Co to jest silnik indukcyjny z uzwojeniem wirnika?

Czym jest silnik indukcyjny z obudowanym wirnikiem?

Definicja silnika indukcyjnego z obudowanym wirnikiem

Silnik indukcyjny z obudowanym wirnikiem (znany również jako silnik okrągły lub silnik indukcyjny z pierścieniami suwakowymi) to specjalny typ trójfazowego silnika asynchronicznego zaprojektowany do zapewnienia wysokiego momentu początkowego poprzez połączenie zewnętrznego oporu z obwodem wirnika. Wirnik silnika jest obudowany. Dlatego też nazywany jest również silnikiem z obudowanym wirnikiem lub silnikiem indukcyjnym z obudowanym wirnikiem.

Prędkość pracy silnika z pierścieniami suwakowymi nie jest równa prędkości synchronicznej wirnika, dlatego nazywany jest również silnikiem asynchronicznym.

Schemat silnika z obudowanym wirnikiem

Stator silnika indukcyjnego z obudowanym wirnikiem jest taki sam jak stator silnika indukcyjnego klatkowego. Liczba pol bocznych zwojonych na wirniku silnika jest taka sama jak liczba pol bocznych statora.

Wirnik ma trójfazowe izolowane zwierciadła, każde połączone z pierścieniem suwakowym za pomocą szczotki. Szczotka zbiera prąd i przekazuje go do i z zwoju wirnika.

Te szczotki są dalej połączone z rezystorem w układzie gwiazdowym. Poniższy rysunek przedstawia schemat silnika indukcyjnego z obudowanym wirnikiem.

W silniku indukcyjnym z obudowanym wirnikiem moment jest zwiększany poprzez dodanie zewnętrznego oporu do obwodu wirnika za pomocą rezystora w układzie gwiazdowym.

Zwiększenie prędkości silnika powoduje stopniowe odłączanie oporu rezystora. Ten dodatkowy opór zwiększa impedancję wirnika, co zmniejsza prąd wirnika.

Uruchamianie silnika indukcyjnego z obudowanym wirnikiem

Uruchamianie przez rezystor/wzmacniacz wirnika

Silniki z pierścieniami suwakowymi są prawie zawsze uruchamiane przy pełnym napięciu sieci podawanym do zacisków statora.

Wartość prądu początkowego jest dostosowywana poprzez wprowadzenie zmiennego rezystora do obwodu wirnika. Kontrolowany opór ma formę rezystora w układzie gwiazdowym. Zwiększenie prędkości silnika powoduje stopniowe odłączanie oporu.

Poprzez zwiększenie oporu wirnika, prąd wirnika przy uruchamianiu jest zmniejszony, podobnie jak prąd statora, ale jednocześnie moment jest zwiększony dzięki wzrostowi współczynnika mocy.

Jak wspomniano wcześniej, dodatkowy opór w obwodzie wirnika umożliwia silnikowi z pierścieniami suwakowymi generowanie wysokiego momentu początkowego przy umiarkowanym prądzie początkowym.

Dlatego silnik z obudowanym wirnikiem lub silnik z pierścieniami suwakowymi może zawsze być uruchamiany pod pewnym obciążeniem. Gdy silnik pracuje w normalnych warunkach, pierścienie suwakowe są skrócone, a szczotki są usuwane.

Regulacja prędkości

Prędkość silnika indukcyjnego z obudowanym wirnikiem lub silnika z pierścieniami suwakowymi można kontrolować poprzez zmianę oporu w obwodzie wirnika. Ta metoda stosowana jest tylko dla silników z pierścieniami suwakowymi.

Gdy silnik pracuje, jego prędkość maleje, jeśli w obwodzie wirnika podłączony jest pełny rezystor.

Gdy prędkość silnika maleje, w obwodzie wirnika indukuje się więcej napięcia, aby wytworzyć niezbędny moment, co zwiększa moment.

Podobnie, gdy opór wirnika maleje, prędkość silnika zwiększa się. Poniższy rysunek pokazuje charakterystykę prędkość-moment silnika z pierścieniami suwakowymi.

Jak widać na rysunku, gdy opór fazowy wirnika wynosi R1, prędkość silnika zmienia się na N1. Charakterystyka prędkość-moment silnika przy R jest przedstawiona jako linia niebieska.

Teraz, jeśli opór fazowy wirnika zwiększa się do R2, prędkość silnika maleje do N2. Charakterystyka prędkość-moment silnika przy R jest przedstawiona jako linia zielona 2.

Zalety silnika z obudowanym wirnikiem

• Wysoki moment początkowy - silniki z pierścieniami suwakowymi mogą zapewniać wysoki moment początkowy dzięki obecności zewnętrznego oporu w obwodzie wirnika.

• Wysoka zdolność przeciążeniowa - silnik z pierścieniami suwakowymi ma wysoką zdolność przeciążeniową i gładkie przyspieszenie pod dużym obciążeniem.

• Niski prąd początkowy w porównaniu do silników klatkowych - dodatkowy opór w obwodzie wirnika zwiększa impedancję wirnika, co zmniejsza prąd początkowy.

• Regulowalna prędkość - Prędkość można regulować poprzez zmianę oporu w obwodzie wirnika. Dlatego uznawany jest za "silnik o zmiennej prędkości".

• Zwiększenie współczynnika mocy

Powszechne zastosowania

Silniki z obudowanym wirnikiem są używane w wysokomocowych aplikacjach przemysłowych, które wymagają wysokiego momentu początkowego i regulowalnych prędkości, takich jak dźwigi, windy i winda.