WikiZero - электрический клеточный двигатель

открытый дизайн википедии.

Клеточный двигатель - тип асинхронный электродвигатель в котором крыльчатка это цилиндр из пакета ферромагнитных листов из канавки заполненный алюминий или медь стержни прикреплены к торцевым кольцам из того же металла. Стержни вместе с кольцом образуют своего рода металлическую клетку.

Как правило, алюминиевые части, образующие клетку, формируются непосредственно отливать давление. Стержни клетки обычно наклонены к оси вращения, что способствует равномерности работы двигателя. Клетка из стержней электрически не связана с корпусом ротора. Поверхность пластин покрыта непроводящим слоем оксиды , Этот дизайн предназначен для ограничения вхождения вихревые токи вызывая тепловые потери.

Стоян двигатель клетки также построен из листовой упаковки. Внутри статора в т.н. питомники размещены катушка сделано из обмоточный провод меди. Катушки размещены в кроватках и соединены вместе по заранее определенной схеме, создавая внутреннее магнитное поле с определенным количеством пар магнитных полюсов. Концы катушек выведены за пределы статора к клеммной колодке, на которую подается электропитание.

Двигатель клетки можно регулировать несколькими способами:

Регулировка напряжения питания. Он имеет очень ограниченное применение, главным образом из-за влияния крутящего момента нагрузки на частоту вращения двигателя и значительного снижения эффективности наряду с уменьшением скорости вращения. Он используется в однофазных системах с низкой мощностью и удельной нагрузкой, например, с небольшими вентиляторами, и для облегчения запуска двигателя с помощью системы звезда-треугольник или электронной системы переключения. системы плавного пуска , Регулировка с помощью изменения частота напряжение мощность. Изменение частоты питания осуществляется с помощью преобразователей частоты. Преобразователи частоты часто называют инверторами (преобразователь частоты представляет собой систему, состоящую из нескольких компонентов, инвертор является последним компонентом и, следовательно, общим названием). В настоящее время это самый распространенный метод контроля скорости. В то же время инверторы, выполняющие управление скоростью, также обеспечивают соответствующее напряжение питания, которое зависит от частоты напряжения (U / F = const для частоты, большей, чем частота, на которой сопротивление обмотки перестает играть большую роль, чем реактивное сопротивление, и ниже, чем пределы, налагаемые изоляция). Такая регулировка также позволяет запускать двигатель с крутящим моментом, выбранным для условий ведомого устройства, а также с ограниченным электропитанием, так что проблема запуска двигателя с короткозамкнутым ротором с соответствующим крутящим моментом в сетях с ограниченной мощностью была исключена. Регулировка путем изменения количества пар полюсов Скорость можно установить на этапе конструирования двигателя, изменив количество пар полюсов. Существуют также решения для двигателей с большим количеством обмоток на одном статоре, хотя они непопулярны как из-за более высоких затрат, так и из-за гораздо больших размеров машины с несколькими обмотками. Это решение было использовано в стиральные машины где двигатель имел 2 скорости; одно для второго белья для прядения. Регулировка путем изменения нагрузки. Существует теоретическая возможность регулировки скорости вращения нагрузки машины - если крутящий момент нагрузки машины превышает критический крутящий момент, относительно легко увеличить скорость, чтобы уменьшить частоту вращения двигателя. Однако это чисто теоретическое и крайне неэкономичное решение из-за огромных токов, принимаемых асинхронной машиной с очень большими проскальзываниями. Это создает большую вероятность необратимого повреждения двигателя из-за высокого тока, потребляемого двигателем в этом режиме работы, и, следовательно, из-за повышения температуры двигателя.

Пусковой ток двигателей находится в диапазоне 3,5 - 8 раз от рабочего тока. Соответственно, используются различные способы снижения пускового тока. Одним из таких методов является применение переключатель треугольник-звезда , Более новые методы - специальные соглашения Силовая электроника смягчение начало тип мягкий старт или инверторные цепи.

Традиционный квадратный асинхронный двигатель с клеткой имеет характеристику крутящего момента, описанную приблизительно уравнением Клосса:

M = 2 M m a x s s k + s k s {\ displaystyle M = {\ frac {2M_ {max}} {{\ frac {s} {sk}} + {\ frac {sk} {s}}}}}

Согласно этой характеристике, двигатель имеет очень высокий допуск на перегрузку в стабильном рабочем состоянии (с правой стороны характеристик «горба»). Однако при более низких скоростях, чем скорость, при которой скольжение имеет критическое значение, характеристики резко падают. Пусковой крутящий момент, в зависимости от параметров двигателя, устанавливается на 5-30% от номинального крутящего момента. По этой причине в двигателях этого типа возникают проблемы с «жестким» запуском (прямая активация остановленного двигателя при номинальном напряжении) нагруженного двигателя. Поэтому используются различные типы муфт (например, гидрокинетические), которые нагружают двигатель только тогда, когда его рабочая точка находится на устойчивой части характеристики. Проблема с низким пусковым моментом в современных двигателях решается либо путем изменения параметров мощности (инвертор, см. Выше), либо с помощью специальных конструкций клетки двигателя. Хорошо, можно сформировать ротор так, чтобы во время запуска из-за эффекта скин-эффекта (тогда есть довольно большая зависимость от номинальной частоты тока в роторе), ток основного ротора протекал через внешнюю часть ротора, которая имеет более высокое сопротивление от основной части ротора. Это достигается двумя основными способами: путем создания глубоких канавок (двигатель с глубокими канавками) или путем создания двух каркасов двигателя - запуска и работы (двухцилиндровый двигатель). Двухклапанные и радиальные двигатели имеют полную характеристику крутящего момента выше номинального крутящего момента двигателя, и даже для некоторых решений двухцилиндровых моторов пусковой крутящий момент выше максимального крутящего момента (определяемого по номинальной перегрузке крутящего момента).

Однофазный короткозамкнутый сепаратор имеет нулевой пусковой момент. Для получения ненулевого пускового момента используется вспомогательная обмотка конденсатор , Обмотка подключается во время работы двигателя или автоматически отключается центробежным выключателем после запуска.

Двигатели с короткозамкнутым ротором являются одними из самых распространенных электрических машин в мире благодаря их простой конструкции и относительно низкой цене. Дополнительным преимуществом современных двигателей является очень простой способ формирования любых внешних характеристик двигателя, который способствует внедрению приводов на основе этого двигателя, где до сих пор существовало место для двигателей постоянного тока.

Похожие