когда трехфазное питание подается на обмотки статора, оно создает вращающееся магнитное поле в пространстве. Скорость, с которой вращается магнитное поле, называется синхронной скоростью.

Это вращающееся магнитное поле индуцирует напряжение в роторных пластинах, поэтому начинает течь короткозамкнутый ток в роторных пластинах. Эти токи ротора генерируют собственное магнитное поле, которое будет взаимодействовать с магнитным полем статора. Теперь поле ротора будет пытаться делать противоположное тому, что вызвало его, поэтому ротор начинает следовать за вращающимся магнитным полем.

Когда ротор захватывает вращающееся магнитное поле, ток ротора снижается до нуля, так как больше нет относительного движения между вращающимся магнитным полем и ротором. Поэтому в этот момент касательная сила на роторе равна нулю, и ротор временно замедляется. После замедления ротора относительное движение между ротором и вращающимся магнитным полем восстанавливается, и ток ротора снова индуцируется. В результате касательная сила вращения ротора восстанавливается, и ротор снова начинает следовать за вращающимся магнитным полем, таким образом, что ротор поддерживает постоянную скорость, которая только немного ниже скорости вращающегося магнитного поля или синхронной скорости.

Скольжение измеряет разницу в скорости между вращающимся магнитным полем и ротором. Частота тока ротора равна скольжению, умноженному на частоту питания.

Строение асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором состоит из следующих частей:

• Статор

• Ротор

• Вентилятор

• Подшипник

Статор

Он состоит из трехфазной обмотки с железным сердечником и металлическим корпусом. Положение обмотки делает ее электрически и механически на 120°, кроме пространства. Обмотки установлены на ламинированном железном сердечнике и обеспечивают низкоомный путь для магнитного потока, создаваемого переменным током.

Ротор

Это часть двигателя, которая будет вращаться, чтобы обеспечить механический выход при заданном количестве электрической энергии. Номинальная мощность двигателя указана в лошадиных силах на шильде. Он состоит из вала, короткозамкнутых медных/алюминиевых пластин и железного сердечника. Сердечник ротора ламинирован, чтобы избежать потерь мощности из-за вихревых токов и гистерезиса. Проводники наклонены, чтобы предотвратить эффект зацепления при запуске и обеспечить лучшее соотношение между статором и ротором.

Вентилятор

Вентилятор прикреплен к задней части ротора для обеспечения теплообмена, чтобы поддерживать температуру двигателя в пределах допустимых значений.

Подшипник

Подшипники предоставляются как основа для движения ротора и поддерживают плавное вращение двигателя.

Применение асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

• Центробежные насосы

• Промышленные приводы (например, для конвейерных лент)

• Большие вентиляторы и воздуходувки

• Металлообрабатывающие станки

• Токарные и другие токарные станки

Преимущества асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

• Они недорогие

• Требуют мало обслуживания (потому что нет контактных колец или щеток)

• Хорошая регулировка скорости (они поддерживают постоянную скорость)

• Высокая эффективность преобразования электрической энергии в механическую (во время работы, а не при запуске)

• Лучшая тепловая регуляция (то есть они не нагреваются так сильно)

• Компактны и легки

• Взрывозащищенные (потому что нет щеток, которые могли бы вызвать искры)

Недостатки асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

• Очень плохая регулировка скорости

• Хотя они очень энергоэффективны при работе на полную мощность, они потребляют много энергии при запуске

• Они более чувствительны к колебаниям напряжения питания. При снижении напряжения питания индукционная машина потребляет больше тока. Во время скачков напряжения увеличение напряжения насыщает магнитные компоненты асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

• У них есть характеристики высокого пускового тока и разница в пусковом моменте (пусковой ток может быть в 5-9 раз больше тока полной нагрузки; пусковой момент может быть в 1,5-2 раза больше момента полной нагрузки)

Изменение конструкции

Изменяя форму роторных пластин, можно легко настроить характеристики двигателя, такие как скорость и момент, чтобы удовлетворить конкретным требованиям.

Заключение

При выборе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором необходимо учитывать такие факторы, как тип нагрузки, требования к питанию и напряжению, условия окружающей среды и климата, уровень защиты и взрывозащищенность, требования к обслуживанию и ремонту. Прежде всего, следует выбрать подходящий двигатель в зависимости от фактического типа нагрузки, например, для высокого момента и низкой скорости можно выбрать двигатель большой мощности; для высокой скорости и низкого момента — двигатель малой мощности. Одновременно необходимо учитывать требования к питанию и напряжению, чтобы уровни мощности и напряжения двигателя соответствовали фактическим условиям применения.