Asinkroni mikromotori

Tipično su električni motori podijeljeni u tri skupine: velike, srednje i male snage. Za motore male snage (nazvat ćemo ih mikromotorima) gornja granica snage nije postavljena, obično nekoliko stotina vata. Mikromotori se široko koriste u kućanskim aparatima i uređajima (sada svaka obitelj ima nekoliko mikromotora - u hladnjacima, usisivačima, magnetofonima, uređajima za reprodukciju itd.), Mjernoj opremi, automatskim upravljačkim sustavima, zrakoplovnoj i svemirskoj tehnologiji i drugim područjima ljudske aktivnosti.

Prvi DC motori pojavili su se 30-ih godina XIX stoljeća. Veliki korak u razvoju elektromotora učinio je kao rezultat pronalaska 1856. godine njemački inženjer Siemens dvostrukog pretvarača i otkrićem dinamoelektričnog principa 1866. godine. 1883. Tesla, a 1885. Ferrari je samostalno izumio asinkroni izmjenični motor. 1884. godine, Siemens je stvorio komutatorski motor sa naizmjeničnom strujom s serijskim namotom pobude. Hazelwander i Dolivo-Dobrovolsky su 1887. predložili dizajn rotora s kavezom za vjeverice, što je uvelike pojednostavilo dizajn motora. Godine 1890. Chitin i Leblanc prvi su koristili kondenzator koji mijenja fazu.

U kućanskim električnim aparatima električni motori počeli su se koristiti 1887. - u ventilatorima, 1889 - u šivaćim strojevima, 1895 - u bušilicama, od 1901 - u usisivačima. Međutim, do danas su potrebe za mikromotorima bile tako velike (do šest mikromotora koristi se u modernoj video kameri) da su se pojavile specijalizirane firme i poduzeća za njihov razvoj i proizvodnju.

Jednofazni asinkroni mikromotori najčešći su tip, oni udovoljavaju zahtjevima većine električnih pogona uređaja i uređaja, karakteriziraju niska cijena i razina buke, visoka pouzdanost, ne zahtijevaju održavanje i ne sadrže pokretne kontakte.

Uključivanje. Asinkroni mikromotor može biti s jednim, dva ili tri namota. Motor s jednim namotom nema početni moment pokretanja, a da biste ga pokrenuli, trebate koristiti, na primjer, pokretački motor. U motoru s dva namota jedan je od namotaja, nazvan glavni, izravno povezan s mrežnim napajanjem (Sl. 1). Da bi se stvorio početni trenutak u drugom pomoćnom namotu, struja se mora pomaknuti u fazi u odnosu na struju u glavnom namotu. Za to je u seriju uključen dodatni otpornik s pomoćnim namotom, koji može biti aktivne, induktivne ili kapacitivne prirode.

Najčešće se kondenzator uključuje u pomoćni krug napajanja namota, pri čemu dobiva optimalni fazni kut struja u namotima jednak 90 ° (sl. 1.6). Kondenzator koji je stalno uključen u krug napajanja pomoćnog namota naziva se radnim. Ako je za pokretanje motora potrebno osigurati povećan startni okretni moment, tada se paralelno s radnim kondenzatorom S uključio početni kondenzator Ca u vrijeme pokretanja (Sl. 1, c). Nakon što se motor ubrza do rotacije, početni kondenzator se isključuje pomoću releja ili centrifugalnog prekidača. U praksi se često koriste verzije sa slike 1.6.

Učinak pomaka faze može se postići umjetnim povećanjem aktivnog otpora pomoćnog namotaja. To se postiže ili uključivanjem dodatnog otpornika ili izradom pomoćnog namotaja iz žice visokog otpora. Zbog povećanog zagrijavanja pomoćnog namota, potonji se isključuje nakon pokretanja motora.Takvi su motori jeftiniji i pouzdaniji od kondenzatorskih, iako ne omogućuju fazni pomak struja namatanja od 90 °.

Za obrtanje smjera vrtnje vratila motora, pomoćni namot treba uključiti u strujni krug induktor ili induktor, zbog čega će struja u glavnom namotu nadmašiti struju u pomoćnom namotu. U praksi se ova metoda rijetko koristi, jer je fazni pomak beznačajan zbog induktivne naravi otpora pomoćnog namota.

Najčešće se između glavnog i pomoćnog namota koristi metoda faznog pomaka, koja se sastoji u zatvaranju pomoćnog namota. Glavni namot ima magnetsku vezu s pomoćnim, tako da kada je glavni namot spojen na mrežnu opskrbu, EMF se inducira u pomoćnom i nastaje struja koja zaostaje u fazi od struje glavnog namota. Rotor motora počinje se okretati u smjeru od glavnog do pomoćnog namota.

Trofazni asinhroni motor s tri namotaja može se koristiti u jednofaznom načinu napajanja. Na slici 2 prikazana je uključenost motora s tri namota prema shemi "zvijezda" i "trokut" u jednofazni režim rada (Steinmetsova shema). Dva od tri namota izravno su spojena na opskrbnu mrežu, a treća je spojena na opskrbni napon preko startnog kondenzatora. Za stvaranje potrebnog pokretačkog zakretnog momenta, potrebno je serijski spojiti otpornik s kondenzatorom, čiji otpor ovisi o parametrima namota motora.

Slika 2

Namota. Za razliku od asinkronih motora s tri namotaja, koje karakterizira simetrični prostorni raspored i isti parametri namotaja na statoru, kod motora s jednofaznim napajanjem glavni i pomoćni namoti imaju različite parametre. Za simetrična namota, broj žljebova po polu i fazi može se odrediti iz izraza: q = N / 2pm, gdje je N broj žljebova statora; m je broj namota (faza); p je broj polova. U asimetričnim namotima značajno se mijenja broj žljebova koje zauzima svako navijanje. Stoga glavni i pomoćni namoti imaju različit broj okreta. Tipičan primjer je 2 / 3-1 / 3 navijanje (Sl. 3), u kojem 2/3 utora statora zauzima glavni, a 1/3 pomoćno navijanje.

Slika 3

Dizajn. Sl. 4 prikazuje presjek motora s dva koncentrirana ili zavojna namota smještena na polovima statora. Svako navijanje (glavno 1 i pomoćno 2) oblikovano je s dvije zavojnice smještene na suprotnim polovima. Zavojnice se stavljaju na stupove i ubacuju u jarbol stroja, koji u ovom slučaju ima kvadratni oblik. Sa bočne strane radnog zračnog zavoja, zavojnice se drže posebnim izbočenjima koja djeluju kao polne cipele 3. Zahvaljujući njima, krivulja raspodjele indukcije magnetskog polja u radnom zračnom otvoru približava se sinusoidu. Bez ovih izbočenja oblik navedene krivulje gotovo je pravokutnog oblika. Kao element promjene faze za takav motor može se koristiti i kondenzator i otpornik. Također možete kratki spoj pomoćnog namotaja. U tom se slučaju motor pretvara u asinhroni stroj s podijeljenim polovima.

Slike 4, 5

Motori s razdvojenim polovima najčešće se koriste zbog svoje konstrukcijske jednostavnosti, visoke pouzdanosti i niske cijene. Takav motor također ima dva namota na statoru (Sl. 5). Glavni namot 3 izrađen je u obliku zavojnice i povezan je izravno na opskrbnu mrežu. Pomoćni namot 1 je kratkog spoja i sadrži od jednog do tri okreta po polu. Pokriva dio motke, što objašnjava naziv motora. Pomoćno navijanje izrađeno je od bakrene žice okruglog ili ravnog oblika s presjekom od nekoliko kvadratnih milimetara, koja se savija u zavoje odgovarajućeg oblika. Zatim su krajevi namotaja spojeni zavarivanjem.Rotor motora izrađen je u kratkom spoju, a na njegovim krajevima su montirane rashladne peraje, koje poboljšavaju otpuštanje topline iz namotaja statora.

Mogućnosti dizajna za motore sa podijeljenim polovima prikazane su na slikama 6 i 7. U principu, glavni namot može biti smješten simetrično ili asimetrično u odnosu na rotor. Sl. 6 prikazuje dizajn motora s asimetričnim glavnim namotom 5 (1 - otvor za pričvršćivanje; 2 - magnetski usmjerivač; 3 - kratki spoj namota; 4 - rupe za montiranje i poravnavanje; 6 - okvir za namatanje; 7 - krak). Takav motor ima značajno raspršenje magnetskog toka u vanjskom magnetskom krugu, stoga njegova učinkovitost ne prelazi 10-15%, a proizvodi se za snagu ne veću od 5-10 vata.

Sa stanovišta obradivosti, motor sa simetrično smještenim glavnim namotom je složeniji. U motorima snage 10-50 W koristi se kompozitni stator (Sl. 7, gdje: 1 - prsten jarma; 2 - prsten kratkog spoja; 3 - pol; 4 - kavez rotora vjeverice; 5 - magnetski shunt). Zbog činjenice da su motorički motori prekriveni jarmom, a namoti su smješteni unutar magnetskog sustava, magnetski tokovi raspršenja su mnogo manji nego u dizajnu na slici 6. Učinkovitost motora 15-25%.

Slike 6, 7

Slika 8

Da biste promijenili brzinu motora s podijeljenim polovima, upotrijebite unakrsni krug (Sl. 8). U njemu je prebacivanje broja parova polova namota statora prilično jednostavno, za promjenu kojih je dovoljno uključiti uključene namote prema uključenim namotima. U motorima s podijeljenim polovima koristi se i princip regulacije brzine, koji se sastoji u prebacivanju namota namota iz serije u paralelu.

Pryadko A. D.

Pročitajte i:Minatoov magnetski motor: postoji li kornukopija magnetske energije?