háromfázisú tápfeszültséget biztosít egy forgó mágneses mező egy indukciós motor

Rejlő slip – egyenlőtlen forgási frekvencia állórész mezőt, majd a rotor

mindkét indukciós, illetve szinkron motorok, a HÁLÓZATI tápfeszültség, hogy a motor állórész létrehoz egy mágneses mezőben forog synchronism AC rezgések. Míg a szinkron motor forgórésze ugyanolyan sebességgel forog, mint az állórész Mező, az indukciós motor forgórésze valamivel lassabb sebességgel forog, mint az állórész mező. Az indukciós motor állórész mágneses mezője tehát a rotorhoz képest változik vagy forog. Ez ellentétes áramot indukál az indukciós motor forgórészében, valójában a motor másodlagos tekercselése, amikor az utóbbi rövidzárlatú vagy külső impedancián keresztül zárva van. A forgó mágneses fluxus áramokat indukál a forgórész tekercseiben, hasonlóan a transzformátor szekunder tekercsében(tekercseiben) indukált áramokhoz.

az indukált áramok a rotor tekercsekben viszont mágneses mezőket hoznak létre a rotorban, amelyek reagálnak az állórész mezőjére. A létrehozott mágneses mező iránya olyan lesz, hogy ellenzi az áram változását a rotor tekercseken keresztül, A Lenz törvényével egyetértésben. A forgórész tekercsekben az indukált áram oka a forgó állórész mágneses mezője, így a forgórész-tekercsáramok változásának megakadályozása érdekében a forgórész elkezd forogni a forgó állórész mágneses mezőjének irányában. A forgórész addig gyorsul, amíg az indukált forgórészáram nagysága és a nyomaték kiegyenlíti a forgórész forgására alkalmazott mechanikai terhelést. Mivel a szinkron fordulatszámon történő forgás nem eredményez indukált rotoráramot, az indukciós motor mindig kissé lassabban működik, mint a szinkron sebesség. A tényleges és a szinkron fordulatszám közötti különbség vagy “csúszás” 0,5% – ról 5,0% – ra változik a standard kialakítású B nyomatékgörbe indukciós motoroknál. Az indukciós motor alapvető jellemzője, hogy kizárólag indukcióval jön létre, ahelyett, hogy külön-külön izgatnák, mint szinkron vagy egyenáramú gépekben, vagy önmágneseznék, mint az állandó mágneses motorokban.

a forgórészáramok indukálásához a fizikai forgórész sebességének alacsonyabbnak kell lennie, mint az állórész forgó mágneses mezőjének (n s {\displaystyle n_{s}}

); ellenkező esetben a mágneses mező nem mozogna a rotorvezetőkhöz képest, és nem indukálna áram. Mivel a forgórész sebessége a szinkron sebesség alá csökken, a forgórészben lévő mágneses mező forgási sebessége növekszik, több áramot indukálva a tekercsekben, több nyomatékot hozva létre. A forgórészben indukált mágneses mező forgási sebessége és az állórész forgási sebessége közötti arányt “csúszásnak”nevezzük. Terhelés alatt a sebesség csökken, a csúszás pedig elég növekszik ahhoz, hogy elegendő nyomatékot hozzon létre a terhelés megfordításához. Emiatt az indukciós motorokat néha “aszinkron motoroknak”nevezik.

indukciós motor indukciós generátorként használható, vagy tekercselhető egy lineáris indukciós motor létrehozására, amely közvetlenül lineáris mozgást generálhat. Az indukciós motorok generálási módját bonyolítja a rotor gerjesztésének szükségessége, amely csak a maradék mágnesezéssel kezdődik. Bizonyos esetekben ez a maradék mágnesezés elegendő ahhoz, hogy a motor terhelés alatt önmagát izgatja. Ezért szükséges, hogy vagy bepattan a motor, és csatlakoztassa egy pillanatra egy élő rács vagy hozzá kondenzátorok feltöltött kezdetben maradék mágnesesség, amely a szükséges reaktív teljesítmény működés közben. Hasonló az indukciós motor működése párhuzamosan egy szinkron motorral, amely teljesítménytényező-kompenzátorként szolgál. A generátor üzemmódban a rácskal párhuzamosan az a jellemző, hogy a forgórész sebessége nagyobb, mint a vezetési módban. Ezután aktív energiát adnak a rácsnak. Az indukciós motor generátor másik hátránya, hogy jelentős mágneses áramot fogyaszt I0 = (20-35)%.

Szinkron speedEdit

Egy AC motor szinkron sebesség, f s {\displaystyle f_{s}}

, a forgási sebesség az állórész mágneses mező, f s = 2 f p {\displaystyle f_{s}={2f \vége p}}

,hol f {\displaystyle f}

a frekvencia, a tápegység, p {\displaystyle p}

az a szám, a mágneses pólusok, valamint f s {\displaystyle f_{s}}

A gép szinkron sebessége. F {\displaystyle f}

in hertz and n s {\displaystyle n_{s}}

szinkron sebesség RPM-ben, a képlet: n s = 2 f p ⋅ ( 60 s e c o n d s m i n u t e ) = 120 f p ⋅ ( s e c o n d s m i n u t e ) {\displaystyle n_{s}={2f \vége p}\cdot \left({\frac {60\ \mathrm {másodperc} }{\mathrm {percet} }}\right)={120f \over {p}}\cdot \left({\frac {\mathrm {másodperc} }{\mathrm {percet} }}\right)}

.

például egy négy pólusú, háromfázisú motor, p {\displaystyle p}

= 4 n s = 120 f 4 {\displaystyle n_{s}={120f \felett 4}}

= 1500 FORD / perc (f {\displaystyle f}

= 50 Hz), valamint, hogy 1800 RPM (a f {\displaystyle f}

= 60 Hz) szinkron fordulatszám.

a mágneses pólusok száma, p {\displaystyle p}

, egyenlő a tekercscsoportok számával fázisonként. A 3 fázisú motorban fázisonként a tekercscsoportok számának meghatározásához számolja meg a tekercsek számát, ossza meg a fázisok számát, ami 3. A tekercsek több nyílást is átfedhetnek az állórész magjában, így unalmas számolni őket. Egy 3 fázisú motor esetében, ha összesen 12 tekercscsoportot számít, akkor 4 mágneses pólusa van. Egy 12 pólusú 3 fázisú gép esetében 36 tekercs lesz. A rotorban lévő mágneses pólusok száma megegyezik az állórész mágneses pólusainak számával.

a két ábra jobbra és balra mindegyik felett egy 2 pólusú 3 fázisú gépet ábrázol, amely három póluspárból áll, mindegyik pólus 60° – kal egymástól.

SlipEdit

Tipikus nyomaték görbe, mint egy funkció csúszik képviselt, mint a “g”

Slip, s {\displaystyle s}

, meghatározása a különbség a szinkron sebesség, valamint a működési sebesség, ugyanazon a frekvencián, kifejezve rpm, vagy százalékban, vagy arány a szinkron fordulatszám. Így S = n s − n r n s {\displaystyle s={\frac {n_{s}-n_{r}}} {n_{s}}}}\,}

ahol n s {\displaystyle n_{s}}

az állórész elektromos sebessége, n r {\displaystyle n_{r}}

a forgórész mechanikai sebessége. A csúszás, amely szinkron fordulatszámon nulláról, a rotor leállásakor pedig 1-ről változik, meghatározza a motor nyomatékát. Mivel a rövidzárlatú forgórész tekercsek kis ellenállással rendelkeznek, még egy kis csúszás is nagy áramot indukál a rotorban, és jelentős nyomatékot eredményez. Teljes névleges terhelés esetén a csúszás a kis vagy speciális rendeltetésű motorok esetében több mint 5% – tól a nagy motorok esetében kevesebb, mint 1% – ig változik. Ezek a sebességváltozások terhelésmegosztási problémákat okozhatnak, ha a különböző méretű motorokat mechanikusan csatlakoztatják. Különböző módszerek állnak rendelkezésre a csúszás csökkentésére, a VFDs gyakran a legjobb megoldást kínálja.

TorqueEdit

Standard torqueEdit

Speed-torque curves for four induction motor types: A) Single-phase, B) Polyphase cage, C) Polyphase cage deep bar, D) Polyphase double cage

Typical speed-torque curve for NEMA Design B Motor

Play media

átmeneti megoldás egy AC indukciós motorhoz a teljes leállítástól a működési pontig változó terhelés alatt.

a standard NEMA Design B polifáz indukciós motor tipikus fordulatszám-nyomatékkapcsolata a jobb oldali görbén látható. Alkalmas a legtöbb kis teljesítményű terhelések, mint a centrifugális szivattyúk, ventilátorok, Design B motorok korlátozza a következő tipikus nyomatéktartományok:

• bontási nyomaték( csúcsnyomaték), a névleges nyomaték 175-300%-a
• reteszelt rotornyomaték (nyomaték 100%-os csúszásnál), a névleges nyomaték 75-275% – a
• felhúzható nyomaték, a névleges nyomaték 65-190% – a.

egy motor normál terhelési tartományán keresztül a nyomaték meredeksége megközelítőleg lineáris vagy arányos a csúszással, mivel a forgórész ellenállásának értéke slip, r r ‘/ s {\displaystyle R_{r} ‘/ s}

, lineáris módon uralja a nyomatékot. Mint terhelés növeli a fenti névleges terhelés, állórész, valamint rotor szivárgás reaktancia tényezők fokozatosan egyre jelentősebb kapcsolatban, R R ‘ / s {\displaystyle R_{r}’/s}

olyan, hogy a nyomaték fokozatosan görbék felé bontás nyomaték. Mivel a terhelési nyomaték a bontási nyomatékon túl növekszik, a motor leáll.

StartingEdit

a kis indukciós motorok három alapvető típusa létezik:osztott fázisú egyfázisú, árnyékolt pólusú egyfázisú, és többfázisú.

kétpólusú egyfázisú motoroknál a nyomaték 100%-os csúszással (nulla sebességgel) nullára megy, így ezek az állórész, például árnyékolt pólusok megváltoztatását igénylik a kiindulási nyomaték biztosításához. Az egyfázisú indukciós motor külön indítóáramkört igényel, hogy forgó mezőt biztosítson a motor számára. Az ilyen egyfázisú motoron belüli normál futó tekercsek a rotor mindkét irányba fordulását okozhatják, így a kiindulási áramkör meghatározza a működési irányt.

egyes kisebb egyfázisú motoroknál az indítás rézhuzal segítségével történik, amely egy pólus egy része körül forog; az ilyen pólust árnyékolt pólusnak nevezik. Az ebben a fordulóban indukált áram elmarad a tápáramtól, ami késleltetett mágneses mezőt hoz létre a pólusfelület árnyékolt része körül. Ez elegendő forgási energiát biztosít a motor indításához. Ezek a motorok általában használt alkalmazások, mint például asztal rajongók rögzíti a játékosok, mint a szükséges kiindulási nyomaték alacsony, az alacsony hatékonyság, tolerálható képest a csökkentett költség a motor indítása módszer, mint a többi AC motor terveit.

Nagyobb egyfázisú motorok osztott fázisú motorok egy második állórész tekercselés fed ki-a-fázis aktuális; ilyen áramlatok lehet által létrehozott etetés a kanyargós keresztül egy kondenzátor, vagy hogy megkapja a különböző értékek, az induktivitás pedig az ellenállás a fő kanyargós. A kondenzátor-start design, a második kanyargós megszakad, ha a motor a gyors általában vagy egy centrifugális kapcsoló ható súlyok a motor tengelyére, vagy egy termisztor, amely felmelegszik, valamint növeli az ellenállást, csökkenti a jelenlegi végig a második kanyargós, hogy egy jelentéktelen szintre. A kondenzátor által működtetett szerkezetek a második tekercset bekapcsolva tartják futás közben, javítva a nyomatékot. A resistance start design használ indító behelyezett sorozat az indítási tekercs, ami reaktancia.

az önindító többfázisú indukciós motorok még álló helyzetben is nyomatékot termelnek. A rendelkezésre álló indukciós motorindítási módszerek közé tartozik a közvetlen on-line indítás, a csökkentett feszültségű reaktor vagy az automatikus transzformátor indítása, a csillag-delta indítás vagy egyre inkább az új szilárdtest lágy részegységek és természetesen a változó frekvenciájú meghajtók (VFDs).

a többfázisú motorok rotorrudakkal rendelkeznek, amelyek különböző fordulatszám-nyomaték jellemzőket biztosítanak. A forgórész rudakon belüli áramelosztás az indukált áram frekvenciájától függően változik. Álló helyzetben a rotoráram ugyanolyan frekvenciájú, mint az állórész áram, és hajlamos a ketrec forgórész rudainak legkülső részeiben utazni (bőrhatással). A különböző sávformák hasznos módon eltérő sebesség-nyomaték jellemzőket adhatnak, valamint bizonyos irányítást a bekapcsolási áram felett indításkor.

bár a többfázisú motorok eredendően önindító jellegűek, az indítási és húzási nyomaték-tervezési határértékeknek elég magasnak kell lenniük a tényleges terhelési feltételek leküzdéséhez.

A seb rotor motorok, rotor áramköri kapcsolat révén csúszógyűrű külső ellenállások lehetővé teszi, hogy változtatni a fordulatszám-nyomaték jellemzői gyorsulás ellenőrzés, sebesség ellenőrzés céljából.

Sebesség controlEdit

ResistanceEdit

Tipikus fordulatszám-nyomaték görbe különböző motor bemeneti frekvencia, mint például a használt változó frekvenciájú meghajtók

Mielőtt a fejlesztés félvezető power electronics, nehéz volt, hogy változik a frekvencia, valamint a ketrec indukciós motorok voltak, elsősorban a rögzített sebességű alkalmazások. Az olyan alkalmazások, mint az elektromos felső daruk, DC hajtásokat vagy seb rotormotorokat (WRIM) használtak csúszógyűrűkkel a rotoráramkör-csatlakozáshoz a változó külső ellenálláshoz, amely lehetővé teszi a sebességszabályozás jelentős tartományát. A WRIMs alacsony fordulatszám-működésével járó ellenállás-veszteségek azonban jelentős költséghátrány, különösen az állandó terhelések esetén. Nagy Csúszógyűrűs motorhajtások, úgynevezett slip energy recovery systems, néhány még használatban van, energiát nyer a rotor áramkör, kijavítani, és vissza a villamosenergia-rendszer egy VFD.

CascadeEdit

egy pár Csúszógyűrűs motor sebességét kaszkádcsatlakozással vagy konkatenációval lehet szabályozni. Az egyik motor forgórésze a másik állórészéhez van csatlakoztatva. Ha a két motor mechanikusan is csatlakozik,akkor fél sebességgel futnak. Ezt a rendszert egykor széles körben használták a háromfázisú váltakozó áramú vasúti mozdonyokban, például az FS E. 333 osztályban.

változó frekvenciájú driveEdit

változó frekvenciájú meghajtó

számos ipari változó sebességű alkalmazásban a DC és a WRIM meghajtókat VFD-táplált ketrec indukciós motorok váltják ki. A leggyakoribb hatékony módja annak, hogy ellenőrizzék aszinkron motor sebessége sok terhelés van VFDs. A költség-és megbízhatósági szempontok miatt a VFD-k elfogadásának akadályai jelentősen csökkentek az elmúlt három évtizedben, így a becslések szerint a hajtástechnológiát az összes újonnan telepített motor 30-40% – ában alkalmazzák.

a változó frekvenciájú meghajtók végrehajtják az indukciós motor skalár – vagy vektorvezérlését.

skaláris vezérléssel csak a tápfeszültség nagyságát és frekvenciáját vezérlik fázisvezérlés nélkül (nincs visszacsatolás rotorhelyzetben). A skaláris vezérlés olyan alkalmazásra alkalmas, ahol a terhelés állandó.

A Vektorvezérlés lehetővé teszi a motor fordulatszámának és nyomatékának független szabályozását, lehetővé téve az állandó forgási sebesség fenntartását változó terhelési nyomatékkal. A vektorvezérlés azonban drágább az érzékelő (nem mindig) költsége, valamint az erősebb vezérlő követelménye miatt.