Πώς λειτουργεί ένας 3-φασικός επαγωγικός κινητήρας AC;  » Residence Style

Πώς λειτουργεί ένας 3-φασικός επαγωγικός κινητήρας AC; » Residence Style

Juni 27, 2022 0 Von admin

Ο τριφασικός κινητήρας επαγωγής είναι αρκετά δημοφιλής, καθώς χρησιμοποιείται συνήθως για πολλές βιομηχανικές εφαρμογές. Ο κύριος λόγος για την επικράτηση τους είναι η αξιοπιστία, η απλότητα και η μεγάλη διάρκεια ζωής.

Αυτός ο κινητήρας είναι ένα παράδειγμα επαγωγικού κινητήρα, γνωστός και ως ασύγχρονος κινητήρας. Αυτός ο τύπος επαγωγικού κινητήρα χρησιμοποιεί τις αρχές της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Δείτε τι είναι ο τριφασικός κινητήρας και πώς λειτουργεί.

Πριν μάθετε για τους τριφασικούς κινητήρες επαγωγής AC, πρέπει να κατανοήσετε την τριφασική ισχύ. Υπάρχουν δύο τύποι τροφοδοσίας: η μονοηλεκτρική και η τριφασική. Σε ένα μονοφασικός ηλεκτροκινητήρας, χρησιμοποιείται ένα καλώδιο και σε 3 φάσεις χρησιμοποιούνται τρία καλώδια σε ένα σύστημα για να δώσουν ημιτονοειδική τάση. Ωστόσο, κάθε φάση μεταφέρεται κατά 120 μοίρες και το άθροισμα είναι πάντα σταθερό όταν συνδυάζετε την τάση όλων των φάσεων.

Ο μονοφασικός ηλεκτροκινητήρας είναι κατάλληλος για εφαρμογές χαμηλής ισχύος ή οικιακές εφαρμογές, ενώ ο τριφασικός για βιομηχανική χρήση. Η διαδεδομένη χρήση του στις βιομηχανίες οφείλεται στο ότι μπορεί να διανέμει τριπλάσια ισχύ ενώ χρησιμοποιεί 1,5 φορές περισσότερο σύρμα. Κάνει το τριφασικό ρεύμα αποδοτικό και οικονομικό τροφοδοτικό.

Τι είναι ένας τριφασικός κινητήρας;

Αυτά αναφέρονται σε έναν τύπο κινητήρα AC, ένα συγκεκριμένο παράδειγμα πολυφασικού κινητήρα. Οι κινητήρες μπορεί να είναι είτε ασύγχρονοι (Induction Motor) είτε σύγχρονος κινητήρας. Αυτός ο τύπος κινητήρα περιλαμβάνει τρία κύρια εξαρτήματα: τον στάτορα, τον ρότορα και το περίβλημα.

  • Ο στάτορας περιλαμβάνει μια αλυσίδα ελασμάτων από κράμα χάλυβα και έχει ένα συρμάτινο κάλυμμα για την κατασκευή επαγωγικών πηνίων. Υπάρχει ένα μόνο πηνίο για κάθε φάση της πηγής ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτά τα πηνία διεγείρονται από το τριφασικό εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας.
  • Ο ρότορας περιέχει επαγωγικά πηνία και μεταλλικές ράβδους για τη δημιουργία κυκλώματος. Ο ρότορας περιβάλλει τον άξονα του κινητήρα και είναι το στοιχείο που περιστρέφεται για να παράγει τη μηχανική έξοδο του κινητήρα.
  • Το περίβλημα συμπλέκει τον ρότορα με τον άξονα του κινητήρα του σε ένα σετ ρουλεμάν για να μειώσει την τριβή του περιστρεφόμενου άξονα. Το περίβλημα περιλαμβάνει ακραία καπάκια για να συγκρατεί το ρουλεμάν και στεγάζει έναν ανεμιστήρα συνδεδεμένο στον άξονα του κινητήρα που περιστρέφεται όταν περιστρέφεται ο άξονας του κινητήρα.

Ο περιστρεφόμενος ανεμιστήρας αντλεί αέρα από το εξωτερικό του περιβλήματος και σπρώχνει αέρα μέσω του στάτορα και του ρότορα, ψύχοντας τα στοιχεία του κινητήρα. Διασκορπίζει επίσης τη θερμότητα που παράγεται στα πηνία λόγω της αντίστασης του πηνίου. Επιπλέον, έχει επίσης ανυψωμένα μηχανικά πτερύγια στο εξωτερικό που μεταφέρουν τη θερμότητα περαιτέρω στον εξωτερικό αέρα.

Το ακραίο καπάκι του περιβλήματος προσφέρει επίσης ένα σημείο για να στεγάσει τις ηλεκτρικές συνδέσεις για τον τριφασικό κινητήρα με τον κινητήρα.

Επαγωγικός κινητήρας AC

Ο νόμος του Φαραντέι

3φασικοί κινητήρες χρησιμοποιούν την αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Ο Άγγλος φυσικός Michael Faraday ανακάλυψε αυτή την αρχή το 1830.

Ο Faraday σημείωσε ότι όταν τοποθετείτε έναν αγωγό όπως ένα πηνίο ή βρόχο σύρματος σε ένα μετατοπιζόμενο μαγνητικό πεδίο, παράγεται στον αγωγό μια EMF (επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη). Επίσης, παρατήρησε ότι το ρεύμα που ρέει σε έναν αγωγό, όπως ένα σύρμα, θα δημιουργούσε ένα μαγνητικό πεδίο. Θα υπάρξει μια διακύμανση στο μαγνητικό πεδίο καθώς το ρεύμα στο καλώδιο αλλάζει σε μέγεθος ή κατεύθυνση.

Η αναπαράστασή του είναι σε έναν μαθηματικό τύπο που συνδέει την καμπύλη του ηλεκτρικού πεδίου με τον ρυθμό της χρονικής μετατόπισης της μαγνητικής ροής.

Πως δουλεύει

Μια τριφασική πηγή ηλεκτρικής ενέργειας τροφοδοτεί τον στάτορα. Κάθε πηνίο δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο και οι πόλοι τους (βόρειοι ή νότιοι) αλλάζουν θέση καθώς το AC ταλαντώνεται σε έναν ολόκληρο κύκλο.

Οι τρεις φάσεις του AC μετατοπίζονται φάση κατά 120 μοίρες. Ως αποτέλεσμα, η μαγνητική πολικότητα των τριών πηνίων δεν είναι ομοιόμορφη τη συγκεκριμένη στιγμή. Έχει ως αποτέλεσμα ο στάτορας να δημιουργεί ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο (RMF).

Ο ρότορας βρίσκεται στη μέση των πηνίων του στάτορα, όπου το μετατοπιζόμενο μαγνητικό πεδίο προκαλεί ένα ρεύμα στα πηνία του ρότορα. Στη συνέχεια στρέφει ένα αντίθετο μαγνητικό πεδίο που δημιουργεί ο ρότορας. Το πεδίο του ρότορα βλέπει έναν τρόπο να ευθυγραμμίσει την πολικότητα του με το πεδίο του στάτορα. Έχει ως αποτέλεσμα μια καθαρή ροπή που εφαρμόζεται σε έναν άξονα κινητήρα και αρχίζει να περιστρέφεται, με στόχο να ευθυγραμμιστεί το πεδίο του.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι στον τριφασικό επαγωγικό κινητήρα, δεν υπάρχει άμεση σύνδεση με τον ρότορα. Η μαγνητική επαγωγή προκαλεί την περιστροφή του κινητήρα. Ο ρότορας στοχεύει να διατηρήσει την ευθυγράμμιση με το RMF του στάτορα χρησιμοποιώντας τριφασικούς κινητήρες επαγωγής, αλλά ποτέ δεν το επιτυγχάνει.

Η εμφάνιση της καθυστέρησης του ρότορα στην ταχύτητα του RMF είναι γνωστή ως ολίσθηση και η έκφραση είναι:

Slip = (Ns – Nr) / Ns

Nr είναι η ταχύτητα του ρότορα, και Ns είναι η σύγχρονη ταχύτητα του RMF (περιστρεφόμενο πεδίο) του στάτορα.

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, ο τριφασικός κινητήρας επαγωγής AC περιλαμβάνει τον στάτορα και τον ρότορα. Ένα ρεύμα διοχετεύεται μέσω του στάτορα κατά τη λειτουργία για να προκαλέσει ένα μαγνητικό πεδίο που προκαλεί την περιστροφή του ρότορα. Οι κινητήρες χρησιμοποιούνται κυρίως στον βιομηχανικό τομέα καθώς μπορούν να παράγουν περισσότερη ισχύ σε σύγκριση με τους μονοφασικούς κινητήρες.