3fázový indukční motor
Třífázový indukční motor se také nazývá asynchronní motor a je nejběžněji používaným typem motoru v průmyslových aplikacích. Konkrétně je konstrukce veverkové klece nejrozšířenějším elektromotorem v průmyslových aplikacích.
Třífázové indukční motory běží konstantní rychlostí od volnoběhu po plné zatížení. Na druhou stranu jsou otáčky závislé na frekvenci, a proto tyto motory nejsou účinně přizpůsobeny regulaci otáček. Jsou jednoduché, robustní, levné, snadno se udržují a lze je vyrobit s vlastnostmi, které vyhovují většině průmyslových požadavků.
Konstrukce 3fázového indukčního motoru
Skládá se ze statoru s vinutími statoru a rotoru. Stator nese třífázové vinutí nebo vinutí statoru, zatímco rotor nese zkratované vinutí nebo vinutí rotoru. A rotor se od statoru odlišuje malou vzduchovou mezerou, která se pohybuje od 0,4 do 4 mm a spoléhá se na výkon motoru. Když jsou na statorová vinutí přivedena třífázová napětí, vytvoří se rotující magnetické pole. Jak se magnetické pole otáčí, proudy jsou indukovány ve vodičích rotoru klece veverky. Interakce indukovaných proudů a magnetického pole vytváří síly, které způsobují také rotaci rotoru.
Třífázový indukční motor
Princip činnosti
Třífázový indukční motor funguje na základě Faradayova zákona, že v obvodu je indukován EMF kvůli rychlosti změny magnetického toku obvodem. Statorová vinutí ve fázi 120 stupňů od sebe jsou napájena střídavým proudem, a proto se v cívkách vytváří rotující magnetické pole. Když rotor prořízne rotující magnetické pole (s relativní rychlostí), je v rotoru indukován EMF, který způsobí tok elektrického proudu ve vodičích rotoru. Podle Lenzova zákona bude příčinou produkce elektrického proudu rozdíl, kterým je relativní rychlost magnetického pole statoru, a proto se rotor začne otáčet rychlostí odlišnou od synchronní rychlosti magnetického pole statoru.
Výhody:
- Má jednoduchou a robustní konstrukci
- Je to relativně levné
- Vyžaduje malou údržbu
- Má vysokou účinnost a přiměřeně dobrý účiník
- Má samočinný točivý moment
Spouštění motoru
Jak víme, jakmile je připojeno napájení třífázový indukční motor ve statoru bude vytvořeno rotující magnetické pole, které spojí a rozřízne tyče rotoru, což následně indukuje proudy rotoru a vytvoří pole rotoru, které bude interagovat s polem statoru a produkovat rotaci. To samozřejmě znamená, že třífázový indukční motor je zcela schopen samočinného spuštění.
Třífázový indukční motorový obvod
Potřeba spouštěče proto nestačí k zajištění spouštění, ale ke snížení silných spouštěcích proudů a zajištění přetížení a beznapěťová ochrana . Existuje několik různých typů spouštěčů, včetně přímého on-line spouštěče, spouštěče hvězda-trojúhelník, autotransformátoru a odporu rotoru. Každá bude posouzena postupně. Zde uvidíme star delta startér .
Toto je nejběžnější forma spouštěče používaná pro třífázové indukční motory. Dosahuje účinného snížení počátečního proudu počátečním připojením vinutí statoru v hvězdicové konfiguraci, které účinně umístí jakékoli dvě fáze v sérii napříč napájením.
Základní diagram hvězdy Delta
Rozběh v hvězdě má za následek nejen snížení rozběhového proudu motoru, ale také rozběhový moment. Až do určité rychlosti jízdy přepne spínač dvojitého hodu uspořádání vinutí z hvězdy na deltu, čímž se dosáhne plného chodu točivého momentu. Takové uspořádání znamená, že konce všech vinutí statoru musí být přivedeny na zakončení vně skříně motoru.
Motor s dělenou fází
Napájení domů je obvykle jednofázové, zatímco indukční motory potřebné k provozu různých elektrických spotřebičů vyžadují vícefázový motor. Z tohoto důvodu se indukční motory skládají ze dvou vinutí, aby získaly dvě fáze z jednofázového napájení.
Motor s dělenou fází je běžný jednofázový motor. Motor s fázovou fází, nazývaný také motor s indukčním startem / indukčním chodem, je s největší pravděpodobností nejzákladnějším jednofázovým motorem vyrobeným pro průmyslové použití, i když poněkud omezeným. Má dvě vinutí z jednofázové uspořádané na začátku. Jedním z nich je hlavní vinutí a druhým je spouštěcí nebo pomocné vinutí. Startovací vinutí je vyrobeno z drátu menšího rozměru a menšího počtu otáček týkajících se hlavního vinutí, aby se vytvořil větší odpor, čímž se startovací vinutí dostane do pole s jiným elektrickým úhlem, než je úhel hlavního vinutí, a způsobí otáčení motoru. Hlavní vinutí z těžšího drátu udržuje motor v chodu po zbytek času. Hlavní vinutí má nízký odpor, ale vysokou reaktanci a počáteční vinutí má vysoký odpor, ale nízkou reaktanci.
Motor s dělenou fází
Motor s fázovou fází používá spínací mechanismus, který odděluje počáteční vinutí od hlavního vinutí, když motor dosáhne přibližně 75% hodnocené rychlosti. Ve většině případů se jedná o odstředivý spínač na hřídeli motoru. Fázový rozdíl mezi počátečním a hlavním vinutím není zdaleka 90 stupňů.
Startovací motor kondenzátoru:
Startovací motor kondenzátoru se používá k vytvoření rotujícího statorového pole. Tento motor je modifikací motoru s fázovou fází, používá kondenzátor s nízkou reaktancí umístěný v sérii se startovacím vinutím statoru, aby zajistil fázový posun přibližně 90 stupňů pro počáteční proud.
Startovací motor kondenzátoru
Motor s permanentním děleným kondenzátorem:
Má průběžný kondenzátor trvale zapojený do série s počátečním vinutím. Díky tomu je startovací vinutí pomocným vinutím, jakmile motor dosáhne rychlosti chodu. Protože provozní kondenzátor musí být navržen pro nepřetržité používání, nemůže poskytnout počáteční rozběh spouštěcího kondenzátoru. Kondenzátor slouží k posunutí fáze na jednom z vinutí tak, aby napětí na vinutí bylo 90 ° od druhého vinutí. Motory s permanentními dělenými kondenzátory mají v závislosti na konstrukci širokou škálu aplikací.
Permanentní motor s děleným kondenzátorem
Dvoufázový motor se používá pro univerzální zátěže. Břemena jsou obvykle řemenem poháněná nebo malá přímo poháněná břemena. Mezi aplikace pro motory s dělenou fází patří malé brusky, malé ventilátory a dmychadla a další aplikace s nízkým rozběhovým momentem od 1 do 20 k 1/3 hp. A tyto motory jsou obvykle navrženy pro jedno napětí, což omezuje flexibilitu aplikace.
Permanentní motor s děleným kondenzátorem
Hlavním rysem motoru s dělenými fázemi je to, že jej lze použít v oblastech zařízení, kde nebyly vyčleněny třífázové motory, nebo na malé zátěže na podlaze zařízení, kde motory s částečným momentem zvládnou zátěž. Motor neposkytuje značnou míru rozběhového momentu, takže zátěž musí být spíše malá nebo poháněná řemenem, kde lze využít mechanickou výhodu k nastartování motoru.
Pracovní příklad ovládání indukčního motoru s dělenou fází
Blokové schéma systému
Dvoufázový indukční motor používaný ve výfukových ventilátorech se skládá ze dvou vinutí, přičemž jedno vinutí přímo přivádí napájení ze sítě, zatímco druhé vinutí napájí kondenzátor, což způsobuje zpoždění napětí. Připojení přes tato vinutí se provádí pomocí relé. Když je jedno z relé pod napětím, jedno z vinutí dostane přímo síťové napájení a druhé dostane napájení přes kondenzátor. Tato relé jsou zase ovládána ovladačem relé, který je řízen mikrokontrolérem podle vstupu uživatele prostřednictvím dálkového ovladače televizoru.
