Vaiheroottorilla varustetun oikosulkumoottorin roottori: sovellus asynkronisissa koneissa

2024 Kirjoittaja: Erin Ralphs | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-02-19 15:14

Induktiomoottori on sähkökone, joka on suunniteltu muuttamaan sähköenergiaa mekaaniseksi energiaksi. Suunnittelu koostuu useista osista, mutta tänään tarkastellaan vain sähkömoottorin liikkuvaa osaa - roottoria. Kiinnitämme huomiota myös vaiheroottorilla varustetun oikosulkumoottorin roottorin järjestelyyn.

Roottorisuunnittelu

Useimmiten oikosulkumoottorin roottorin laite näyttää tältä: roottori on teräsakseli, johon painetaan kylmävalssattua anisotrooppista sähköterästä. Roottori on valmistettu levyistä, jotka on eristetty toisistaan oksidikalvokerroksella. Tämä on tarpeen moottorin tehokkuuteen vaikuttavien pyörrevirtojen vähentämiseksi.

Induktiomoottorin roottorikäämien tyypit

Seuraavaksi analysoimme vielä yhden kohdan. Meidän on selvitettävä, mitkä oikosulkumoottorin roottorikäämit ovat, mihin ne on tarkoitettu, lajikkeet, suunnitteluominaisuudet sekä asennustavat. Roottorikäämiä on 2 tyyppiä: oravahäkki ja vaiheroottori. Oravahäkkiroottori on yleisempi, se on halvempi suorittaa kuin vaiheroottori.

Tällaisella roottorilla varustetut moottorit vaativat vähemmän huoltoa kuin vaiheroottori. Vaiheroottoria käytetään harvemmin, se on hieman kalliimpi toteutuksessa ja vaatii myös tiheämpää huoltoa liukurenkaiden vuoksi. Edelleen tulee selväksi, miksi insinöörit esittelivät tämän mallin. Puhutaan nyt tarkemmin jokaisesta roottorista.

Oravahäkkiroottori

Asynkronisen sähkömoottorin roottorissa on käämit, jotka täytetään tai juotetaan uriin. Pieni- ja keskitehoisissa koneissa käämitysmateriaalina on yleensä alumiinia ja tehokkaammissa kuparia. Tämä on välttämätöntä sähkömagneetin luomiseksi, joka ikään kuin seuraa pyörivää magneettivuoa. Roottori magnetoituu avaruudessa pyörivän magneettikentän vaikutuksesta.

Näin käy ilmi, että roottorilla on oma magneettikenttä, joka ikään kuin seuraa staattorissa sijaitsevaa pyörivää magneettikenttää. Tällaista roottorin käämien rakennetta kutsutaan "oravan häkkiksi". Oravahäkki on suorassa kosketuksessa roottoriin, ja siihen indusoituu muuntajan tavoin magneettikenttä ja vastaavasti tietty sähkömotorinen voima. Tästä huolimatta jännite on nolla. Induktiomoottorin roottorivirta vaihtelee akseliin kohdistuvan mekaanisen kuormituksen mukaan. Mitä suurempi kuorma, sitä suurempi virta kulkee roottorin käämeissä.

Vaiheroottori

Rakenteen pääosa on järjestetty oravahäkkiroottoriksi. Kaikki sama teräsakseli, johon painetaan urillisia sähköteräslevyjä. Vaiheroottorilla varustetun asynkronisen moottorin roottorin ominaisuus on, että urissa ei ole tulvittua tai juotettua käämiä, vaan tavanomainen kuparikäämi, joka on asetettu, kuten staattorissa. Nämä käämit on kytketty tähtiin.

Toisin sanoen kaikki päät ovat yhdellä kierteellä, ja loput 3 päätä tuodaan ulos liukurenkaiksi. Vaiheroottori on tehty rajoittamaan käynnistysvirtaa. Liukurenkaisiin on kiinnitetty kupari-grafiittiharjat, jotka liukuvat niiden yli. Sitten harjoista poistetaan yleensä koskettimet merkkilaatikkoon, jossa käynnistysvirtaa säädetään joko reostaatilla tai nestereostaatilla muuttamalla elektrodien elektrolyyttiin upotussyvyyttä.

Kuten jo mainittiin, tällä toimenpiteellä voit rajoittaa käynnistysvirtaa. Harjan kulumisen vähentämiseksi nykyaikaiset sähkömoottorit on varustettu rakenteella, joka käynnistämisen jälkeen kallistaa harjat ja oikosulkee kaikki käämit toisiinsa. Kun moottori pysähtyy, harjat palaavat paikoilleen.

Taajuusmuuttajan huolto-ominaisuudet vaiheroottorilla

Vaiheroottorilla varustetun oikosulkumoottorin roottorin huolto on harjojen, liukurenkaiden säännöllistä tarkastusta, reostaatin kunnon tai nestetason tarkastusta. Myös upotetut elektrodit kannattaa tarkistaa. Asynkronisen roottorin tarkastuksen tulosten mukaanvaiheroottorilla varustettu moottori, tarvittaessa harjat on vaihdettava, mutta käsityöläiset neuvovat silti välittömästi pyyhkiä liukurenkaat ja ontelo, jossa renkaat sijaitsevat, pyyhkiä rievulla. Koska hioma-aine on sähköä johtavaa, se aiheuttaa toimintahäiriön tai jopa oikosulun riskin.

Jos liukurenkaat ovat kuluneet, vaihda ne. Jos renkaat kuluvat liian nopeasti, se tarkoittaa, että harjat on käytetty väärästä materiaalista. Niissä voi olla myös kuoria, mutta ne puretaan ja hiotaan sitten useissa kierroksissa niin, että harjojen viereinen pinta on sileä. Tämä työ tehdään sorvalla linjauksen säilyttämiseksi.

Pyöritysnopeus

Napaparien lukumäärä määrittää oikosulkumoottorin roottorin nopeuden, se on enintään 3000 jalkaa, kun se on kytketty suoraan verkkoomme. Tämä johtuu verkon taajuudesta 50 Hz. Tällä nopeudella magneettivuo pyörii sähkömoottorin staattorissa. Sen takana oleva roottori on hieman myöhässä, minkä vuoksi moottori on asynkroninen. Viive määräytyy rakenteellisesti ja se asetetaan jokaiselle moottorille erikseen.

1 napaparilla magneettikentän pyörimisnopeus on 3000 rpm, 2 napaparilla - 1500 rpm, 4 - 750 rpm. Jos on tarpeen lisätä tai säätää kierrosten määrää minuutissa ilman merkittäviä muutoksia, suunnitteluun asennetaan taajuusmuuttaja. Taajuusmuuttaja voi tuottaa sekä 100 että 200 Hz. Nopeuden selvittämiseksi käytäkaava (6050)/1=3000, jossa:

• 1 – napaparien määrä;

• 60 – vakio;

• 50 – taajuus;

• 3000 - magneettikentän kierrosta minuutissa tietyllä taajuudella.

Oletetaan, että voimme säätää jonkin moottorin taajuutta ja nostaa sen 75 Hz:iin. Etsitään pyörimisnopeus kaavalla: 1/(6075)=4500 rpm. Nyt olemme purkaneet sen tosiasian, että oikosulkumoottorin roottorin nopeus ei riipu itse roottorista, vaan riippuu napaparien määrästä.

Lopuksi haluamme sanoa, että kotitalousversiossa vaiheroottorilla varustettuja sähkökoneita ei käytännössä koskaan löydy. Nämä koneet on tarkoitettu teollisuuskäyttöön paikoissa, joissa jännitehäviöt eivät ole toivottavia. Tämä koskee myös suuria koneita, joiden käynnistysvirta voi olla jopa 20 kertaa nimellisvirta. Tällaisten koneiden asentaminen säästää resursseja ja rahaa asennuksen aikana. Pyörimisnopeuteen ei vaikuta se, mikä roottori asynkronisessa moottorissa: vaihe- tai oikosulkuroottorilla.