Asynkrone mikromotorer

Typisk er elektriske motorer delt inn i tre grupper: stor, middels og lav effekt. For laveffektmotorer (vi kaller dem mikromotorer) er den øvre grensen for kraften ikke satt, vanligvis noen hundre watt. Mikromotorer er mye brukt i husholdningsapparater og apparater (nå har hver familie flere mikromotorer - i kjøleskap, støvsugere, båndopptakere, spillere, etc.), måleutstyr, automatiske kontrollsystemer, luftfart og romteknologi og andre områder av menneskelig aktivitet.

De første DC-motorene dukket opp på 30-tallet av XIX århundre. Et stort skritt i utviklingen av elektriske motorer ble gjort som et resultat av oppfinnelsen i 1856 av den tyske ingeniøren Siemens av en toarms transduser og oppdagelsen av det dynamoelektriske prinsippet i 1866. I 1883, Tesla, og i 1885, oppfant Ferrari uavhengig av en asynkron AC-motor. I 1884 opprettet Siemens en kommutatormotor med vekselstrøm med en serieeksitasjonsvikling. I 1887 foreslo Hazelwander og Dolivo-Dobrovolsky et rotordesign av ekornburstypen, noe som i stor grad forenklet designen til motoren. I 1890 brukte Chitin og Leblanc først en faseforskyvningskondensator.

I husholdningsapparater begynte elektriske motorer å bli brukt i 1887 - i vifter, i 1889 - i symaskiner, i 1895 - i øvelser, siden 1901 - i støvsugere. Til dags dato har imidlertid behovet for mikromotorer vist seg å være så stort (opptil seks mikromotorer brukes i et moderne videokamera) at spesialiserte firmaer og bedrifter for utvikling og produksjon har oppstått.

Enfase asynkrone mikromotorer er den vanligste typen, de tilfredsstiller kravene til de fleste elektriske stasjoner av enheter og apparater, preget av lave kostnader og støynivå, høy pålitelighet, krever ikke vedlikehold og inneholder ikke bevegelige kontakter.

Inkludering. En asynkron mikromotor kan være med en, to eller tre viklinger. En enkeltviklingsmotor har ikke et startmoment, og for å starte den trenger du for eksempel å bruke en startmotor. I en to-svingete motor er en av viklingene, kalt den viktigste, direkte koblet til strømforsyningen (fig. 1). For å skape et startmoment i en annen hjelpevikling, må en strøm forskyves i fase i forhold til strømmen i hovedviklingen. For dette er en ekstra motstand inkludert i serier med hjelpeviklingen, som kan være aktiv, induktiv eller kapasitiv.

Figur 1

Oftest er en kondensator inkludert i den ekstra viklingskraftkretsen, mens den optimale fasevinkelen til strømningene i viklingene er lik 90 ° (Fig. 1.6). En kondensator som kontinuerlig er inkludert i strømkretsen til hjelpevindlingen kalles en fungerende. Hvis det ved start av motoren er nødvendig å tilveiebringe et økt startmoment, parallelt med arbeidskondensatoren S blir startkondensatoren Ca slått på for starttiden (fig. 1, c). Etter at motoren har akselerert til en rotasjonshastighet, slås startkondensatoren av ved hjelp av et relé eller en sentrifugalbryter. I praksis bruker de ofte versjonen av fig. 1.6.

Faseskifteffekten kan oppnås ved kunstig å øke den aktive motstanden til hjelpevindlingen. Dette oppnås enten ved å slå på en ekstra motstand, eller ved å produsere en hjelpevikling fra en høymotstandstråd. På grunn av økt oppvarming av hjelpevindlingen, slås sistnevnte av etter start av motoren.Slike motorer er billigere og mer pålitelige enn kondensatormotorer, selv om de ikke gir en faseforskyvning av viklingsstrømmene på 90 °.

For å snu rotasjonsretningen til motorakselen, skal hjelpevindlingen inkluderes i strømkretsen spole eller induktor, som et resultat av at strømmen i hovedviklingen vil overskride strømmen i hjelpevindlingen. I praksis blir denne metoden sjelden brukt, siden faseskiftet er ubetydelig på grunn av den induktive naturen til motstanden til hjelpevindlingen.

Oftest brukes en faseforskyvningsmetode mellom hovedviklingen og hjelpevindlingen, som består i å lukke hjelpeviklingen. Hovedviklingen har en magnetisk forbindelse med hjelpemidlet, slik at når hovedviklingen er koblet til strømforsyningen, induseres EMF i hjelpemidlet og det oppstår en strøm som henger fasen fra strømmen til hovedviklingen. Motorrotoren begynner å rotere i retning fra hoved til hjelpe vikling.

Tre-svingete trefaset asynkronmotor kan brukes i enfaset effektmodus. Fig. 2 viser inkluderingen av en tre-svingete motor i henhold til "stjerne" og "trekant" -skjemaene i enfase-drift (Steinmets-skjema). To av de tre viklingene er direkte koblet til forsyningsnettet, og den tredje er koblet til forsyningsspenningen gjennom startkondensatoren. For å lage det nødvendige startmomentet, må en motstand i serie kobles med kondensatoren, hvis motstand avhenger av parametrene til motorviklingene.

Figur 2

Winding. I motsetning til tre-svingete asynkronmotorer, som er preget av et symmetrisk romlig arrangement og de samme parametrene for viklingene på statoren, i motorer med enfaset strømforsyning, har hoved- og hjelpevindlingene forskjellige parametere. For symmetriske viklinger kan antall spor per pol og fase bestemmes ut fra uttrykket: q = N / 14:00, hvor N er antall statorspor; m er antall viklinger (faser); p er antall poler. I asymmetriske viklinger endres antall spor som hver vikling opptar. Derfor har hoved- og hjelpevindlingen et annet antall svinger. Et typisk eksempel er 2 / 3-1 / 3 viklingen (fig. 3), der 2/3 av statorsporene er okkupert av hoved og 1/3 er hjelpevindlingen.

Figur 3

Design. Fig. 4 viser et tverrsnitt av en motor med to konsentrerte viklinger eller spiralviklinger plassert ved statorens poler. Hver vikling (hoved 1 og hjelpe 2) er dannet av to spoler lokalisert ved motsatte poler. Spolene legges på stolpene og settes inn i maskinens åk, som i dette tilfellet har en firkantet form. Fra siden av arbeidsluftspalten holdes spolene av spesielle fremspring som fungerer som stangsko 3. Takket være dem nærmer fordelingskurven til magnetfeltinduksjonen i arbeidsluftspalten en sinus. Uten disse fremspringene er formen på den spesifiserte kurven nesten rektangulær. Som et faseskiftelement for en slik motor kan du bruke både en kondensator og en motstand. Du kan også kortslutte hjelpevindlingen. I dette tilfellet blir motoren konvertert til en asynkron maskin med delte poler.

Figur 4, 5

Delede polmotorer brukes ofte på grunn av deres strukturelle enkelhet, høye driftssikkerhet og lave kostnader. En slik motor har også to viklinger på statoren (fig. 5). Hovedviklingen 3 er laget i form av en spole og er koblet direkte til forsyningsnettet. Hjelpevikling 1 er kortsluttet og inneholder fra en til tre svinger per pol. Den dekker en del av stolpen, som forklarer navnet på motoren. Hjelpeviklingen er laget av kobbertråd med rund eller flat form med et tverrsnitt på flere kvadratmillimeter, som bøyer seg i svinger med tilsvarende form. Deretter kobles endene av viklingene ved sveising.Motorens rotor er kortsluttet, og kjølefinner er montert i endene, noe som forbedrer varmefjerningen fra statorviklingene.

Utformingsalternativer for delt polmotorer er vist på figur 6 og 7. I prinsippet kan hovedviklingen lokaliseres symmetrisk eller asymmetrisk i forhold til rotoren. Fig. 6 viser motorens utforming med en asymmetrisk hovedvikling 1 (1 - monteringshull; 2 - magnetisk shunt; 3 - kortsluttet vikling; 4 - monterings- og justeringshull; 6 - viklingsramme; 7 - åk). En slik motor har en betydelig spredning av magnetisk flux i den eksterne magnetiske kretsen, og dens virkningsgrad overstiger derfor ikke 10-15%, og den er produsert for en effekt på ikke mer enn 5-10 watt.

Fra produsentsynspunktet er en motor med en symmetrisk plassert hovedvikling mer komplisert. I motorer med en effekt på 10-50 W brukes en komposittstator (fig. 7, der: 1 - åkring; 2 - kortsluttet ring; 3 - pol; 4 - ekornburrotor; 5 - magnetisk shunt). På grunn av det faktum at motorpolene er dekket av åket og viklingene er plassert inne i det magnetiske systemet, er de magnetiske fluksene for spredning mye mindre enn i konstruksjonen i fig. 6. Motoreffektivitet 15-25%.

Figur 6, 7

 

Figur 8

For å endre motorhastigheten med delte poler, bruk en tverrpolskrets (fig. 8). I den er det ganske enkelt å bytte antall par stolper i statorviklingen, for å endre hvilken det er nok til å slå på de inkluderte viklingene i henhold til de inkluderte viklingene. I motorer med delte poler brukes også prinsippet om hastighetskontroll, som består i å bytte viklingsspolene fra serie til parallell.

Pryadko A. D.

Les også:Minatos magnetiske motor: er det en overflødighetshorn av magnetisk energi?

Comments

[#1]

Artikkelen er bra. Du kan legge til detaljer.

[#2 gen]

Forfatteren du har en feil. Ferari i stedet for Faraday. Eller har jeg feil, og det var faktisk Ferari