Rotor till en induktionsmotor med fasrotor: applikation i asynkrona maskiner

2024 Författare: Erin Ralphs | [email protected]. Senast ändrad: 2024-02-19 18:27

En induktionsmotor är en elektrisk maskin utformad för att omvandla elektrisk energi till mekanisk energi. Konstruktionen består av flera delar, men idag kommer vi bara att överväga den rörliga delen av elmotorn - rotorn. Vi kommer också att uppmärksamma hur rotorn på en induktionsmotor med en fasrotor är anordnad.

Rotordesign

Oftast ser enheten för rotorn på en induktionsmotor ut så här: rotorn är en stålaxel, på vilken plattor av kallvalsat anisotropt elektriskt stål pressas. Rotorn är gjord av plattor, som är isolerade från varandra med ett lager av oxidfilm. Detta är nödvändigt för att minska virvelströmmar som påverkar motorns effektivitet.

Typer av rotorlindningar för en induktionsmotor

Nästa kommer vi att analysera ytterligare en punkt. Vi måste ta reda på vad rotorlindningarna i en induktionsmotor är, vad de är till för, sorter, designegenskaper, såväl som läggningsmetoder. Det finns 2 typer av rotorlindningar: ekorrbur och fasrotor. En ekorrburrotor är vanligare, den är billigare att utföra än en fasrotor.

Motorer med en sådan rotor kräver mindre underhåll än med en fasrotor. Fasrotorn används mer sällan, den är lite dyrare i utförande och kräver också mer frekvent underhåll på grund av närvaron av släpringar. Vidare kommer det att bli tydligt varför ingenjörerna introducerade denna design. Låt oss nu prata mer specifikt om varje rotor.

Squirrel-cage-rotor

På rotorn på en asynkron elmotor finns lindningar som är fyllda eller lödda i spår. För maskiner med låg och medelstor effekt är lindningsmaterialet vanligtvis aluminium och för mer kraftfulla koppar. Detta är nödvändigt för att skapa en elektromagnet som så att säga följer det roterande magnetiska flödet. Rotorn magnetiseras under påverkan av ett magnetfält som roterar i rymden.

Så här visar det sig att rotorn har ett eget magnetfält, som liksom följer det roterande magnetfältet som finns i statorn. Denna utformning av rotorlindningarna kallas "ekorrburen". Ekorrburen är i direkt kontakt med rotorn, och som en transformator induceras ett magnetfält på den, och följaktligen en viss elektromotorisk kraft. Trots detta är spänningen noll. Rotorströmmen hos en induktionsmotor varierar beroende på den mekaniska belastningen på axeln. Ju högre belastning, desto högre ström som flyter i rotorlindningarna.

Fasrotor

Huvuddelen av strukturen är arrangerad som en ekorrburrotor. Alla samma stålaxel, på vilken plattor av elektriskt stål med spår pressas. En egenskap hos rotorn hos en asynkronmotor med en fasrotor är närvaron i spåren av inte en översvämmad eller lödd lindning, utan en konventionell kopparlindning som läggs, som i en stator. Dessa lindningar är stjärnkopplade.

Det vill säga, alla ändar är i en vridning, och de återstående 3 ändarna förs ut till glidringar. Fasrotorn är gjord för att begränsa startströmmen. Koppar-grafitborstar är fästa på släpringarna, som glider över dem. Därefter tas vanligtvis kontakter bort från borstarna till en märkeslåda, där startströmmen regleras antingen av en reostat eller en flytande reostat genom att ändra nedsänkningsdjupet för elektroderna i elektrolyten.

Som redan nämnts låter denna åtgärd dig begränsa startströmmen. För att minska borstslitaget är moderna elmotorer utrustade med en design som efter start fäller bort borstarna och kortsluter alla lindningar till varandra. När motorn stannar återgår borstarna till sin plats.

Funktioner för underhåll av frekvensomriktaren med en fasrotor

Underhåll av rotorn på en induktionsmotor med fasrotor är en regelbunden inspektion av borstar, släpringar, kontroll av tillståndet eller vätskenivån i reostaten. Det är också värt att inspektera de nedsänkta elektroderna. Enligt resultaten av inspektionen av rotorn av den asynkronamotor med fasrotor, vid behov måste borstarna bytas ut, men hantverkarna rekommenderar ändå omedelbart att torka av släpringarna och hålrummet där ringarna sitter med en trasa. Eftersom slipmedlet är elektriskt ledande skapar det risk för felfunktion eller till och med kortslutning.

Om släpringarna är slitna, byt ut dem. Om ringarna slits för snabbt betyder det att borstarna används av fel material. De kan också ha skal, men de demonteras och slipas sedan i flera omgångar så att ytan intill borstarna blir slät. Detta arbete utförs på en svarv för att bibehålla riktningen.

Rotationshastighet

Antalet polpar ställer in rotorhastigheten för induktionsmotorn, den är inte mer än 3000 fot när den är ansluten direkt till vårt nätverk. Detta beror på nätverksfrekvensen på 50 Hz. Det är med denna hastighet som det magnetiska flödet roterar i elmotorns stator. Rotorn bakom är lite sen, därför är motorn asynkron. Fördröjningen är strukturellt bestämd och ställs in separat för varje motor.

Med 1 polpar blir magnetfältets rotationshastighet 3000 rpm, med 2 polpar - 1500 rpm, med 4 - 750 rpm. Om det är nödvändigt att öka eller justera antalet varv per minut utan att göra betydande ändringar, installeras en frekvensomformare i designen. Frekvensomformaren kan mata ut både 100 och 200 Hz. För att hitta hastigheten, användformel (6050)/1=3000, där:

• 1 – antal polpar;

• 60 – konstant;

• 50 – frekvens;

• 3000 - rotationer per minut av magnetfältet vid en given frekvens.

Anta att vi kan justera frekvensen för någon motor och höja den till 75Hz. Låt oss använda formeln för att hitta rotationshastigheten: 1/(6075)=4500 rpm. Nu har vi plockat isär det faktum att rotorhastigheten för en induktionsmotor inte beror på själva rotorn, utan beror på antalet polpar.

Sammanfattningsvis vill vi säga att i hushållsversionen finns praktiskt taget aldrig elektriska maskiner med fasrotor. Dessa maskiner är avsedda för industriell användning på platser där spänningsfall är oönskade. Detta gäller även för enorma maskiner, vars startström kan vara upp till 20 gånger märkströmmen. Installationen av sådana maskiner innebär att man sparar resurser och pengar under installationen. Rotationshastigheten påverkas inte av vilken rötor i asynkronmotorn: med en fas- eller ekorrburrotor.