Κινητήρας επαγωγής 3 φάσεων
Ο τριφασικός επαγωγικός κινητήρας ονομάζεται επίσης ασύγχρονος κινητήρας και είναι ο συνηθέστερα χρησιμοποιούμενος τύπος κινητήρα σε βιομηχανικές εφαρμογές. Συγκεκριμένα, ο σχεδιασμός του κλουβιού σκιούρου είναι ο ηλεκτροκινητήρας που χρησιμοποιείται ευρέως σε βιομηχανικές εφαρμογές.
Οι τριφασικοί επαγωγικοί κινητήρες λειτουργούν με σταθερή ταχύτητα από χωρίς φορτίο έως πλήρες φορτίο. Από την άλλη πλευρά, η ταχύτητα εξαρτάται από τη συχνότητα και έτσι αυτοί οι κινητήρες δεν είναι αποτελεσματικά προσαρμοσμένοι στον έλεγχο ταχύτητας. Είναι απλά, ανθεκτικά, σε χαμηλές τιμές, εύκολο στη συντήρηση και μπορούν να κατασκευαστούν με χαρακτηριστικά που ταιριάζουν στις περισσότερες βιομηχανικές απαιτήσεις.
Κατασκευή τριφασικού επαγωγικού κινητήρα
Αποτελείται από στάτορα με περιελίξεις στάτορα και ρότορα. Ο στάτορας φέρει περιέλιξη 3 φάσεων ή περιέλιξη στάτορα, ενώ ο ρότορας φέρει περιέλιξη βραχυκυκλώματος ή περιέλιξη ρότορα. Και ο ρότορας διαφοροποιείται από τον στάτορα από ένα μικρό διάκενο αέρα που κυμαίνεται από 0,4 mm έως 4 mm, με βάση την ισχύ του κινητήρα. Όταν οι τριφασικές τάσεις εφαρμόζονται στις περιελίξεις του στάτορα, δημιουργείται ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο. Καθώς το μαγνητικό πεδίο περιστρέφεται, τα ρεύματα προκαλούνται στους αγωγούς του στροφείου κλωβού σκίουρου. Η αλληλεπίδραση των επαγόμενων ρευμάτων και του μαγνητικού πεδίου παράγει δυνάμεις που προκαλούν την περιστροφή του ρότορα.
Τριφασικός κινητήρας επαγωγής
Αρχή λειτουργίας
Ο τριφασικός κινητήρας επαγωγής λειτουργεί με βάση το νόμο του Faraday ότι ένα EMF προκαλείται στο κύκλωμα λόγω του ρυθμού αλλαγής της μαγνητικής ροής μέσω του κυκλώματος. Οι περιελίξεις στάτορα σε φάση 120 μοιρών μεταξύ τους δίδονται τροφοδοσία AC και ως εκ τούτου παράγεται περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο στα πηνία. Καθώς ο ρότορας κόβει το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο (με σχετική ταχύτητα), ένα EMF προκαλείται στον ρότορα, ο οποίος προκαλεί τη ροή ενός ηλεκτρικού ρεύματος στους αγωγούς του ρότορα. Σύμφωνα με τον νόμο Lenz, η αιτία της παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος θα είναι αντίθετη, η οποία είναι η σχετική ταχύτητα του μαγνητικού πεδίου στάτορα, και ως εκ τούτου ο ρότορας θα αρχίσει να περιστρέφεται με ταχύτητα διαφορετική από τη σύγχρονη ταχύτητα του μαγνητικού πεδίου του στάτορα.
Πλεονεκτήματα:
- Έχει μια απλή και στιβαρή κατασκευή
- Είναι σχετικά φθηνό
- Απαιτεί λίγη συντήρηση
- Έχει υψηλή απόδοση και αρκετά καλό συντελεστή ισχύος
- Έχει ροπή αυτο-εκκίνησης
Εκκίνηση κινητήρα
Όπως γνωρίζουμε μόλις συνδεθεί μια τροφοδοσία τριφασικός επαγωγικός κινητήρας Ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο θα δημιουργηθεί στον στάτορα, αυτό θα συνδέσει και θα κόψει τις ράβδους ρότορα που με τη σειρά τους θα προκαλέσουν ρεύματα ρότορα και θα δημιουργήσουν ένα πεδίο ρότορα που θα αλληλεπιδρά με το πεδίο στάτορα και θα παράγει περιστροφή. Φυσικά, αυτό σημαίνει ότι ο τριφασικός επαγωγικός κινητήρας είναι απολύτως ικανός για αυτόματη εκκίνηση.
Τριφασικό κύκλωμα κινητήρα επαγωγής
Η ανάγκη ενός εκκινητή, επομένως, δεν είναι, αντίθετα, αρκετή, για να παρέχει εκκίνηση αλλά για να μειώσει τα βαριά ρεύματα εκκίνησης και να παρέχει υπερφόρτωση και προστασία χωρίς τάση . Υπάρχουν αρκετοί διαφορετικοί τύποι εκκινητών, συμπεριλαμβανομένου του άμεσου εκκινητή on-line, του εκκινητή star-delta, ενός αυτόματου μετασχηματιστή και της αντίστασης του ρότορα. Κάθε θα εξεταστεί με τη σειρά. Εδώ θα δούμε star delta starter .
Αυτή είναι η πιο κοινή μορφή εκκίνησης που χρησιμοποιείται για τριφασικούς επαγωγικούς κινητήρες. Επιτυγχάνει μια αποτελεσματική μείωση του ρεύματος εκκίνησης συνδέοντας αρχικά τις περιελίξεις του στάτη σε διαμόρφωση αστεριών που τοποθετούν αποτελεσματικά οποιεσδήποτε δύο φάσεις σε σειρά στην παροχή.
Βασικό διάγραμμα Star Delta
Η εκκίνηση στο αστέρι όχι μόνο έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση του ρεύματος εκκίνησης του κινητήρα αλλά και τη ροπή εκκίνησης. Μόλις φτάσει σε μια συγκεκριμένη ταχύτητα λειτουργίας, ένας διακόπτης διπλής ρίψης αλλάζει τις ρυθμίσεις περιέλιξης από αστέρι στο δέλτα, οπότε επιτυγχάνεται πλήρης ροπή λειτουργίας. Μια τέτοια διάταξη σημαίνει ότι τα άκρα όλων των περιελίξεων στάτορα πρέπει να φέρουν τερματισμούς έξω από το περίβλημα του κινητήρα.
Μοτέρ Split Phase
Κανονικά, η παροχή σε σπίτια είναι μονοφασική, ενώ οι επαγωγικοί κινητήρες που απαιτούνται για τη λειτουργία διαφόρων ηλεκτρικών συσκευών απαιτούν έναν πολυφασικό κινητήρα. Για το λόγο αυτό, οι επαγωγικοί κινητήρες αποτελούνται από δύο περιελίξεις για να πάρουν δύο φάσεις από την μονοφασική τροφοδοσία.
Ο κινητήρας split-phase είναι ένας κοινός μονοφασικός κινητήρας. Ο κινητήρας χωριστής φάσης που ονομάζεται επίσης κινητήρας επαγωγής / έναρξης / επαγωγής, είναι πιθανότατα ο πιο βασικός μονοφασικός κινητήρας που κατασκευάζεται για βιομηχανική χρήση, αν και κάπως περιορισμένος. Έχει δύο περιελίξεις από μονοφασικό τοποθετημένο στην αρχή. Το ένα είναι το κύριο τύλιγμα και το άλλο είναι το ξεκίνημα ή το βοηθητικό τύλιγμα. Η περιέλιξη εκκίνησης γίνεται με μικρότερο σύρμα μετρητή και λιγότερες στροφές σχετικά με την κύρια περιέλιξη για μεγαλύτερη αντίσταση, θέτοντας έτσι το αρχικό τύλιγμα ενός πεδίου σε διαφορετική ηλεκτρική γωνία από αυτή της κύριας περιέλιξης και προκαλώντας την περιστροφή του κινητήρα. Η κύρια περιέλιξη, από βαρύτερο σύρμα, διατηρεί τον κινητήρα σε λειτουργία τον υπόλοιπο χρόνο. Η κύρια περιέλιξη έχει χαμηλή αντίσταση αλλά υψηλή αντίσταση και η περιέλιξη εκκίνησης έχει υψηλή αντίσταση αλλά χαμηλή αντίδραση.
Μοτέρ Split Phase
Ένας κινητήρας χωριστής φάσης χρησιμοποιεί έναν μηχανισμό μεταγωγής που διαχωρίζει την αρχική περιέλιξη από την κύρια περιέλιξη όταν ο κινητήρας φτάνει περίπου στο 75% της εκτιμώμενης ταχύτητας. Στις περισσότερες περιπτώσεις, είναι ένας φυγοκεντρικός διακόπτης στον άξονα του κινητήρα. Η διαφορά φάσης μεταξύ του ρεύματος εκκίνησης και του κύριου περιέλιξης είναι πολύ μικρότερη από 90 μοίρες.
Κινητήρας εκκίνησης πυκνωτή:
Ο κινητήρας εκκίνησης πυκνωτή χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ενός περιστρεφόμενου πεδίου στάτορα. Αυτός ο κινητήρας είναι μια τροποποίηση του κινητήρα χωριστής φάσης, χρησιμοποιεί έναν πυκνωτή χαμηλής αντίδρασης τοποθετημένο σε σειρά με την περιέλιξη εκκίνησης του στάτη για να παρέχει μετατόπιση φάσης περίπου 90 μοίρες για το ρεύμα εκκίνησης.
Κινητήρας εκκίνησης πυκνωτή
Μόνιμος-χωρισμένος κινητήρας πυκνωτών:
Έχει έναν πυκνωτή τύπου λειτουργίας που συνδέεται μόνιμα σε σειρά με την εκκίνηση. Αυτό κάνει το ξεκίνημα να τυλίγει ένα βοηθητικό τύλιγμα μόλις ο κινητήρας επιτύχει ταχύτητα κίνησης. Επειδή ο πυκνωτής λειτουργίας πρέπει να είναι σχεδιασμένος για συνεχή χρήση, δεν μπορεί να παρέχει την ώθηση εκκίνησης ενός πυκνωτή εκκίνησης. Ο πυκνωτής χρησιμεύει για τη μετατόπιση της φάσης σε μία από τις περιελίξεις έτσι ώστε η τάση κατά μήκος της περιέλιξης να είναι 90 ° από την άλλη περιέλιξη. Οι μόνιμοι μοτέρ χωρισμένων πυκνωτών έχουν μεγάλη ποικιλία εφαρμογών ανάλογα με το σχεδιασμό.
Μόνιμος κινητήρας χωριστών πυκνωτών
Ο κινητήρας χωριστής φάσης χρησιμοποιείται για φορτία γενικής χρήσης. Τα φορτία είναι γενικά ιμάντες ή μικρά φορτία άμεσης κίνησης. Οι εφαρμογές για κινητήρες χωριστής φάσης περιλαμβάνουν μικρούς μύλους, μικρούς ανεμιστήρες και φυσητήρες, και άλλες εφαρμογές ισχύος χαμηλής ροπής εκκίνησης από 1/20 έως 1/3 ίππους. Και αυτοί οι κινητήρες είναι συνήθως σχεδιασμένοι για μία τάση, περιορίζοντας την ευελιξία της εφαρμογής.
Μόνιμος κινητήρας χωριστών πυκνωτών
Το κύριο χαρακτηριστικό του μοτέρ διαιρούμενης φάσης είναι ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περιοχές της εγκατάστασης όπου η τριφασική δεν έχει προσαρμοστεί ή σε μικρά φορτία στο πάτωμα της εγκατάστασης όπου οι κινητήρες κλασματικής ροπής μπορούν να χειριστούν το φορτίο. Ο κινητήρας δεν παρέχει ένα σημαντικό μέτρο ροπής εκκίνησης, επομένως το φορτίο πρέπει να είναι μάλλον μικρό ή με ιμάντα, όπου μπορεί να χρησιμοποιηθεί μηχανικό πλεονέκτημα για να βοηθήσει την εκκίνηση του κινητήρα.
Παράδειγμα εργασίας ελέγχου κινητήρα επαγωγής χωριστής φάσης
Διάγραμμα μπλοκ του συστήματος
Ένας κινητήρας επαγωγής χωριστής φάσης που χρησιμοποιείται στους ανεμιστήρες εξάτμισης αποτελείται από τις δύο περιελίξεις με μία περιέλιξη να λαμβάνει απευθείας την τροφοδοσία Mains ενώ η άλλη περιέλιξη παίρνει την τροφοδοσία μέσω πυκνωτή, γεγονός που προκαλεί καθυστέρηση στην τάση. Η σύνδεση μεταξύ αυτών των περιελίξεων γίνεται μέσω ρελέ. Όταν ένα από τα ρελέ ενεργοποιείται, μία από τις περιελίξεις παίρνει την παροχή ρεύματος απευθείας και η άλλη παίρνει την τροφοδοσία μέσω του πυκνωτή. Αυτά τα ρελέ με τη σειρά τους λειτουργούν από ένα πρόγραμμα οδήγησης ρελέ το οποίο ελέγχεται από έναν μικροελεγκτή σύμφωνα με την είσοδο του χρήστη μέσω τηλεχειριστηρίου τηλεόρασης.
