Klatka wiewiórkowa i wirnik fazowy - jaka jest różnica

Jak wiadomo, silniki indukcyjne mają uzwojenie trójfazowe (trzy oddzielne uzwojenia) stojana, który może tworzyć różną liczbę par biegunów magnetycznych w zależności od ich konstrukcji, co z kolei wpływa na prędkość znamionową silnika przy częstotliwości znamionowej napięcia zasilania trójfazowego. Jednocześnie wirniki tego typu silnika mogą się różnić, a dla silników asynchronicznych są zwarte lub fazowe. Jaka jest różnica między wirnikiem klatkowym a wirnikiem fazowym - zostanie to omówione w tym artykule.

Wirnik klatkowy

Pomysły na temat zjawiska indukcji elektromagnetycznej powiedzą nam, co się stanie z zamkniętą cewką przewodnika umieszczonego w wirującym polu magnetycznym, podobnym do pola magnetycznego stojana silnika indukcyjnego. Jeśli taka cewka zostanie umieszczona wewnątrz stojana, wtedy gdy prąd zostanie dostarczony do uzwojenia stojana, EMF zostanie indukowany w cewce i pojawi się prąd, to znaczy, zdjęcie przyjmie postać: magnetyczna pętla prądowa. Następnie kilka sił amperowych zadziała na taką cewkę (zamknięta pętla), a cewka zacznie się obracać po ruchu strumienia magnetycznego.

W ten sposób działa silnik asynchroniczny z wirnikiem klatkowym, tylko zamiast cewki na wirniku są pręty miedziane lub aluminiowe, zwarte ze sobą pierścieniami z końców rdzenia wirnika. Wirnik z takimi zwartymi prętami nazywany jest wirnikiem klatkowym lub „klatkowym”, ponieważ pręty umieszczone na wirniku przypominają koło wiewiórcze.

Prąd przemienny przepływający przez uzwojenia stojana, generujący wirujące pole magnetyczne, indukuje prąd w zamkniętych obwodach „klatki wiewiórki”, a cały wirnik wprawia w ruch obrotowy, ponieważ w każdej chwili różne pary prętów wirnika będą miały różne prądy indukowane: niektóre pręty są duże prądy, niektóre - mniejsze, w zależności od położenia niektórych prętów względem pola. A momenty nigdy nie zrównoważą wirnika, dlatego będzie się on obracał, podczas gdy prąd przemienny przepływa przez uzwojenia stojana.

Ponadto pręty „klatki wiewiórki” są lekko nachylone względem osi obrotu - nie są równoległe do wału. Nachylenie jest tak wykonane, że moment obrotowy jest utrzymywany na stałym poziomie i nie pulsuje, ponadto nachylenie prętów pozwala zmniejszyć efekt wyższych harmonicznych indukowanych w prętach EMF. Gdyby pręty nie były przechylone, pole magnetyczne w wirniku pulsowałoby.

Glide s

Silniki asynchroniczne zawsze charakteryzują się poślizgiem s, który występuje ze względu na fakt, że częstotliwość synchroniczna wirującego pola magnetycznego n1 stojana jest wyższa niż rzeczywista prędkość obrotowa wirnika n2.

Przesuwanie występuje, ponieważ emf indukowany w prętach może mieć miejsce tylko wtedy, gdy pręty poruszają się względem pola magnetycznego, to znaczy, że wirnik jest zawsze zmuszany do co najmniej nieznacznego, ale opóźnionego prędkości względem pola magnetycznego stojana. Wielkość poślizgu wynosi s = (n1-n2) / n1.

Gdyby wirnik obracał się z częstotliwością synchroniczną pola magnetycznego stojana, wówczas pręty wirnika nie byłyby indukowane, a wirnik po prostu nie obracałby się. Dlatego wirnik w silniku indukcyjnym nigdy nie osiąga synchronicznej częstotliwości obrotu pola magnetycznego stojana i zawsze co najmniej nieznacznie (nawet jeśli obciążenie wału jest krytycznie małe), ale pozostaje w tyle za częstotliwością obrotową względem częstotliwości synchronicznej.

Poślizg s mierzy się w procentach, a na biegu jałowym prawie zbliża się do 0, gdy moment przeciwdziałania z boku wirnika jest prawie nieobecny. W przypadku zwarcia (wirnik jest zablokowany) poślizg wynosi 1.

Ogólnie poślizg silników indukcyjnych klatkowych zależy od obciążenia i jest mierzony w procentach. Poślizg nominalny to poślizg przy nominalnym obciążeniu mechanicznym wału w warunkach, gdy napięcie zasilania odpowiada wartości znamionowej silnika.

Inne artykuły na temat silników indukcyjnych klatkowych na bgv.electricianexp.com:

Jednofazowy silnik indukcyjny

Podłączenie silnika trójfazowego do sieci jednofazowej

Jak sprawdzić silnik elektryczny

Jak sprawdzić uzwojenia silnika

Wirnik fazowy

Silniki indukcyjne z wirnikiem fazowym, w przeciwieństwie do silników indukcyjnych klatkowych, mają pełne trójfazowe uzwojenie na wirniku. Podobnie jak uzwojenie trójfazowe jest układane na stojanie, uzwojenie trójfazowe jest układane w rowkach wirnika fazowego.

Zaciski uzwojenia wirnika fazowego są połączone z pierścieniami ślizgowymi zamontowanymi na wale i izolowanymi od siebie i od wału. Uzwojenie wirnika fazowego składa się z trzech części - każda dla własnej fazy - które są najczęściej połączone zgodnie ze schematem „gwiazdy”.

Regulujący reostat jest połączony z uzwojeniem wirnika za pomocą pierścieni stykowych i szczotek. Na przykład dźwigi i windy są uruchamiane pod obciążeniem i tutaj konieczne jest wypracowanie znaczącego momentu roboczego. Pomimo złożoności konstrukcji, silniki asynchroniczne z wirnikiem fazowym mają lepsze możliwości regulacji momentu roboczego na wale niż silniki asynchroniczne z wirnikiem klatkowym, które wymagają przemiennik częstotliwości przemysłowy.

Uzwojenie stojana silnika asynchronicznego z wirnikiem fazowym odbywa się w taki sam sposób, jak na statorach silników asynchronicznych z wirnikiem klatkowym, i w podobny sposób tworzy, w zależności od liczby cewek (trzy, sześć, dziewięć lub więcej cewek), dwóch itp. słupy Cewki stojana są przesunięte między sobą o 120, 60, 40 itd. Stopni. Jednocześnie tyle wirników jest wykonanych na wirniku fazowym, co na stojanie.

Regulując prąd w uzwojeniach wirnika, regulowany jest moment roboczy silnika i wielkość poślizgu. Gdy reostat regulacyjny zostanie całkowicie wycofany, w celu zmniejszenia zużycia szczotek i pierścieni następuje zwarcie za pomocą specjalnego urządzenia do podnoszenia szczotek.

Zobacz także: Jak układany jest transformator