Indukciós motor - Induction motor

Háromfázisú, teljesen zárt ventilátorhűtéses ( TEFC ) indukciós motor, bal oldali zárófedéllel, végfedél nélkül pedig a hűtőventilátor jobb oldalán. A TEFC motoroknál a belső hőveszteség közvetett módon, a szellőzőbordákon keresztül, többnyire kényszerlevegő -konvekció útján oszlik el.
Kivágott nézet a TEFC indukciós motor állórészén keresztül , bemutatva a rotort belső légáramlási lapátokkal. Sok ilyen motor szimmetrikus armatúrával rendelkezik, és a keret megfordítható, hogy az elektromos csatlakozódobozt (nem látható) az ellenkező oldalon helyezze el.

Egy indukciós motor , vagy aszinkronmotor egy váltóáramú villamos motor , amelyben a villamos áram a forgórész előállításához szükséges nyomaték úgy kapjuk meg, az elektromágneses indukció a mágneses mező a állórész tekercselés. Az indukciós motor tehát a rotorhoz való elektromos csatlakozások nélkül is elkészíthető. Az indukciós motor forgórésze lehet sebes vagy mókus-ketreces.

A háromfázisú mókus-ketreces indukciós motorokat széles körben használják ipari meghajtóként, mivel önindítóak, megbízhatóak és gazdaságosak. Az egyfázisú indukciós motorokat széles körben használják kisebb terhelésekhez, például háztartási készülékekhez, például ventilátorokhoz. Bár hagyományosan rögzített sebességű szolgáltatásban használják, az indukciós motorokat egyre gyakrabban használják változó frekvenciájú hajtásokkal (VFD) a változó sebességű szolgáltatásokban. A VFD-k különösen fontos energiamegtakarítási lehetőségeket kínálnak a meglévő és leendő indukciós motorok számára a változó nyomatékú centrifugális ventilátor, szivattyú és kompresszor terhelési alkalmazásokban. A mókus-ketreces indukciós motorokat nagyon széles körben használják mind a fix, mind a változó frekvenciájú hajtásokban.

Történelem

Nikola Tesla első indukciós motorjának modellje a Tesla Múzeumban , Belgrádban, Szerbiában
Mókus-ketreces rotor konstrukció, csak a közepén látható három laminálás

1824 -ben François Arago francia fizikus megfogalmazta a forgó mágneses mezők létezését , amelyeket Arago forgásainak neveztek . A kapcsolók kézi be- és kikapcsolásával Walter Baily ezt 1879 -ben bebizonyította, gyakorlatilag az első primitív indukciós motort.

Az első kommutátormentes egyfázisú váltóáramú indukciós motort Bláthy Ottó magyar mérnök találta fel ; az egyfázisú motorral hajtotta fel találmányát, a villanyórát .

Az első váltóáramú, kommutátormentes, háromfázisú indukciós motorokat Galileo Ferraris és Nikola Tesla találta ki , a működő motormodellt előbbi 1885-ben, utóbbi pedig 1887-ben mutatta be. A Tesla 1887 októberében és novemberében kért amerikai szabadalmat 1888 áprilisában a Torinói Királyi Tudományos Akadémia közzétette Ferraris kutatását a váltakozó áramú többfázisú motorjáról, részletezve a motor működésének alapjait. A máj 1888 Tesla bemutatta a műszaki papír egy új rendszer váltakozó áramú motorok és transzformátorok az American Institute of Electrical Engineers (AIEE) leírja három, négy-állórész-pólusú motor típus: az egyik, amelynek négypólusú forgórész képező olyan nem önálló -indító reluktancia motor , egy másik tekercselt rotorral, amely önindító indukciós motort képez, a harmadik pedig valódi szinkronmotor , külön gerjesztett egyenáramú táppal a rotor tekercseléséhez.

George Westinghouse , aki ekkor váltakozó áramú energiarendszert fejlesztett , 1888 -ban engedélyezte a Tesla szabadalmait, és megvásárolt egy amerikai szabadalmi opciót a Ferraris indukciós motorjairól. Teslát egy évig tanácsadóként is alkalmazták. A Westinghouse munkatársát, CF Scott -ot bízták meg a Tesla segítésével, majd átvette a Westinghouse indukciós motorjának fejlesztését. Mikhail Dolivo-Dobrovolsky a háromfázisú fejlesztés előmozdításában 1889-ben találta fel a ketrecrotoros indukciós motort, 1890-ben a három végű transzformátort. Továbbá azt állította, hogy a Tesla motorja nem volt praktikus a kétfázisú lüktetések miatt, ami arra késztette, hogy kitartson háromfázisú munkájában. Bár Westinghouse elérte az első gyakorlati indukciós motor 1892-ben és kifejlesztett egy sor többfázisú 60 hertz indukciós motorok 1893 ezek a korai Westinghouse motorok voltak kétfázisú motor a seb rotor amíg BG Lamme kifejlesztett egy forgó bár kanyargós rotor.

A General Electric Company (GE) 1891-ben kezdte el a háromfázisú indukciós motorok fejlesztését. 1896-ra a General Electric és a Westinghouse kereszt-engedélyezési megállapodást írt alá a rúd-tekercs-forgórész kialakításáról, amelyet később mókus-ketreces rotornak hívtak. Arthur E. Kennelly elsőként hozta fel a komplex számok teljes jelentőségét (a j segítségével mínusz egy négyzetgyökét ábrázolja), hogy kijelölje a 90º -os elforgatási operátort a váltakozó áramú problémák elemzésében. A GE Charles Proteus Steinmetz nagymértékben kifejlesztette a váltakozó áramú komplex mennyiségek alkalmazását, beleértve az elemzési modellt, amelyet ma közismert nevén az indukciós motor Steinmetz -ekvivalens áramkörének neveznek .

Ezekből a találmányokból és újításokból fakadó indukciós motor fejlesztések olyanok voltak, hogy a 100 lóerős indukciós motornak jelenleg ugyanolyan szerelési méretei vannak, mint egy 7,5 lóerős motornak 1897-ben.

Működés elve

3 fázisú motor

A háromfázisú tápegység forgó mágneses teret biztosít az indukciós motorban
Belső csúszás - az állórész és a rotor egyenlőtlen forgási gyakorisága

Mind az indukciós, mind a szinkronmotoroknál a motor állórészére táplált váltakozó áramú mágneses mezőt hoz létre , amely szinkronban forog a váltakozó áramú rezgésekkel. Míg a szinkronmotor forgórésze ugyanolyan sebességgel forog, mint az állórészmező, addig az indukciós motor forgórésze valamivel lassabban forog, mint az állórészmező. Az indukciós motor állórészének mágneses tere ezért változik vagy forog a forgórészhez képest. Ez ellentétes áramot indukál az indukciós motor forgórészében, gyakorlatilag a motor másodlagos tekercselését, ha az utóbbi rövidzárlatos vagy külső impedancia miatt zárva van. A forgó mágneses fluxus áramokat indukál a forgórész tekercseléseiben, hasonlóan a transzformátor másodlagos tekercsében (áramkörében) indukált áramokhoz .

A forgórésztekercsekben az indukált áramok mágneses mezőket hoznak létre a forgórészben, amelyek az állórészmezővel szemben reagálnak. A létrehozott mágneses tér iránya olyan lesz, hogy ellenáll a rotor tekercseken keresztül történő áramváltozásnak, összhangban Lenz törvényével . A forgórész tekercselésében az indukált áram oka a forgó állórész mágneses mezője, így a forgórész tekercselő áramának változásával szemben a forgórész a forgó állórész mágneses mező irányába fog forogni. A rotor addig gyorsul, amíg az indukált rotoráram és nyomaték nagysága kiegyensúlyozza a forgórész forgására gyakorolt ​​mechanikai terhelést. Mivel a szinkron fordulatszámmal történő forgás nem okoz indukált rotoráramot, az indukciós motor mindig valamivel lassabban működik, mint a szinkron fordulatszám. A különbség vagy "csúszás" a tényleges és a szinkron fordulatszám között körülbelül 0,5% és 5,0% között változik a szabványos Design B nyomatékgörbe -indukciós motoroknál. Az indukciós motor alapvető jellemzője, hogy kizárólag indukció útján jön létre, ahelyett, hogy külön gerjesztésre kerülne sor, mint a szinkron- vagy egyenáramú gépeknél, vagy önmágneseződne, mint az állandó mágneses motoroknál .

A forgórészáramok kiváltásához a fizikai forgórész sebességének alacsonyabbnak kell lennie, mint az állórész forgó mágneses mezőjének ( ); különben a mágneses mező nem mozdulna el a forgórész vezetőihez képest, és nem indukálna áramokat. Amint a forgórész sebessége a szinkronsebesség alá csökken, a rotorban lévő mágneses mező forgási sebessége növekszik, ami nagyobb áramot indukál a tekercsekben és nagyobb nyomatékot hoz létre. A rotorban indukált mágneses mező forgási sebessége és az állórész forgótérének forgási sebessége közötti arányt "csúszásnak" nevezzük. Terhelés alatt a sebesség csökken, és a csúszás eléggé megnő, hogy elegendő nyomatékot hozzon létre a terhelés megfordításához. Emiatt az aszinkronmotorokat néha "aszinkron motoroknak" is nevezik.

Az indukciós motor indukciós generátorként használható , vagy feltekerhető, és lineáris indukciós motort képez, amely közvetlenül lineáris mozgást képes generálni. Az indukciós motorok generálási módját bonyolítja a rotor gerjesztésének szükségessége, amely csak maradék mágnesezéssel kezdődik. Bizonyos esetekben ez a maradék mágnesezettség elegendő a motor terhelés alatti öngerjesztéséhez. Ezért vagy fel kell pattintani a motort, és pillanatnyilag csatlakoztatni kell egy feszültség alatt álló hálózathoz, vagy hozzá kell adni a kondenzátorokat, amelyeket kezdetben maradékmágnesességgel töltenek fel, és működés közben biztosítják a szükséges meddőteljesítményt. Hasonló az indukciós motor működése párhuzamosan a teljesítménytényező -kompenzátorként szolgáló szinkronmotorral. A generátor üzemmódban a hálóval párhuzamosan az a jellemző, hogy a forgórész sebessége nagyobb, mint a vezetési módban. Ezután aktív energiát kap a rács. Az indukciós motor generátor másik hátránya, hogy jelentős mágnesező áramot fogyaszt I 0 = (20-35)%.

Szinkron sebesség

A váltakozó áramú motor szinkronsebessége, az állórész mágneses mezőjének forgási sebessége,

,

ahol a tápegység frekvenciája, a mágneses pólusok száma és a gép szinkronsebessége. Mert a hertz és szinkron fordulatszám RPM , a képlet a következő lesz:

.

Például négypólusú, háromfázisú motor esetén = 4 és = 1500 RPM ( = 50 Hz) és 1800 RPM ( = 60 Hz) szinkron fordulatszám.

A mágneses pólusok száma ,, megegyezik a fázisonkénti tekercscsoportok számával. A háromfázisú motor fázisonkénti tekercscsoportjainak számának meghatározásához számolja meg a tekercsek számát, és ossza el a fázisok számával, ami 3. . Háromfázisú motor esetén, ha összesen 12 tekercscsoportot számol, 4 mágneses pólusa van. Egy 12 pólusú háromfázisú géphez 36 tekercs lesz. A forgórész mágneses pólusainak száma megegyezik az állórész mágneses pólusainak számával.

A jobb és bal oldali két ábra egy 2 pólusú háromfázisú gépet mutat be, amely három póluspárból áll, és mindegyik pólus 60 ° -ra van egymástól.

Csúszás

Tipikus nyomatékgörbe a csúszás függvényében, itt "g" -ként ábrázolva

A csúszás,, a szinkronsebesség és az üzemi sebesség közötti különbség, ugyanazon a frekvencián, fordulatszámban kifejezve, vagy a szinkronsebesség százalékában vagy arányában. És így

ahol az állórész elektromos sebessége, ott a forgórész mechanikai sebessége. A csúszás, amely a nullától a szinkron fordulatszámnál és az 1 -től, amikor a rotor leáll, változik, meghatározza a motor nyomatékát. Mivel a rövidzárlatú forgórésztekercsek kicsi ellenállással rendelkeznek, még egy kis csúszás is nagy áramot indukál a rotorban, és jelentős nyomatékot eredményez. Teljes névleges terhelésnél a csúszás 5% -ot meghaladó kisméretű vagy speciális célú motoroknál 1% -nál kisebb. Ezek a fordulatszámváltozások terhelésmegosztási problémákat okozhatnak, ha különböző méretű motorok vannak mechanikusan csatlakoztatva. Különféle módszerek állnak rendelkezésre a csúszás csökkentésére, a VFD -k gyakran a legjobb megoldást kínálják.

Nyomaték

Standard nyomaték

Fordulatszám-nyomaték görbék négy indukciós motor típushoz: A) egyfázisú, B) többfázisú ketrec, C) többfázisú ketrec mély rúd, D) többfázisú kettős ketrec
Tipikus fordulatszám-nyomaték görbe a NEMA Design B motorhoz
Átmeneti megoldás váltakozó áramú indukciós motorhoz a teljes leállástól a működési pontjáig változó terhelés mellett.

A szabványos NEMA Design B többfázisú indukciós motor jellemző fordulatszám-nyomaték kapcsolata a jobb oldali görbén látható. A legtöbb alacsony teljesítményű terheléshez, például centrifugális szivattyúkhoz és ventilátorokhoz alkalmas, a Design B motorokat a következő tipikus nyomatéktartományok korlátozzák:

  • Bontási nyomaték (csúcsnyomaték), a névleges nyomaték 175–300% -a
  • Zárt rotor forgatónyomatéka (nyomaték 100% -os csúszásnál), a névleges nyomaték 75–275% -a
  • Felhúzási nyomaték, a névleges nyomaték 65–190% -a.

A motor normál terhelési tartományán a nyomaték meredeksége megközelítőleg lineáris vagy a csúszással arányos, mivel a rotor ellenállásának értéke osztva a csúszással, lineárisan uralja a nyomatékot. Amint a terhelés meghaladja a névleges terhelést, az állórész és a forgórész szivárgási reaktancia tényezői fokozatosan jelentősebbek lesznek ahhoz képest , hogy a nyomaték fokozatosan görbüljön a meghibásodási nyomaték felé. Amint a terhelési nyomaték meghaladja a meghibásodási nyomatékot, a motor leáll.

Kezdés

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

Kétpólusú egyfázisú motoroknál a nyomaték 100% -os csúszásnál (nulla fordulatszám) nullára csökken, ezért ezek az állórész megváltoztatását, például árnyékolt pólusokat igényelnek az indítónyomaték biztosítása érdekében. Az egyfázisú indukciós motor külön indítóáramkört igényel, hogy forgómezőt biztosítson a motornak. Az ilyen egyfázisú motoron belüli normál futó tekercsek a forgórész bármely irányba fordulását okozhatják, így az indító áramkör határozza meg a működési irányt.

Mágneses fluxus árnyékolt pólusú motorban.

Bizonyos kisebb egyfázisú motorokban az indítást rézhuzal segítségével lehet megtenni, egy pólus egy része körül; az ilyen pólust árnyékolt pólusnak nevezik. Az ebben az irányban indukált áram elmarad a tápáramtól, késleltetett mágneses mezőt hozva létre a póluslap árnyékolt része körül. Ez elegendő forgástér -energiát biztosít a motor beindításához. Ezeket a motorokat általában olyan alkalmazásokban használják, mint az asztali ventilátorok és a lemezjátszók, mivel a szükséges indítónyomaték alacsony, és az alacsony hatásfok elviselhető a motor és az indítási módszer alacsonyabb költségeihez képest, mint a többi váltakozó áramú motor.

A nagyobb egyfázisú motorok osztott fázisú motorok, és a második állórész tekercselésük fázison kívüli árammal van ellátva; ilyen áramok úgy hozhatók létre, hogy a tekercset kondenzátoron keresztül táplálják, vagy különböző induktivitási és ellenállási értékeket kapnak a főtekercsről. A kondenzátor-start tervez, a második tekercselés megszakad, ha a motor akár sebesség, általában vagy egy centrifugális kapcsoló ható súlyokat a motor tengelyére, vagy egy termisztor , amely felmelegszik és megnöveli a termék rezisztenciáját, csökkentve a jelenlegi keresztül a második tekercselés jelentéktelen szintre. A kondenzátor által működtetett kialakítások futás közben a második tekercset bekapcsolva tartják, javítva a nyomatékot. Az ellenállásindító kialakítás az indító tekercseléssel sorozatban behelyezett indítót használ, ami reaktanciát hoz létre.

Az önindító többfázisú indukciós motorok nyomatékot állítanak elő álló helyzetben is. A rendelkezésre álló mókus-ketreces indukciós motor indítási módszerek közé tartozik a közvetlen on-line indítás, a csökkentett feszültségű reaktor vagy az automatikus transzformátor indítása, a csillag-delta indítás, vagy egyre inkább új szilárdtest-lágy szerelvények, és természetesen a változó frekvenciájú hajtások (VFD-k) ).

A többfázisú motorok rotorrudakkal vannak kialakítva, amelyek különböző fordulatszám-nyomaték jellemzőket biztosítanak. Az árameloszlás a forgórészeken belül az indukált áram frekvenciájától függően változik. Álló helyzetben a rotoráram ugyanaz a frekvencia, mint az állórészáram, és hajlamos a ketrecben lévő rotorrudak legkülső részein haladni ( bőrhatás alapján ). A különböző rúdformák hasznosan eltérő fordulatszám-nyomaték jellemzőket adhatnak, valamint némi szabályozást a bekapcsolási áram felett indításkor.

Bár a többfázisú motorok eleve önindítóak, indítási és felhúzási nyomatékuk tervezési határértékeinek elég magasnak kell lenniük ahhoz, hogy leküzdjék a tényleges terhelési körülményeket.

A tekercselt forgórészű motorokban a forgórész áramkörének csúszógyűrűkön keresztüli csatlakozása a külső ellenállásokhoz lehetővé teszi a fordulatszám-nyomaték jellemzőinek megváltoztatását gyorsulásszabályozás és fordulatszám-szabályozás céljából.

Sebesség ellenőrzés

Ellenállás
Tipikus fordulatszám-nyomaték görbék a különböző motorbemeneti frekvenciákhoz, mint például a változó frekvenciájú hajtásoknál

A félvezető teljesítményű elektronika kifejlesztése előtt nehéz volt változtatni a frekvenciát, és a ketreces indukciós motorokat főleg rögzített sebességű alkalmazásokban használták. Az olyan alkalmazások, mint például az elektromos felső daruk, egyenáramú hajtásokat vagy tekercselt rotor motorokat (WRIM) használtak csúszó gyűrűkkel a forgórész -áramkör csatlakoztatásához a változó külső ellenálláshoz, amely jelentős sebességszabályozási tartományt tesz lehetővé. A WRIM -ek alacsony fordulatszámú működésével járó ellenállásveszteségek azonban jelentős hátrányt jelentenek, különösen állandó terhelések esetén. A nagy csúszógyűrűs motorhajtások, amelyeket csúszás -energiavisszanyerő rendszereknek neveznek, némelyik még használatban van, visszanyerik az energiát a forgórész áramköréből, kijavítják és visszaadják az energiaellátó rendszerbe egy VFD segítségével.

Vízesés

Egy pár csúszógyűrűs motor fordulatszáma kaszkád csatlakozással vagy összefűzéssel szabályozható. Az egyik motor forgórésze a másik állórészéhez van csatlakoztatva. Ha a két motor mechanikusan is össze van kötve, akkor fél fordulatszámon fognak működni. Ezt a rendszert egykor széles körben használták a háromfázisú váltakozó áramú vasúti mozdonyokban, például az FS E.333 osztályban .

Változó frekvenciájú hajtás
Változtatható frekvenciájú hajtás

Sok ipari változó fordulatszámú alkalmazásban a DC és a WRIM hajtásokat VFD betáplálású ketreces indukciós motorok váltják fel. A legtöbb terhelés aszinkron motor fordulatszámának szabályozásának leggyakoribb hatékony módja a VFD. A költség- és megbízhatósági megfontolások miatt a VFD -k alkalmazásának akadályai jelentősen csökkentek az elmúlt három évtizedben, így a becslések szerint a hajtástechnológiát az újonnan telepített motorok 30–40% -ában alkalmazzák.


A változtatható frekvenciájú hajtások egy indukciós motor skaláris vagy vektoros vezérlését valósítják meg.

A skaláris vezérlésnél csak a tápfeszültség nagyságát és frekvenciáját lehet fázisvezérlés nélkül szabályozni (a rotor helyzete nem ad visszajelzést). A skalárvezérlés alkalmas olyan alkalmazásokra, ahol a terhelés állandó.

A vektorvezérlés lehetővé teszi a motor fordulatszámának és nyomatékának független szabályozását, lehetővé téve az állandó forgási sebesség fenntartását változó terhelési nyomaték mellett. De a vektorvezérlés drágább az érzékelő költségei miatt (nem mindig) és az erősebb vezérlő követelménye miatt.

Építkezés

Tipikus tekercselési minta egy háromfázisú (U, W, V), négypólusú motorhoz. Vegye figyelembe a pólus tekercsek és az így kapott négypólus mező összefonódását .

Az indukciós motor állórésze tápáramot hordozó pólusokból áll, amelyek a rotorba hatoló mágneses mezőt indukálják. A mágneses mező eloszlásának optimalizálása érdekében a tekercseket az állórész körüli résekben osztják el, és a mágneses mezőnek azonos számú északi és déli pólusa van. Az indukciós motorok leggyakrabban egyfázisú vagy háromfázisú árammal működnek, de léteznek kétfázisú motorok; elméletileg az indukciós motorok tetszőleges számú fázissal rendelkezhetnek. Sok két tekercses egyfázisú motor kétfázisú motornak tekinthető, mivel egy kondenzátort használnak egy 90 ° -os második teljesítményfázis előállítására az egyfázisú tápegységből, és azt a második motortekercshez vezetik. Az egyfázisú motorok valamilyen mechanizmust igényelnek az indításkor forgó mező létrehozásához. Indukciós motorok alkalmazásával kalickás forgórész forgórész tekercselés van forgórészrudak ferde kissé elsimítására nyomaték minden forradalom.

A szabványosított NEMA és IEC motorkeretméretek az iparágban cserélhető méreteket eredményeznek a tengelyre, a lábra szerelésre, az általános szempontokra, valamint a motor karimájának bizonyos aspektusaira. Mivel a nyitott, cseppálló (ODP) motor kialakítás lehetővé teszi a szabad levegőcserét kívülről a belső állórésztekercsek felé, ez a motortípus kissé hatékonyabb, mivel a tekercsek hidegebbek. Adott teljesítményértéknél az alacsonyabb sebesség nagyobb keretet igényel.

Forgatás megfordítása

Az indukciós motor forgásirányának megváltoztatásának módja attól függ, hogy háromfázisú vagy egyfázisú gépről van-e szó. A háromfázisú motor megfordítható, ha két fáziscsatlakozását felcseréli. A rendszeresen irányváltáshoz szükséges motorok (például emelők) extra kapcsolóérintkezőket tartalmaznak a vezérlőben, hogy szükség esetén visszafordítsák a forgást. A változtatható frekvenciájú hajtás szinte mindig lehetővé teszi a megfordítást a motorra adott feszültség fázissorrendjének elektronikus megváltoztatásával.

Az egyfázisú osztott fázisú motorban a megfordítást az indítótekercs csatlakozásainak megfordításával érik el. Néhány motor kihozza az indítótekercs csatlakozásokat, hogy lehetővé tegye a forgásirány kiválasztását a telepítéskor. Ha az indítótekercs tartósan csatlakoztatva van a motoron belül, akkor nem praktikus megfordítani a forgásérzéket. Az egyfázisú árnyékolt pólusú motorok állandó forgással rendelkeznek, kivéve, ha második árnyékoló tekercset biztosítanak.

Teljesítménytényező

Az indukciós motorok teljesítménytényezője a terhelés függvényében változik, jellemzően 0,85 vagy 0,90 körül teljes terhelésnél, körülbelül 0,20-ig üresjáraton, az állórész és a rotor szivárgása és a mágnesező reaktancia miatt. A teljesítménytényező javítható kondenzátorok csatlakoztatásával akár egyedi motoronként, vagy előnyben részesítve egy közös buszon, amely több motort takar. Gazdasági és egyéb megfontolásokból az energiarendszerek ritkán teljesítménytényezőt korrigálnak az egység teljesítménytényezőjéhez. A harmonikus áramokkal működő teljesítménykondenzátorok alkalmazása energiaellátási rendszert igényel, hogy elkerüljék a harmonikus rezonanciát a kondenzátorok és a transzformátor és az áramkör között. A rezonancia kockázat minimalizálása és az áramellátási rendszer elemzésének egyszerűsítése érdekében ajánlott a közös busz teljesítménytényező -korrekciója.

Hatékonyság

Indukciós motoros fúrógép

A teljes terhelésű motor hatékonysága körülbelül 85–97%, a kapcsolódó motorveszteségeket nagyjából a következőképpen kell lebontani:

  • Súrlódás és szélszél , 5–15%
  • Vas- vagy magveszteség , 15–25%
  • Állórész veszteség, 25–40%
  • Rotorveszteség, 15–25%
  • Kóbor terhelés, 10–20%.

Sok országban a különböző szabályozó hatóságok jogszabályokat vezettek be és hajtottak végre a nagyobb hatásfokú villanymotorok gyártásának és használatának ösztönzésére. A jelenlegi és a közeljövőben hatályos jogszabályok vonatkoznak a prémium hatékonyságú indukciós típusú motorok jövőbeni kötelező használatára meghatározott berendezésekben. További információ: Prémium hatékonyság .

Steinmetz ekvivalens áramkör

Az idő, az áram, a feszültség, a sebesség, a teljesítménytényező és a nyomaték között sok hasznos motorkapcsolat érhető el a Steinmetz- ekvivalens áramkör (más néven T-ekvivalens áramkör vagy IEEE által ajánlott egyenértékű áramkör) elemzésével , amely egy matematikai modell, amely leírja, hogyan Az indukciós motor elektromos bemenete hasznos mechanikai energiává alakul. Az egyenértékű áramkör egy többfázisú indukciós motor egyfázisú ábrázolása, amely egyensúlyi kiegyensúlyozott terhelési körülmények között érvényes.

A Steinmetz -ekvivalens áramkört egyszerűen a következő összetevőkben fejezik ki:

  • Állórész ellenállás és szivárgási reaktancia ( , ).
  • Rotor ellenállás, reaktancia, és csúszási ( , vagy , , és ).
  • Mágnesező reaktancia ( ).

A Knowlton -i Alger -től parafrázolva az indukciós motor egyszerűen elektromos transzformátor, amelynek mágneses áramkörét légrés választja el az állórésztekercs és a mozgó rotor tekercs között. Az ekvivalens áramkör ennek megfelelően vagy a megfelelő tekercsek egyenértékű áramköri elemeivel, ideális transzformátorral elválasztva, vagy az állórész oldalára utaló forgórész -komponensekkel jeleníthető meg, amint az a következő áramkörben és a kapcsolódó egyenlet- és paraméter -meghatározási táblázatokban látható.

Steinmetz ekvivalens áramkör

A következő hüvelykujj-közelítési szabályok érvényesek az áramkörre:

  • A maximális áram lezárt forgórészáram (LRC) körülmények között fordul elő, és valamivel kisebb, mint az , az LRC jellemzően 6 és 7 -szerese a névleges áramnak a szabványos B típusú motoroknál.
  • Bontás nyomaték történik, amikor és így és így, állandó feszültség bemenet, alacsony slip indukciós motor a százalékos névleges maximális nyomatéka mintegy felét százalékos besorolású LRC.
  • A szabványos Design B ketreces indukciós motorok relatív állórész -rotor szivárgási reaktanciája
    .
  • Az állórész ellenállását figyelmen kívül hagyva az indukciós motor nyomatékgörbéje a Kloss -egyenletre csökken
    , hol van a csúszás .

Lineáris indukciós motor

A lineáris indukciós motorokat, amelyek ugyanazokkal az általános elvekkel dolgoznak, mint a forgóindukciós motorokkal (gyakran háromfázisú), egyenes vonalú mozgás létrehozására tervezték. Felhasználási területei a mágneses levitáció , a lineáris meghajtás, a lineáris működtetők és a folyékony fémszivattyúzás.

Lásd még

Megjegyzések

Hivatkozások

Klasszikus források

Külső linkek