Що таке двигун з короткозамкненими роторами?

Що таке двигун зі скріпчастим ротором?

Визначення двигуна зі скріпчастим ротором

Двигун зі скріпчастим ротором - це двигун, ротор якого нагадує сховище білки та працює на основі електромагнетизму. Ротор - це циліндрична конструкція з сталевих ламелей, яка містить високопровідний метал, такий як алюміній або мідь. Коли черговий струм протікає через обмотки статора, він створює обертове магнітне поле. Цей процес індукує електричний струм у роторі, який створює власне магнітне поле, яке взаємодіє з полем статора для створення моменту.

Принцип роботи

Коли тривимірне живлення підводиться до обмоток статора, воно створює обертове магнітне поле в просторі. Швидкість, з якою обертається магнітне поле, називається синхронною швидкістю.

Це обертове магнітне поле індукує напругу в роторних прутках, тому починався потік короткозамкненого струму в роторних прутках. Ці роторні струми генерують власне магнітне поле, яке буде взаємодіяти з магнітним полем статора. Тепер магнітне поле ротора спробує зробити зворотнє до свого причинника, тому ротор починає слідувати за обертовим магнітним полем.

Коли ротор захоплює обертове магнітне поле, струм ротора падає до нуля, оскільки немає більше відносного руху між обертовим магнітним полем і ротором. Тому в цей момент тангенціальна сила на роторі дорівнює нулю, і ротор тимчасово сповільнюється. Після того, як ротор сповільнюється, відносний рух між ротором і обертовим магнітним полем знову встановлюється, тому струм ротора знову індукується. В результаті тангенціальна сила обертання ротора знову відновлюється, і ротор знову починає слідувати за обертовим магнітним полем, таким чином, що ротор підтримує постійну швидкість, яка лише менша за швидкість обертового магнітного поля або синхронну швидкість.

Прослиз дозволяє виміряти різницю швидкостей між обертовим магнітним полем і ротором. Частота струму ротора дорівнює прослизу, помноженому на частоту живлення.

Структура двигуна зі скріпчастим ротором

Двигун зі скріпчастим ротором складається з наступних частин:

• Статор

• Ротор

• Вентилятор

• Підшипник

Статор

Він складається з трифазної обмотки з залізним сердечником та металевим корпусом. Положення обмотки робить його електрично та механічно на 120° відхиленням в просторі. Обмотки монтується на ламельному залізному сердечнику і забезпечує низькорезистивний шлях для магнітного потоку, створеного черговим струмом.

Ротор

Це частина двигуна, яка буде обертатися, щоб надати механічний вивід при заданій кількості електричної енергії. Номінальний вивід двигуна вказаний в конях на шильдик. Він складається з валу, короткозамкнених медних/алюмінієвих прутків та залізного сердечника. Сердечник ротора ламельний, щоб уникнути втрати енергії через вихоркові струми та гістерезис. Кондуктори нахилені, щоб уникнути ефекту заклинивання під час пуску та забезпечити кращий коефіцієнт перетворення між статором і ротором.

Вентилятор

Вентилятор прикріплений до задньої частини ротора, щоб забезпечити теплообмін, тому він підтримує температуру двигуна в рамках допустимих меж.

Підшипник

Підшипники надаються як основа для руху ротора та підтримують плавне обертання двигуна.

Застосування двигуна зі скріпчастим ротором

• Центробіжний насос

• Промислові приводи (наприклад, для роботи транспортерних ліній)

• Великі вентилятори та повітряні насоси

• Машини-верстати

• Токарні верстати та інші обертові обладнання

Переваги двигунів зі скріпчастим ротором

• Вони недорогі

• Потребують менше обслуговування (через відсутність колекторів або щіток)

• Добре регулюють швидкість (вони підтримують постійну швидкість)

• Висока ефективність перетворення електричної енергії на механічну (при роботі, а не при запуску)

• Краще регулювання тепла (тобто, не так сильно нагріваються)

• Компактні та легкі

• Вибухостійкі (через відсутність щіток, що знижує ризик виникнення іскр)

Недоліки двигунів зі скріпчастим ротором

• Дуже погане регулювання швидкості

• Хоча вони дуже енергоэффективні при повному завантаженні, вони споживають багато енергії при запуску

• Вони більш чутливі до коливань напруги живлення. Коли напруга живлення зменшується, індукційна машина споживає більше струму. Під час стрибків напруги, збільшення напруги насичує магнітні компоненти двигуна зі скріпчастим ротором

• Вони мають характеристики високого пускового струму та різниці пускового моменту (пусковий струм може бути 5-9 разів більшим за струм повного завантаження; пусковий момент може бути 1,5-2 рази більшим за момент повного завантаження)

Зміна конструкції

Змінюючи форму роторних прутків, можна легко налаштувати характеристики двигуна, такі як швидкість та момент, для відповідності конкретним вимогам.

Підсумок

При виборі двигуна зі скріпчастим ротором необхідно враховувати фактори, такі як тип навантаження, вимоги до живлення та напруги, екологічні та кліматичні умови, рівень захисту та вибухостійкі вимоги, вимоги до обслуговування та технічного обслуговування. Присвоюючи перевагу фактичному типу навантаження, виберіть відповідний двигун, наприклад, для високого моменту та низької швидкості, виберіть двигун великої потужності; для високої швидкості та низького моменту, виберіть двигун малої потужності. Одночасно, необхідно врахувати вимоги до живлення та напруги, щоб рівні потужності та напруги двигуна відповідали реальним умовам застосування.