Motor asynchronous - prinsip operasi dan perangkat

  • Penghitung

Pada tanggal 8 Maret 1889, ilmuwan dan insinyur Rusia terbesar Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky menemukan motor asinkron tiga fasa dengan rotor hubung singkat.

Motor asinkron tiga fase modern adalah konverter energi listrik menjadi energi mekanik. Karena kesederhanaannya, biaya rendah dan keandalan yang tinggi, motor induksi banyak digunakan. Mereka hadir di mana-mana, ini adalah jenis mesin yang paling umum, mereka menghasilkan 90% dari total jumlah mesin di dunia. Motor asynchronous benar-benar membuat revolusi teknis di seluruh industri global.

Popularitas besar motor asynchronous terkait dengan kesederhanaan operasi mereka, biaya rendah dan kehandalan.

Motor asinkron adalah mesin asinkron yang dirancang untuk mengubah energi listrik AC menjadi energi mekanik. Kata asynchronous itu sendiri tidak berarti secara bersamaan. Dalam hal ini, ini berarti bahwa dengan motor asynchronous kecepatan rotasi medan magnet stator selalu lebih besar daripada kecepatan rotor. Motor asynchronous beroperasi, seperti yang jelas dari definisi, dari jaringan AC.

Perangkat

Dalam gambar: 1 - poros, 2,6 - bantalan, 3,8 - bantalan perisai, 4 - kaki, 5 - casing kipas, 7 - kipas impeller, 9 - rotor tupai-rangkar, 10 - stator, 11 - kotak terminal.

Bagian utama motor induksi adalah stator (10) dan rotor (9).

Stator memiliki bentuk silinder, dan dirakit dari lembaran baja. Dalam slot stator inti ada gulungan stator, yang terbuat dari kawat berliku. Sumbu gulungan digeser dalam ruang relatif terhadap satu sama lain pada sudut 120 °. Tergantung pada tegangan yang disediakan, ujung belitan dihubungkan oleh segitiga atau bintang.

Rotor motor induksi terdiri dari dua jenis: rotor fase pendek dan fase.

Rotor pendek adalah inti terbuat dari lembaran baja. Aluminium cair dituangkan ke dalam alur inti ini, menghasilkan pembentukan batang yang hubung singkat dengan cincin ujung. Desain ini disebut "kandang tupai". Pada mesin berdaya tinggi, tembaga dapat digunakan sebagai pengganti aluminium. Sangkar tupai adalah rotor rotor sirkuit pendek, maka nama itu sendiri.

Rotor fase memiliki belitan tiga fase, yang praktis tidak berbeda dengan belitan stator. Dalam kebanyakan kasus, ujung gulungan fotor fase dihubungkan menjadi bintang, dan ujung bebas dipasok ke slip ring. Dengan bantuan sikat yang terhubung ke cincin, resistor tambahan dapat dimasukkan ke dalam sirkuit berliku rotor. Hal ini diperlukan agar dapat mengubah resistansi di sirkuit rotor, karena membantu mengurangi arus masuk yang besar. Baca lebih lanjut tentang rotor fase dapat ditemukan di artikel - motor asinkron dengan rotor fase.

Prinsip operasi

Ketika tegangan diterapkan pada belitan stator, fluks magnetik dibuat dalam setiap fase, yang bervariasi dengan frekuensi tegangan yang diberikan. Fluks magnetik ini bergeser relatif satu sama lain dengan 120 °, baik dalam waktu dan dalam ruang. Fluks magnetik yang dihasilkan berputar demikian.

Fluks magnetik yang dihasilkan dari stator berputar dan dengan demikian menciptakan gaya gerak listrik dalam konduktor rotor. Karena belitan rotor memiliki sirkuit listrik tertutup, arus muncul di dalamnya, yang pada gilirannya, berinteraksi dengan fluks magnetik stator, menciptakan torsi awal mesin, cenderung memutar rotor ke arah rotasi medan magnet stator. Ketika mencapai nilai, torsi pengereman dari rotor, dan kemudian melebihi itu, rotor mulai berputar. Ketika ini terjadi, yang disebut slip.

Slip s adalah kuantitas yang menunjukkan bagaimana frekuensi sinkron n1 medan magnet stator lebih besar dari kecepatan rotor n2, sebagai persentase.

Slip adalah kuantitas yang sangat penting. Pada waktu awal, itu sama dengan kesatuan, tetapi sejauh frekuensi rotasi n2 rotor perbedaan frekuensi relatif n1-n2 menjadi lebih kecil, sebagai akibat yang EMF dan arus dalam konduktor rotor menurun, yang mengarah pada penurunan torsi. Dalam mode siaga, ketika mesin berjalan tanpa beban pada poros, slip minimal, tetapi dengan peningkatan momen statis, itu akan meningkat menjadicr - slip kritis. Jika mesin melebihi nilai ini, yang disebut tipping mesin dapat terjadi, dan mengakibatkan operasinya tidak stabil. Nilai slip berkisar dari 0 hingga 1, untuk motor asinkron tujuan umum, itu dalam mode nominal - 1 - 8%.

Begitu keseimbangan antara momen elektromagnetik, menyebabkan rotasi rotor dan momen pengereman yang diciptakan oleh beban pada poros motor, proses perubahan nilai, akan berhenti.

Ternyata prinsip operasi motor asinkron terdiri dari interaksi medan magnet berputar stator dan arus yang diinduksi oleh medan magnet ini di rotor. Selain itu, torsi dapat terjadi hanya jika ada perbedaan dalam frekuensi rotasi medan magnet.

Motor asinkron tiga fase

Motor asinkron tiga fase dengan sangkar tupai

Desain motor asynchronous

Motor listrik asinkron tiga fasa, serta motor listrik, terdiri dari dua bagian utama - stator dan rotor. Stator - bagian tetap, rotor - bagian yang berputar. Rotor terletak di dalam stator. Ada jarak kecil antara rotor dan stator, yang disebut celah udara, biasanya 0,5-2 mm.

Stator terdiri dari perumahan dan inti dengan belitan. Inti stator dirakit dari baja teknis lembaran tipis, biasanya setebal 0,5 mm, ditutupi dengan pernis peredam. Struktur inti inti berkontribusi terhadap pengurangan signifikan dalam arus eddy yang timbul dalam proses pembalikan magnetik inti oleh medan magnet yang berputar. Gulungan stator terletak di celah-celah inti.

Rotor terdiri dari inti dengan belitan hubung singkat dan poros. Inti rotor juga memiliki desain dilaminasi. Dalam hal ini, lembaran rotor tidak dipernis, karena arus memiliki frekuensi yang kecil dan film oksida cukup untuk membatasi arus eddy.

Prinsip operasi. Rotasi medan magnet

Prinsip pengoperasian motor listrik asinkron tiga fasa didasarkan pada kemampuan belitan tiga fase, ketika dinyalakan dalam jaringan tiga fase saat ini, untuk menciptakan medan magnet berputar.

Rotating magnetic field adalah konsep dasar dari motor listrik dan generator.

Frekuensi rotasi bidang ini, atau frekuensi rotasi sinkron berbanding lurus dengan frekuensi arus bolak f1 dan berbanding terbalik dengan jumlah pasang kutub p dari belitan tiga fase.

  • dimana n1 - frekuensi rotasi medan magnet stator, rpm,
  • f1 - frekuensi arus bolak-balik, Hz,
  • p adalah jumlah pasangan kutub

Konsep medan magnet berputar

Untuk memahami fenomena medan magnet berputar yang lebih baik, pertimbangkan sebuah belitan tiga fase yang disederhanakan dengan tiga putaran. Arus yang mengalir melalui konduktor menciptakan medan magnet di sekitarnya. Gambar di bawah menunjukkan bidang yang dibuat oleh arus bolak fase tiga pada titik waktu tertentu.

Komponen arus bolak-balik akan berubah seiring waktu, sebagai akibat medan magnet yang dibuat oleh mereka akan berubah. Dalam hal ini, medan magnet yang dihasilkan dari belitan tiga fase akan mengasumsikan orientasi yang berbeda, sambil mempertahankan amplitudo yang sama.

Aksi medan magnet berputar pada koil tertutup

Sekarang kita menempatkan konduktor tertutup di dalam medan magnet yang berputar. Menurut hukum induksi elektromagnetik, medan magnet yang berubah akan mengarah pada munculnya gaya elektromotif (EMF) dalam konduktor. Pada gilirannya, EMF akan menyebabkan arus di konduktor. Dengan demikian, dalam medan magnet akan ada konduktor tertutup dengan arus, di mana, menurut hukum Ampere, gaya akan bertindak, sebagai akibat sirkuit akan mulai berputar.

Motor induksi rotor sangkar tupai

Motor listrik asynchronous juga bekerja sesuai dengan prinsip ini. Alih-alih bingkai dengan arus di dalam motor asinkron, ada rotor tupai-sangkar yang menyerupai roda tupai dalam konstruksi. Sebuah rotor hubung singkat terdiri dari batang yang disingkat dari ujung cincin.

Arus bolak-balik tiga fase, melewati gulungan stator, menciptakan medan magnet yang berputar. Dengan demikian, seperti yang dijelaskan sebelumnya, arus akan diinduksikan pada batang rotor, menyebabkan rotor mulai berputar. Pada gambar di bawah ini Anda dapat melihat perbedaan antara arus induksi dalam batang. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa besarnya perubahan medan magnet berbeda dalam pasangan batang yang berbeda, karena lokasinya yang berbeda relatif terhadap medan. Perubahan arus dalam batang akan berubah seiring waktu.

Anda mungkin juga memperhatikan bahwa batang rotor cenderung relatif terhadap sumbu rotasi. Ini dilakukan untuk mengurangi harmonik EMF yang lebih tinggi dan menyingkirkan riak saat itu. Jika batang diarahkan sepanjang sumbu rotasi, maka medan magnet yang berdenyut akan muncul di dalamnya karena fakta bahwa ketahanan magnetik dari belitan jauh lebih tinggi daripada ketahanan magnetik dari gigi stator.

Slip motor asynchronous. Kecepatan rotor

Ciri yang membedakan dari motor induksi adalah kecepatan rotor n2 kurang dari frekuensi sinkron dari rotasi medan magnet stator n1.

Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa EMF dalam batang berliku rotor hanya diinduksi ketika kecepatan putaran tidak seimbang.21. Frekuensi rotasi bidang stator relatif terhadap rotor ditentukan oleh frekuensi slip ns= n1-n2. Kelambatan rotor dari bidang berputar stator ditandai oleh nilai relatif s, yang disebut slip:

  • di mana s adalah slip motor asynchronous,
  • n1 - frekuensi rotasi medan magnet stator, rpm,
  • n2 - kecepatan rotor, rpm,

Pertimbangkan kasus di mana kecepatan rotor akan bertepatan dengan frekuensi rotasi medan magnet stator. Dalam hal ini, medan magnet relatif dari rotor akan konstan, sehingga EMF tidak akan dibuat di rotor bar, dan karenanya arus tidak akan dihasilkan. Ini berarti bahwa gaya yang bekerja pada rotor akan menjadi nol. Jadi rotor akan melambat. Setelah itu, medan magnet bolak-balik akan bekerja lagi pada batang rotor, sehingga arus induksi dan gaya akan meningkat. Pada kenyataannya, rotor motor listrik asinkron tidak akan pernah mencapai kecepatan rotasi medan magnet stator. Rotor akan berputar pada kecepatan tertentu yang sedikit kurang dari kecepatan sinkron.

Slip motor induksi dapat bervariasi dalam rentang 0 hingga 1, yaitu, 0-100%. Jika s

0, ini sesuai dengan mode diam, ketika rotor mesin praktis tidak mengalami momen yang berlawanan; jika s = 1 - mode hubung singkat di mana rotor motor diam (n2 = 0). Slip tergantung pada beban mekanik pada poros motor dan meningkat seiring pertumbuhannya.

Slip yang sesuai dengan beban pengenal motor disebut slip nominal. Untuk motor asinkron daya rendah dan menengah, slip nominal bervariasi dari 8% hingga 2%.

Konversi energi

Motor yang tidak sinkron mengubah energi listrik yang dipasok ke gulungan stator menjadi mekanik (rotasi poros rotor). Tetapi daya input dan output tidak sama satu sama lain karena selama kehilangan energi konversi terjadi: gesekan, pemanasan, arus eddy dan kerugian histeresis. Energi ini dihamburkan sebagai panas. Oleh karena itu, motor asinkron memiliki kipas untuk pendinginan.

Koneksi motor asynchronous

Tiga fase arus bolak-balik

Jaringan listrik AC tiga fase adalah yang paling banyak didistribusikan di antara sistem transmisi tenaga listrik. Keuntungan utama dari sistem tiga fase dibandingkan dengan sistem fase tunggal dan dua fase adalah efisiensinya. Dalam sirkuit tiga fase, energi ditransmisikan melalui tiga kabel, dan arus yang mengalir dalam kawat yang berbeda bergeser relatif satu sama lain dalam fase sebesar 120 °, sedangkan emf sinusoidal pada fase yang berbeda memiliki frekuensi dan amplitudo yang sama.

Bintang dan segitiga

Gulungan tiga fase stator motor listrik dihubungkan sesuai dengan skema "bintang" atau "segitiga", tergantung pada suplai tegangan jaringan. Ujung-ujung belitan tiga fase dapat: terhubung di dalam motor listrik (tiga kabel keluar dari motor), dibawa keluar (enam kabel keluar), dibawa ke kotak persimpangan (enam kabel keluar ke kotak, tiga di luar kotak).

Tegangan fase - beda potensial antara awal dan akhir satu fasa. Definisi lain: tegangan fasa adalah beda potensial antara kawat saluran dan netral.

Tegangan saluran - beda potensial antara dua kabel linear (antar fase).

Perangkat dan prinsip pengoperasian motor asinkron

Motor listrik asynchronous (AD) banyak digunakan dalam ekonomi nasional. Menurut berbagai sumber, hingga 70% dari semua energi listrik diubah menjadi energi mekanik gerak rotasi atau translasi yang dikonsumsi oleh motor asinkron. Energi listrik menjadi energi mekanik dari gerakan translasi diubah oleh motor listrik asinkron linier, yang banyak digunakan dalam propulsi listrik, untuk melakukan operasi teknologi. Penggunaan luas tekanan darah dikaitkan dengan sejumlah keunggulan mereka. Motor asynchronous adalah yang paling sederhana dalam desain dan manufaktur, dapat diandalkan dan termurah dari semua jenis motor listrik. Mereka tidak memiliki unit pengumpul kuas atau unit pengumpul arus geser, yang, di samping keandalan yang tinggi, memastikan biaya pengoperasian minimum. Tergantung pada jumlah fase pengumpanan, motor asinkron fase tunggal dan fase tunggal dibedakan. Motor asinkron tiga fase dalam kondisi tertentu dapat berhasil menjalankan fungsinya bahkan ketika dihidupkan dari jaringan fase tunggal. NERAKA banyak digunakan tidak hanya di industri, konstruksi, pertanian, tetapi juga di sektor swasta, dalam kehidupan sehari-hari, di bengkel rumah, di kebun. Motor asinkron fase tunggal mendorong mesin cuci, kipas angin, mesin woodworking kecil, peralatan listrik, dan pompa pasokan air. Paling sering, tekanan arteri tiga fase digunakan untuk memperbaiki atau membuat mekanisme dan perangkat manufaktur industri atau desain eksklusif. Dan di pembuangan desainer dapat menjadi jaringan tiga fase dan fase tunggal. Ada masalah dalam menghitung daya dan memilih motor untuk satu atau kasus lain, memilih rangkaian kontrol yang paling rasional dari motor asinkron, menghitung kapasitor memastikan pengoperasian motor asinkron tiga fase dalam mode fase tunggal, memilih penampang dan jenis kabel, kontrol dan perangkat perlindungan. Masalah praktis semacam ini dikhususkan untuk buku yang ditawarkan kepada pembaca. Buku ini juga memberikan deskripsi perangkat dan prinsip operasi motor asinkron, rasio desain dasar untuk motor dalam mode tiga fase dan fase tunggal.

Perangkat dan prinsip operasi motor listrik asynchronous

1. Perangkat motor asinkron tiga fase

Motor asinkron tiga fase tradisional (AD), yang menyediakan gerak rotasi, adalah mesin listrik yang terdiri dari dua bagian utama: stator tetap dan rotor yang berputar pada poros motor. Stator motor terdiri dari bingkai di mana inti stator elektromagnetik yang disebut dimasukkan, termasuk inti magnetik dan gulungan stator tiga fase terdistribusi. Tujuan nukleus adalah untuk membuat magnet mesin atau menciptakan medan magnet yang berputar. Inti magnetik stator terdiri dari lembaran (dari 0,28 hingga 1 Mm) yang terisolasi satu sama lain, dicap dari baja listrik khusus. Dalam lembaran ada zona dentate dan kuk (Gambar 1.a). Seprai dirakit dan diikat sedemikian rupa sehingga gigi stator dan alur stator dibentuk dalam inti magnetik (Gambar 1.b). Sirkuit magnetik adalah hambatan magnetik kecil untuk fluks magnetik yang dihasilkan oleh gulungan stator, dan karena fenomena magnetisasi, fluks ini meningkat.

Fig. 1 inti stator magnet

Sebuah gulungan stator tiga fase didistribusikan diletakkan ke dalam alur sirkuit magnetik. Berliku dalam kasus yang paling sederhana terdiri dari tiga kumparan fase, sumbu yang bergeser dalam ruang relatif satu sama lain dengan 120 °. Kumparan fase saling berhubungan oleh bintang atau segitiga (Gbr. 2).

Gambar 2. Diagram koneksi lilitan fasa dari motor asinkron tiga fasa dalam bintang dan segitiga

Informasi lebih rinci tentang diagram koneksi dan simbol untuk awal dan akhir gulungan ditunjukkan di bawah ini. Rotor mesin terdiri dari inti magnet, juga dirakit dari lembaran baja bermotif, dengan alur yang dibuat di dalamnya, di mana rotor berliku berada. Ada dua jenis gulungan rotor: fase dan hubung pendek. Belitan fase mirip dengan belitan stator, terhubung dalam bintang. Ujung-ujung belitan rotor dihubungkan bersama dan diinsulasi, dan bagian awal dilekatkan pada cincin kontak yang terletak pada poros motor. Sikat tetap ditumpangkan pada slip ring, diisolasi dari satu sama lain dan dari poros motor dan berputar bersama dengan rotor, ke sirkuit eksternal yang terpasang. Ini memungkinkan, dengan mengubah resistansi rotor, untuk mengatur kecepatan putaran mesin dan membatasi arus awal. Jenis sel-sel tupai pendek "tupai" yang paling banyak digunakan. Rotor berliku dari mesin besar termasuk batang kuningan atau tembaga, yang didorong ke dalam alur, dan cincin-cincin short-end dipasang di sepanjang ujungnya, di mana batang disolder atau dilas. Untuk seri BPS daya rendah dan menengah, rotor berliku dibuat dengan die casting aluminium alloy. Pada saat yang sama, batang 2 dan cincin hubungan pendek 4 dengan sayap kipas dicetak pada saat yang sama dalam paket rotor 1 untuk meningkatkan kondisi pendinginan mesin, kemudian paket ditekan ke poros 3. (Gbr. 3). Pada bagian yang dibuat dalam gambar ini, profil alur, gigi dan batang rotor terlihat.

Fig. 3. Rotor motor asynchronous dengan belitan sirkuit pendek

Gambaran umum dari motor asinkron seri 4A disajikan pada Gambar. 4 [2]. Rotor 5 ditekan ke poros 2 dan dipasang pada bantalan 1 dan 11 dalam lubang stator di perisai bantalan 3 dan 9, yang melekat pada ujung stator 6 di kedua sisi. Ke ujung bebas dari poros 2 pasang beban. Di ujung lain dari poros, kipas 10 diperkuat (mesin dari versi tertutup yang tertutup), yang ditutup dengan tutup 12. Kipas memberikan penghilangan panas yang lebih intensif dari mesin untuk mencapai kapasitas beban yang sesuai. Untuk perpindahan panas yang lebih baik, tempat tidur dilemparkan dengan rusuk 13 di hampir seluruh permukaan tempat tidur. Stator dan rotor dipisahkan oleh celah udara, yang untuk mesin dengan daya kecil berkisar 0,2 hingga 0,5 mm. Untuk memasang mesin ke fondasi, bingkai, atau langsung ke mekanisme yang diatur dalam gerakan pada rangka, kaki 14 dengan lubang pemasangan disediakan. Flanged motors juga tersedia. Pada mesin semacam itu, pada salah satu perisai bantalan (biasanya dari sisi poros), sebuah flens digunakan untuk menghubungkan mesin ke mekanisme kerja.

Fig. 4. Tampilan umum motor asinkron seri 4A

Mesin yang memiliki kedua cakar dan flange juga diproduksi. Dimensi instalasi dari mesin (jarak antara lubang di kaki atau flensa), serta ketinggian poros rotasi, dinormalisasi. Ketinggian sumbu rotasi adalah jarak dari bidang di mana mesin ditempatkan ke sumbu rotasi poros rotor. Ketinggian sumbu rotasi mesin tenaga kecil: 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100 mm.

2. Prinsip operasi motor asinkron tiga fase

Telah dicatat di atas bahwa belitan tiga fase dari stator berfungsi untuk menarik mesin atau menciptakan apa yang disebut medan magnet berputar dari motor. Prinsip motor induksi didasarkan pada hukum induksi elektromagnetik. Medan magnet berputar stator memotong konduktor-rotor rotor sirkuit pendek, yang pada akhirnya menginduksi gaya gerak listrik, menyebabkan arus bolak-balik mengalir dalam rotor berliku. Arus rotor menciptakan medan magnetnya sendiri, interaksinya dengan medan magnet berputar stator mengarah ke rotasi rotor setelah ladang. Ide operasi motor asynchronous paling jelas diilustrasikan oleh pengalaman sederhana yang ditunjukkan oleh akademisi Perancis Arago pada abad ke-18 (Gbr. 5). Jika magnet berbentuk tapal kuda diputar pada kecepatan konstan dekat piringan logam, yang terletak bebas pada sumbu, maka piringan akan mulai berputar setelah magnet pada kecepatan tertentu kurang dari kecepatan putaran magnet.

Fig. 5. Pengalaman Arago, menjelaskan prinsip motor asinkron

Fenomena ini dijelaskan atas dasar hukum induksi elektromagnetik. Ketika kutub magnet bergerak di dekat permukaan disk, gaya gerak listrik diinduksi dalam kontur di bawah kutub dan arus muncul yang menciptakan medan magnet dari disk. Seorang pembaca yang sulit membayangkan kontur konduktif dalam piringan padat dapat menggambarkan disk dalam bentuk roda dengan banyak jari-jari konduktif yang dihubungkan oleh pelek dan lengan. Dua jari-jari, serta segmen pelek dan bushing yang menghubungkannya, merupakan kontur dasar. Bidang disk yang digabungkan ke bidang kutub magnet permanen berputar, dan disk yang entrained oleh medan magnet sendiri. Jelas, kekuatan elektromotif terbesar akan diinduksi dalam kontur disk ketika disk stasioner, dan sebaliknya, yang terkecil ketika dekat dengan kecepatan rotasi disk. Beralih ke motor asinkron nyata, kami mencatat bahwa rotor rotor sirkuit pendek dapat disamakan dengan disk, dan stator berliku dengan inti magnet - ke magnet berputar. Namun, rotasi medan magnet di stator stasioner adalah karena sistem tiga fase arus yang mengalir dalam belitan tiga fase dengan pergeseran fase spasial.

Perangkat, prinsip kerja motor asynchronous

Motor asinkron adalah mesin AC. Kata "asynchronous" artinya tidak simultan. Dalam hal ini, ini berarti bahwa dalam motor asinkron frekuensi rotasi medan magnet berbeda dari frekuensi rotasi rotor. Bagian utama mesin adalah stator dan rotor, terpisah satu sama lain oleh celah udara yang seragam.

Fig.1. Motor Asynchronous

Stator adalah bagian tetap dari mesin (Gbr. 1, a). Untuk mengurangi kehilangan arus eddy, intinya dirakit dari lembaran baja listrik yang ditekan dengan ketebalan 0,35 - 0,5 mm, diisolasi satu sama lain oleh lapisan pernis. Berliku diletakkan di celah-celah sirkuit magnetik stator. Pada motor tiga fase, belitan adalah tiga fase. Fase belitan dapat dihubungkan dalam bintang atau segitiga, tergantung pada besarnya tegangan jaringan.

Rotor adalah bagian yang berputar dari mesin. Inti magnetik rotor adalah silinder yang terbuat dari lembaran baja listrik yang dicap (Gbr. 1, b. C). Dalam slot rotor ditempatkan berliku, tergantung pada jenis berliku, rotor motor asinkron dibagi menjadi hubung singkat dan fase (dengan cincin slip). Gulungan sirkuit pendek adalah batang tembaga atau aluminium yang tidak terinsulasi (Gbr. 1, d) yang terhubung ke ujung cincin dari bahan yang sama ("sangkar tupai").

Pada rotor fase (lihat Gambar 1, c) di celah-celah sirkuit magnetik ada belitan tiga fase, fase yang dihubungkan oleh bintang. Ujung bebas dari fase belitan terhubung ke tiga slip ring tembaga yang dipasang pada poros motor. Selip cincin diisolasi dari satu sama lain dan dari poros. Untuk cincin ditekan karbon atau sikat tembaga-grafit. Melalui cincin kontak dan kuas pada rotor berliku, Anda dapat menyalakan tiga fase mulai dan menyesuaikan rheostat.

Konversi energi listrik menjadi energi mekanik dalam motor asinkron dilakukan dengan cara medan magnet berputar. Medan magnet yang berputar adalah aliran konstan, berputar dalam ruang dengan kecepatan sudut konstan.

Kondisi yang diperlukan untuk eksitasi medan magnet yang berputar adalah:

- Pergeseran spasial dari sumbu kumparan stator,

- pergeseran waktu arus dalam gulungan stator.

Persyaratan pertama dipenuhi oleh lokasi yang tepat dari koil magnetizing pada inti magnetik stator. Sumbu fase belitan diimbangi dalam ruang dengan sudut 120º. Kondisi kedua dipastikan oleh pasokan ke kumparan stator dari sistem tegangan tiga fase.

Ketika motor dihidupkan dalam jaringan tiga fase, sistem arus frekuensi dan amplitudo yang sama dibentuk dalam belitan stator, perubahan periodik yang relatif terhadap satu sama lain dibuat dengan penundaan 1/3 dari periode tersebut.

Arus dari fase lilitan membuat medan magnet berputar relatif terhadap stator dengan frekuensi n1. rpm, yang disebut kecepatan mesin sinkron:

dimana f1 - frekuensi utama, Hz;

p adalah jumlah pasang kutub medan magnet.

Dengan frekuensi jaringan Hz arus standar, frekuensi rotasi medan sesuai dengan rumus (1) dan tergantung pada jumlah pasangan kutub memiliki nilai-nilai berikut:

Berputar, medan memotong konduktor berliku rotor, mendorong ggl di dalamnya. Ketika rotor berliku tertutup, EMF menyebabkan arus, ketika berinteraksi dengan medan magnet yang berputar, momen elektromagnetik berputar terjadi. Frekuensi rotasi rotor dalam mode motor dari mesin asinkron selalu kurang dari frekuensi rotasi lapangan, yaitu. rotor tertinggal di belakang bidang berputar. Hanya di bawah kondisi ini adalah EMF yang diinduksikan dalam konduktor rotor, arus mengalir dan torsi dibuat. Fenomena lag rotor dari medan magnet disebut slip. Tingkat lag rotor dari medan magnet ditandai dengan besarnya slip relatif

dimana n2 - kecepatan rotor, rpm

Untuk motor asynchronous, slip dapat bervariasi dari 1 (mulai) ke nilai mendekati 0 (idle).

185.154.22.117 © studopedia.ru bukan penulis materi yang diposting. Tetapi memberikan kemungkinan penggunaan gratis. Apakah ada pelanggaran hak cipta? Tulis kepada kami.

Motor asynchronous - prinsip operasi dan perangkat

Pada tanggal 8 Maret 1889, ilmuwan dan insinyur Rusia terbesar Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky menemukan motor asinkron tiga fasa dengan rotor hubung singkat.

Motor asinkron tiga fase modern adalah konverter energi listrik menjadi energi mekanik. Karena kesederhanaannya, biaya rendah dan keandalan yang tinggi, motor induksi banyak digunakan. Mereka hadir di mana-mana, ini adalah jenis mesin yang paling umum, mereka menghasilkan 90% dari total jumlah mesin di dunia. Motor asynchronous benar-benar membuat revolusi teknis di seluruh industri global.

Popularitas besar motor asynchronous terkait dengan kesederhanaan operasi mereka, biaya rendah dan kehandalan.

Motor asinkron adalah mesin asinkron yang dirancang untuk mengubah energi listrik AC menjadi energi mekanik. Kata asynchronous itu sendiri tidak berarti secara bersamaan. Dalam hal ini, ini berarti bahwa dengan motor asynchronous kecepatan rotasi medan magnet stator selalu lebih besar daripada kecepatan rotor. Motor asynchronous beroperasi, seperti yang jelas dari definisi, dari jaringan AC.

Perangkat

Dalam gambar: 1 - poros, 2,6 - bantalan, 3,8 - bantalan perisai, 4 - kaki, 5 - casing kipas, 7 - kipas impeller, 9 - rotor tupai-rangkar, 10 - stator, 11 - kotak terminal.

Bagian utama motor induksi adalah stator (10) dan rotor (9).

Stator memiliki bentuk silinder, dan dirakit dari lembaran baja. Dalam slot stator inti ada gulungan stator, yang terbuat dari kawat berliku. Sumbu gulungan digeser dalam ruang relatif terhadap satu sama lain pada sudut 120 °. Tergantung pada tegangan yang disediakan, ujung belitan dihubungkan oleh segitiga atau bintang.

Rotor motor induksi terdiri dari dua jenis: rotor fase pendek dan fase.

Rotor pendek adalah inti terbuat dari lembaran baja. Aluminium cair dituangkan ke dalam alur inti ini, menghasilkan pembentukan batang yang hubung singkat dengan cincin ujung. Desain ini disebut "kandang tupai". Pada mesin berdaya tinggi, tembaga dapat digunakan sebagai pengganti aluminium. Sangkar tupai adalah rotor rotor sirkuit pendek, maka nama itu sendiri.

Rotor fase memiliki belitan tiga fase, yang praktis tidak berbeda dengan belitan stator. Dalam kebanyakan kasus, ujung gulungan fotor fase dihubungkan menjadi bintang, dan ujung bebas dipasok ke slip ring. Dengan bantuan sikat yang terhubung ke cincin, resistor tambahan dapat dimasukkan ke dalam sirkuit berliku rotor. Hal ini diperlukan agar dapat mengubah resistansi di sirkuit rotor, karena membantu mengurangi arus masuk yang besar. Baca lebih lanjut tentang rotor fase dapat ditemukan di artikel - motor asinkron dengan rotor fase.

Prinsip operasi

Ketika tegangan diterapkan pada belitan stator, fluks magnetik dibuat dalam setiap fase, yang bervariasi dengan frekuensi tegangan yang diberikan. Fluks magnetik ini bergeser relatif terhadap satu sama lain dengan 120 °. baik dalam waktu dan dalam ruang. Fluks magnetik yang dihasilkan berputar demikian.

Fluks magnetik yang dihasilkan dari stator berputar dan dengan demikian menciptakan gaya gerak listrik dalam konduktor rotor. Karena belitan rotor memiliki sirkuit listrik tertutup, arus muncul di dalamnya, yang pada gilirannya, berinteraksi dengan fluks magnetik stator, menciptakan torsi awal mesin, cenderung memutar rotor ke arah rotasi medan magnet stator. Ketika mencapai nilai, torsi pengereman dari rotor, dan kemudian melebihi itu, rotor mulai berputar. Ketika ini terjadi, yang disebut slip.

Slide adalah kuantitas yang menunjukkan bagaimana frekuensi sinkron n1 medan magnet stator lebih besar dari kecepatan rotor n2. sebagai persentase.

Slip adalah kuantitas yang sangat penting. Pada waktu awal, itu sama dengan kesatuan, tetapi sejauh frekuensi rotasi n2 rotor perbedaan frekuensi relatif n1 -n2 menjadi lebih kecil, sebagai akibat yang EMF dan arus dalam konduktor rotor menurun, yang mengarah pada penurunan torsi. Dalam mode siaga, ketika mesin berjalan tanpa beban pada poros, slip minimal, tetapi dengan peningkatan momen statis, itu akan meningkat menjadicr - slip kritis. Jika mesin melebihi nilai ini, yang disebut tipping mesin dapat terjadi, dan mengakibatkan operasinya tidak stabil. Nilai slip berkisar dari 0 hingga 1, untuk motor asinkron tujuan umum, itu dalam mode nominal - 1 - 8%.

Begitu keseimbangan antara momen elektromagnetik, menyebabkan rotasi rotor dan momen pengereman yang diciptakan oleh beban pada poros motor, proses perubahan nilai, akan berhenti.

Ternyata prinsip operasi motor asinkron terdiri dari interaksi medan magnet berputar stator dan arus yang diinduksi oleh medan magnet ini di rotor. Selain itu, torsi dapat terjadi hanya jika ada perbedaan dalam frekuensi rotasi medan magnet.

Prinsip operasi motor asinkron

Motor listrik dirancang untuk mengkonversi, dengan kerugian rendah, energi listrik menjadi energi mekanik.

Kami mengusulkan untuk mempertimbangkan prinsip pengoperasian motor listrik asinkron dengan rotor tupai-rotor, tipe fase tiga dan fase tunggal, serta desain dan diagram pengkabelan.

Struktur mesin

Unsur-unsur utama dari motor listrik adalah stator, rotor, gulungan mereka dan inti magnetik.

Konversi energi listrik menjadi energi mekanik terjadi di bagian berputar motor - rotor.

Dalam motor AC, rotor menerima energi tidak hanya karena medan magnet, tetapi juga oleh induksi. Jadi, mereka disebut motor asynchronous. Ini dapat dibandingkan dengan lilitan sekunder transformator. Motor-motor asynchronous ini juga disebut rotary transformer. Model yang paling sering digunakan dirancang untuk inklusi tiga fase.

Desain motor asynchronous

Arah rotasi motor listrik ditentukan oleh aturan gimlet kiri: itu menunjukkan hubungan antara medan magnet dan konduktor.

Hukum kedua yang sangat penting adalah Faraday:

  1. Ggl diinduksikan dalam belitan, tetapi fluks elektromagnetik berubah seiring waktu.
  2. Besarnya ggl induksi berbanding lurus dengan laju perubahan fluks listrik.
  3. Arah EMF melawan arus.

Prinsip operasi

Ketika tegangan diterapkan pada gulungan stasioner stasioner, itu menciptakan magnet di stator. Jika tegangan AC diterapkan, fluks magnetik yang diciptakan olehnya berubah. Jadi stator menghasilkan perubahan dalam medan magnet, dan rotor menerima fluks magnetik.

Jadi, rotor motor listrik menerima aliran stator ini dan, karenanya, berputar. Ini adalah prinsip dasar operasi dan tergelincir dalam mesin asynchronous. Dari uraian di atas, perlu dicatat bahwa fluks magnetik stator (dan tegangannya) harus sama dengan arus bolak-balik untuk memutar rotor, sehingga mesin asinkron hanya dapat bekerja dari daya AC.

Prinsip operasi motor asinkron

Ketika motor tersebut bertindak sebagai generator, mereka akan langsung menghasilkan arus bolak-balik. Dalam hal pekerjaan tersebut, rotor berputar dengan bantuan sarana eksternal, katakanlah, turbin. Jika rotor memiliki beberapa sisa magnet, yaitu, beberapa sifat magnetik yang mempertahankan sebagai magnet di dalam material, maka rotor menciptakan aliran variabel dalam stator stasioner berliku. Jadi ini stator berliku akan menerima tegangan induksi sesuai dengan prinsip induksi.

Generator induksi digunakan di toko-toko kecil dan rumah tangga untuk memberikan dukungan nutrisi tambahan dan paling murah karena pemasangannya yang mudah. Baru-baru ini, mereka banyak digunakan oleh orang-orang di negara-negara di mana mesin listrik kehilangan daya karena penurunan tegangan konstan dalam jaringan suplai. Sebagian besar waktu, rotor berputar dengan mesin diesel kecil yang terhubung ke generator tegangan alternating asynchronous.

Bagaimana rotor berputar

Fluks magnetik berputar melewati celah udara antara stator, rotor dan belitan konduktor tetap di rotor. Aliran berputar ini menciptakan tegangan pada konduktor rotor, sehingga memaksa EMF untuk diinduksi di dalamnya. Sesuai dengan hukum Faraday tentang induksi elektromagnetik, ini adalah gerakan relatif antara fluks magnetik berputar dan gulungan stasioner dari rotor, yang menggairahkan EMF, dan merupakan dasar rotasi.

Sebuah mesin dengan rotor sangkar tupai di mana konduktor rotor membentuk sirkuit tertutup, sebagai akibat yang emf menginduksi arus di dalamnya, arah diberikan oleh hukum Lens, dan seperti untuk melawan penyebab terjadinya. Gerak relatif rotor antara fluks magnetik berputar dan konduktor tetap adalah aksinya terhadap rotasi. Jadi, untuk mengurangi kecepatan relatif, rotor mulai berputar ke arah yang sama dengan aliran berputar pada gulungan stator, mencoba untuk menangkapnya. Frekuensi emf yang diinduksinya sama dengan frekuensi catu daya.

Motor induksi Ridge

Ketika tegangan suplai rendah, eksitasi gulungan rotor hubung singkat tidak terjadi. Ini karena ketika jumlah gigi stator dan jumlah gigi rotor sama, sehingga menyebabkan fiksasi magnetik antara stator dan rotor. Kontak fisik ini juga disebut sebagai pemblokiran gigi atau pemblokiran magnetik. Masalah ini dapat diatasi dengan meningkatkan jumlah slot di rotor atau stator.

Koneksi

Motor asinkron dapat dihentikan hanya dengan menukar dua pin stator. Ini digunakan selama situasi darurat. Setelah itu, itu mengubah arah aliran berputar, yang menghasilkan torsi, sehingga menyebabkan istirahat di catu daya ke rotor. Ini disebut pengereman antiphase.

Video: Cara kerja motor asinkron

Agar ini tidak terjadi pada motor asinkron fase tunggal, perlu menggunakan perangkat kapasitor.

Itu harus terhubung ke lilitan awal, tetapi harus dihitung sebelumnya. Formula

QC = Udengan I 2 = U 2 I 2 / sin 2

Sirkuit: Menghubungkan motor asynchronous

Dari sini dapat diikuti bahwa mesin listrik dari arus bolak-balik tipe dua fase atau fase tunggal, harus dipasok dengan kapasitor dengan daya yang sama dengan daya mesin itu sendiri.

Analogi kopling

Mempertimbangkan prinsip operasi motor listrik asinkron yang digunakan dalam mesin industri, dan karakteristik teknisnya, harus dikatakan tentang kopling berputar kopling mekanis. Torsi pada poros penggerak harus sama dengan torsi pada poros yang digerakkan. Selain itu, harus ditekankan bahwa kedua titik ini sama, karena torsi konverter linear disebabkan oleh gesekan antara disk di dalam kopling itu sendiri.

Kopling elektromagnetik

Prinsip operasi yang sama dan motor traksi dengan rotor fase. Sistem motor tersebut terdiri dari delapan kutub (4 di antaranya dasar, dan 4 tambahan), dan inti. Gulungan tembaga terletak di kutub utama. Rotasi mekanisme seperti itu wajib gigi, yang menerima torsi dari poros angker, juga disebut inti. Koneksi ke jaringan dibuat oleh empat kabel fleksibel. Tujuan utama dari motor listrik multi-kutub adalah untuk menggerakkan mesin berat: lokomotif diesel, traktor, penggabungan, dan dalam beberapa kasus, peralatan mesin.

Kekuatan dan kelemahan

Perangkat motor asinkron hampir universal, tetapi juga, mekanisme ini memiliki kelebihan dan kekurangannya.

Keuntungan motor induksi AC:

  1. Desainnya adalah bentuk yang sederhana.
  2. Biaya produksi rendah.
  3. Dapat diandalkan dan praktis untuk menangani desain.
  4. Tidak aneh dalam operasi.
  5. Skema kontrol sederhana

Efisiensi mesin ini sangat tinggi, karena tidak ada kerugian friksi, dan faktor daya yang relatif tinggi.

Kekurangan motor induksi AC:

  1. Kontrol kecepatan tanpa kehilangan daya tidak dimungkinkan.
  2. Jika beban bertambah, momen menurun.
  3. Titik awal yang relatif kecil.

Kami memahami prinsip-prinsip pengoperasian motor listrik: kelebihan dan kekurangan dari berbagai jenis

Motor listrik adalah alat di mana energi listrik diubah menjadi energi mekanik. Prinsip tindakan mereka didasarkan pada fenomena induksi elektromagnetik.

Namun, cara di mana medan magnet berinteraksi, memaksa rotor mesin berputar, berbeda secara signifikan tergantung pada jenis tegangan suplai - bergantian atau konstan.

Perangkat dan prinsip pengoperasian motor DC

Prinsip operasi motor DC didasarkan pada efek mendorong seperti kutub magnet permanen dan menarik yang berlawanan. Prioritas penemuannya adalah milik insinyur Rusia B. S. Jacobi. Model industri pertama dari motor DC dibuat pada tahun 1838. Sejak itu, desainnya belum mengalami perubahan besar.

Pada motor DC berdaya rendah, salah satu magnetnya ada secara fisik. Itu terpasang langsung ke tubuh mesin. Yang kedua dibuat di belitan angker setelah menghubungkan sumber DC untuk itu. Untuk melakukan ini, gunakan perangkat khusus - unit kolektor-sikat. Kolektor itu sendiri adalah cincin konduktif yang dipasang pada poros motor. Ujung belitan angker terhubung dengannya.

Dalam mesin berdaya tinggi, magnet yang ada secara fisik tidak digunakan karena beratnya yang besar. Untuk menciptakan medan magnet stator yang konstan, beberapa batang logam digunakan, yang masing-masing memiliki gulungan konduktornya sendiri yang terhubung ke bus daya positif atau negatif. Kutub-kutub dengan nama yang sama dihubungkan secara seri satu sama lain.

Jumlah pasangan kutub pada rumah motor mungkin satu atau empat. Jumlah kuas kolektor pada angker kolektor harus sesuai.

Motor listrik bertenaga tinggi memiliki sejumlah trik konstruktif. Misalnya, setelah menyalakan mesin dan dengan perubahan beban di atasnya, simpul sikat kolektor digeser oleh sudut tertentu terhadap rotasi poros. Ini adalah bagaimana efek "reaksi angker" dikompensasi, yang mengarah ke pengereman poros dan mengurangi efisiensi mesin listrik.

Ada juga tiga skema untuk menghubungkan motor DC:

  • dengan eksitasi paralel;
  • konsisten;
  • campuran

Eksitasi paralel adalah ketika yang lain independen, biasanya disesuaikan (rheostat) dihidupkan sejajar dengan belitan angker.

Serial - belitan tambahan dihubungkan secara seri ke sirkuit power supply armature. Jenis koneksi ini digunakan untuk meningkatkan kekuatan rotasi mesin secara dramatis pada waktu yang tepat. Misalnya, saat memulai kereta api.

Motor DC memiliki kemampuan untuk menyesuaikan kecepatan rotasi dengan lancar, sehingga mereka digunakan sebagai traksi pada kendaraan listrik dan alat pengangkat.

Motor AC - apa bedanya?

Perangkat dan prinsip operasi motor AC untuk membuat torsi termasuk penggunaan medan magnet yang berputar. Penemunya adalah insinyur Rusia M. O. Dolivo-Dobrovolsky, yang pada tahun 1890 menciptakan desain industri pertama dari mesin dan merupakan pendiri teori dan teknologi arus bolak-balik tiga fase.

Medan magnet berputar terjadi pada gulungan stator tiga motor segera setelah mereka terhubung ke rangkaian tegangan suplai. Rotor motor listrik seperti itu dalam pertunjukan tradisional tidak memiliki gulungan dan, berbicara kasar, sepotong besi, sesuatu yang menyerupai roda tupai.

Medan magnet stator memprovokasi terjadinya arus di rotor, dan yang sangat besar, karena ini adalah struktur hubung singkat. Arus ini menyebabkan terjadinya medan angker sendiri, yang "interlock" dengan keringat magnetik vorteks stator dan menyebabkan poros motor berputar ke arah yang sama.

Prinsip operasi motor AC dengan rotor pendek-pendek tradisional memiliki arus awal yang sangat besar. Mungkin, banyak dari Anda memperhatikan ini - ketika menyalakan mesin lampu pijar mereka mengubah kecerahan cahaya. Oleh karena itu, dalam mesin listrik berkekuatan tinggi, digunakan rotor fase - tiga gulungan terhubung oleh "bintang" yang diletakkan di atasnya.

Gulungan angker tidak terhubung ke listrik, dan terhubung ke resistor awal dengan menggunakan unit kolektor-sikat. Proses pengaktifan pada mesin semacam itu terdiri dari koneksi ke jaringan suplai dan secara bertahap mengurangi hingga nol resistansi aktif dalam rangkaian armatur. Motor listrik menyala dengan lancar dan tanpa beban berlebih.

Fitur penggunaan motor asynchronous dalam sirkuit fase-tunggal

Terlepas dari kenyataan bahwa medan magnet berputar stator paling mudah diperoleh dari tegangan tiga fasa, prinsip pengoperasian motor listrik asinkron memungkinkannya bekerja dari jaringan rumah tangga fase tunggal, jika beberapa perubahan dilakukan pada desainnya.

Untuk melakukan ini, harus ada dua gulungan pada stator, salah satunya adalah "mulai". Arus di dalamnya digeser dalam fase oleh 90 ° karena masuknya beban reaktif di sirkuit. Paling sering digunakan untuk kapasitor ini.

Didukung dari stopkontak rumah tangga, Anda dapat dan motor tiga fase industri. Untuk melakukan ini, di dalam kotak terminalnya dua gulungan terhubung menjadi satu, dan sebuah kapasitor dinyalakan di sirkuit ini. Berdasarkan prinsip operasi motor listrik asinkron bertenaga dari sirkuit fase-tunggal, harus dicatat bahwa mereka memiliki efisiensi yang lebih rendah dan sangat sensitif terhadap beban berlebih.

Mesin kolektor Universal - prinsip operasi dan karakteristik

Dalam alat-alat listrik rumah tangga daya rendah, yang memerlukan arus awal yang rendah, torsi tinggi, kecepatan rotasi tinggi dan kemungkinan penyesuaian halus, yang disebut motor kolektor universal digunakan. Secara desain, mereka mirip dengan motor DC dengan eksitasi berurutan.

Dalam mesin seperti itu, medan magnet stator dihasilkan karena tegangan suplai. Hanya desain inti magnet telah sedikit dimodifikasi - itu tidak dilemparkan, tetapi dial, yang memungkinkan mengurangi pembalikan magnetisasi dan pemanasan oleh arus Foucault. Serangkaian induktansi yang terhubung ke sirkuit armature memungkinkan untuk mengubah arah medan magnet stator dan armatur ke arah yang sama dan dalam fase yang sama.

Sinkronisasi yang hampir lengkap dari medan magnet memungkinkan mesin untuk mendapatkan momentum bahkan dengan beban yang signifikan pada poros, yang diperlukan untuk operasi bor, palu putar, penyedot debu, mesin "Bulgarians" atau polisher.

Jika transformator yang dapat disesuaikan termasuk dalam rangkaian pasokan mesin seperti itu, maka frekuensi rotasinya dapat dengan mulus diubah. Namun arahnya, ketika dihidupkan dari sirkuit AC, tidak pernah bisa diubah.

Motor listrik memiliki efisiensi tertinggi (lebih dari 80%) dari semua perangkat yang dibuat oleh manusia. Penemuan mereka pada akhir abad ke-19 dapat dianggap sebagai lompatan peradaban kualitatif, karena tanpa mereka tidak mungkin untuk membayangkan kehidupan masyarakat modern berdasarkan teknologi tinggi, dan sesuatu yang lebih efektif belum ditemukan.

Motor asynchronous: prinsip operasi, perangkat dan tipe

Produksi industri modern, sebagai sistem yang terus berkembang secara dinamis, memerlukan penggunaan solusi teknis baru dan inovatif untuk menyelesaikan berbagai masalah. Pada saat yang sama, banyak manufaktur masih menggunakan peralatan mesin, mesin dan berbagai mekanisme motor asinkron lama yang andal sebagai mesin.

Di antara digunakan dalam produksi sistem elektronik dan mesin listrik, tempat khusus ditempati oleh motor asinkron - mesin listrik dengan unit kontrol elektronik yang menggunakan arus bolak-balik untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.

Pengungkapan yang lebih dalam dari konsep ini didasarkan pada prinsip menggunakan medan magnet untuk membuat gerakan rotasi - stator menciptakan medan magnet sedikit lebih tinggi dalam frekuensi daripada frekuensi medan magnet rotor berputar.

Medan magnet membuat rotor berputar, sementara kecepatan rotasinya sedikit lebih rendah daripada perubahan medan magnet stator, ia mencoba untuk mengejar medan yang dibentuk oleh stator.

Mesin prinsip ini adalah jenis mesin listrik yang paling umum - ini adalah jenis konversi energi listrik paling sederhana dan paling ekonomis dari arus bolak-balik menjadi energi mekanik rotasi.

Seperti mekanisme yang paling rumit secara teknis, motor semacam itu memiliki banyak sisi positif, yang utamanya adalah tidak adanya kontak listrik antara bagian bergerak dan tetap dari mesin.

Ini adalah keuntungan dari asynchronous dan fundamental ketika memilih model mesin dalam pengembangan desain - kurangnya kolektor dan sikat, kontak antara stator dan rotor secara signifikan meningkatkan keandalan dan mengurangi biaya produksi motor tersebut.

Namun, perlu dicatat bahwa aturan ini hanya berlaku untuk salah satu jenis (meskipun bentuk yang paling umum) - mesin dengan rotor sangkar-tupai.

Deskripsi skema

Pengoperasian motor asinkron yang dirancang untuk catu daya AC konvensional dapat dijelaskan dengan skema berikut:

  1. Arus listrik bolak-balik dari masing-masing fasa dipasok ke gulungan stator dari motor (jika motor adalah tiga fase, jika arus adalah fase tunggal, gulungan lainnya dihidupkan dengan memasukkan kapasitor start-up di sirkuit, yang memainkan peran tiruan dari jaringan tiga fasa).
  2. Sebagai hasil dari pasokan tegangan, medan listrik dibuat di masing-masing gulungan dengan frekuensi tegangan, dan karena mereka bergeser oleh 120 derajat relatif satu sama lain, pasokan tergantikan baik dalam waktu (bahkan dapat diabaikan) dan dalam ruang (juga cukup kecil ).
  3. Fluks magnetik berputar yang dihasilkan dari stator dengan kekuatannya menciptakan gaya gerak listrik di rotor, atau lebih tepatnya di konduktornya.
  4. Fluks magnetik yang dibuat di stator, berinteraksi dengan medan magnet rotor, menciptakan momen awal - medan magnet yang cenderung berbalik arah medan magnet stator.
  5. Medan magnet secara bertahap meningkat dan melebihi yang disebut torsi pengereman, memutar rotor.

Perangkat

Konstruksi unit dapat direpresentasikan secara paling jelas dengan contoh motor asinkron yang memiliki rotor pendek, tipe kedua motor listrik memiliki desain yang sedikit berbeda, ini karena mereka menggunakan jaringan industri 380 volt.

Komponen utama dari mesin listrik tersebut adalah stator dan rotor, yang tidak bersentuhan satu sama lain dan memiliki celah udara. Ini desain bagian utama karena fakta bahwa komposisi dari dua bagian utama motor termasuk bagian yang disebut aktif - yang terdiri dari berliku konduktor konduktor berliku.

Setiap bagian memiliki gulungan stator dan rotor masing-masing dan inti baja - inti magnetik, masing-masing. Ini adalah bagian utama dari motor listrik yang pada dasarnya diperlukan untuk pengoperasian mesin, semua bagian lain - perumahan, bantalan gelinding, poros, kipas - ini secara struktural diperlukan tetapi sama sekali tidak mempengaruhi prinsip pengoperasian perangkat.

Mereka memainkan peran penting dalam banyak hal, misalnya, bantalan gelinding, memberikan kemungkinan kelancaran, pelindung melindungi dari dampak mekanis pada bagian kerja utama, kipas memberikan aliran udara ke mesin dan panas yang dihasilkan selama operasi, tetapi tidak mempengaruhi prinsip konversi energi listrik menjadi energi mekanik.

Jadi, bagian utama dari motor listrik asynchronous, seperti mesin listrik, adalah:

  1. Stator adalah elemen utama dari motor listrik, yang terdiri dari tiga fase (atau multi-fase) berliku. Sebuah fitur khusus dari belitan adalah urutan tertentu dari belokan - konduktor secara merata terletak di alur memiliki sudut 120 derajat di sekeliling keliling.
  2. Rotor adalah elemen utama kedua dari unit, yang merupakan inti silindris dengan slot yang dipenuhi aluminium. Desain semacam ini disebut "sangkar tupai" atau jenis rotor sirkuit pendek karena kekhasannya. Di dalamnya, batang tembaga ditutup pada ujungnya oleh cincin di kedua sisi silinder.

Tiga fase gulungan, dan secara konstruktif satu untuk setiap fase, terhubung seperti gulungan stator dengan salah satu bintang atau segitiga, dan ujung gulungan ini adalah output ke slip ring yang berputar pada poros, arus listrik ditransmisikan kepada mereka melalui sikat yang terbuat dari grafit. Motor listrik jenis ini memiliki kekuatan besar dan sudah digunakan dalam mesin dan mesin industri.

Cakupan

Mengingat fitur desain dan kemudahan pembuatan, motor listrik tersebut telah menemukan penggunaan utama mereka dalam mesin dan mekanisme yang tidak memerlukan banyak usaha dan kekuatan selama operasi.

Pada dasarnya, motor ini dipasang di hampir semua peralatan rumah tangga:

  • penggiling daging;
  • pengering rambut;
  • mixer listrik;
  • penggemar domestik;
  • mesin rumah tangga berdaya rendah kecil;

Motor asinkron tiga fase memiliki daya yang berbeda, dari 150 W hingga beberapa kilowatt, dan terutama digunakan dalam industri sebagai motor untuk mesin dan mekanisme.

Penggunaan jenis motor ini karena dapat diterima dari sudut pandang rasio daya / kinerja, apalagi, serta merakit mesin sederhana tersebut tidak memerlukan banyak perhatian dan pemeliharaan yang telaten, terutama jenis-jenis rumah yang secara khusus dirancang untuk bekerja dalam kondisi manufaktur yang keras.

Mengingat berbagai tugas desain yang dihadapi mesin dan mekanisme yang dikembangkan di industri, produksi massal, motor listrik linear asynchronous dari empat jenis utama telah diterapkan:

Motor Fase Tunggal

Dengan rotor kandang tupai.