Asinhronie mikromotori

Parasti elektromotorus iedala trīs grupās: liela, vidēja un maza jauda. Mazjaudas motoriem (mēs tos sauksim par mikromotoriem) jaudas augšējā robeža nav noteikta, parasti daži simti vatu. Mikromotorus plaši izmanto mājsaimniecības ierīcēs un ierīcēs (tagad katrai ģimenei ir vairāki mikromotori - ledusskapjos, putekļsūcējos, magnetofonos, atskaņotājos utt.), Mēriekārtās, automātiskās vadības sistēmās, aviācijā un kosmosa tehnoloģijās, kā arī citās cilvēka darbības jomās.

Pirmie līdzstrāvas motori parādījās XIX gadsimta 30. gados. Liels solis elektromotoru attīstībā tika veikts pēc izgudrojuma, ko 1866. gadā izgudroja vācu inženieris Siemens par divu roku pārveidotāju, un 1866. gadā tika atklāts dinamoelektriskais princips. 1883. gadā Tesla un 1885. gadā Ferrari patstāvīgi izgudroja asinhrono maiņstrāvas motoru. 1884. gadā Siemens izveidoja komutatoru motoru ar maiņstrāvu ar virknes ierosmes tinumu. 1887. gadā Hazelwander un Dolivo-Dobrovolsky ierosināja vāveres būru tipa rotora dizainu, kas ievērojami vienkāršoja motora dizainu. 1890. gadā Chitin un Leblanc pirmo reizi izmantoja fāzes nobīdes kondensatoru.

Sadzīves elektroierīcēs elektromotorus sāka lietot 1887. gadā - ventilatoros, 1889. gadā - šujmašīnās, 1895. gadā - urbjmašīnās, kopš 1901. gada - putekļsūcējos. Tomēr līdz šim vajadzība pēc mikromotoriem ir bijusi tik liela (mūsdienīgā videokamerā tiek izmantoti līdz sešiem mikromotoriem), ka to izstrādei un ražošanai ir radušās specializētas firmas un uzņēmumi.

Vienfāzes asinhroni mikromotori ir visizplatītākais tips, tie atbilst lielākajai daļai ierīču un aparātu elektropiedziņas prasībām, ko raksturo zemas izmaksas un trokšņa līmenis, augsta uzticamība, nav nepieciešama apkope un nesatur kustīgus kontaktus.

Iekļaušana. Asinhronā mikromotora var būt ar vienu, diviem vai trim tinumiem. Vienu tinumu motoram nav sākotnējā iedarbināšanas griezes momenta, un, lai to iedarbinātu, jums jāizmanto, piemēram, iedarbināšanas motors. Divu tinumu motorā viens no tinumiem, ko sauc par galveno, ir tieši savienots ar elektrotīklu (1. att.). Lai izveidotu sākuma momentu citā papildu tinumā, strāvai jābūt pārvietotai fāzē attiecībā pret galveno tinumu. Šim nolūkam virknē ar papildu tinumu ir iekļauts papildu rezistors, kam var būt aktīvs, induktīvs vai kapacitatīvs raksturs.

Visbiežāk kondensatoru iekļauj papildu tinumu padeves ķēdē, vienlaikus iegūstot tinumu strāvas optimālo fāzes leņķi, kas vienāds ar 90 ° (1.6. Att.). Kondensatoru, kas pastāvīgi tiek iekļauts papildu tinuma strāvas ķēdē, sauc par darba kondensatoru. Ja, iedarbinot motoru, ir nepieciešams nodrošināt palielinātu iedarbināšanas griezes momentu, tad paralēli darba kondensatoram S iedarbināšanas laikā tiek ieslēgts palaišanas kondensators Ca (1. att., C). Pēc tam, kad motors ir paātrināts līdz griešanās ātrumam, palaišanas kondensators tiek izslēgts, izmantojot releju vai centrbēdzes slēdzi. Praksē viņi bieži izmanto 1.6. Attēla versiju.

Fāzes nobīdes efektu var iegūt, mākslīgi palielinot papildu tinuma aktīvo pretestību. To panāk, ieslēdzot papildu rezistoru, vai arī izgatavojot papildu tinumu no augstas pretestības stieples. Papildu tinuma pastiprinātas sildīšanas dēļ pēc dzinēja iedarbināšanas pēdējais tiek izslēgts.Šādi motori ir lētāki un uzticamāki nekā kondensatori, kaut arī tie nenodrošina tinumu strāvu fāzes maiņu 90 °.

Lai mainītu motora vārpstas griešanās virzienu, barošanas ķēdē jāiekļauj papildu tinums induktors vai induktors, kā rezultātā strāva galvenajā tinumā pārsniegs strāvu papildu tinumā. Praksē šo metodi izmanto reti, jo fāzes nobīde ir nenozīmīga palīgvijuma pretestības induktīvā rakstura dēļ.

Visbiežāk starp galveno un papildu tinumiem tiek izmantota fāzes nobīdes metode, kas sastāv no papildu tinuma aizvēršanas. Galvenajam tinumam ir magnētisks savienojums ar palīglīdzekli, tā ka, kad galvenais tinums ir pievienots elektrotīklam, palīgdarbā tiek ierosināts EML un rodas strāva, kas atpaliek no galvenā tinuma strāvas fāzes. Motora rotors sāk griezties virzienā no galvenā uz papildu tinumu.

Trīs tinumu trīsfāzu asinhrono motoru var izmantot vienfāzes enerģijas režīmā. 2. attēlā parādīts trīs tinumu motora iekļaušana saskaņā ar "zvaigžņu" un "trīsstūra" shēmām vienfāzes darbības režīmā (Steinmets shēma). Divi no trim tinumiem ir tieši savienoti ar piegādes tīklu, bet trešais ir savienots ar barošanas spriegumu caur sākuma kondensatoru. Lai izveidotu nepieciešamo starta griezes momentu, ar kondensatoru virknē jāpievieno rezistors, kura pretestība ir atkarīga no motora tinumu parametriem.

2. attēls

Tinumi. Atšķirībā no trīs tinumu asinhroniem motoriem, kuriem raksturīgs simetrisks telpiskais izvietojums un vienādi tinumu parametri uz statora, vienfāzes motoros galvenajam un papild tinumam ir atšķirīgi parametri. Simetriskiem tinumiem rievu skaitu uz polu un fāzi var noteikt pēc izteiksmes: q = N / 2pm, kur N ir statora rievu skaits; m ir tinumu skaits (fāzes); p ir polu skaits. Asimetriskos tinumos ievērojami mainās rievu skaits, ko aizņem katrs tinums. Tāpēc galvenajam un papildu tinumam ir atšķirīgs pagriezienu skaits. Tipisks piemērs ir 2 / 3-1 / 3 tinums (3. att.), Kurā galveno daļu aizņem 2/3 statora spraugu un 1/3 ir papildu tinums.

3. attēls

Būvniecība. 4. attēlā parādīts motora šķērsgriezums ar diviem koncentrētiem vai spoles tinumiem, kas atrodas pie statora poliem. Katru tinumu (1. galveno un 2. papildinājumu) veido divas spoles, kas atrodas pretējos polos. Spoles tiek liktas uz poliem un ievietotas mašīnas jūgā, kam šajā gadījumā ir kvadrātveida forma. No darba gaisa spraugas spoles tiek turētas ar īpašiem izvirzījumiem, kas darbojas kā polu kurpes 3. Pateicoties tiem, magnētiskā lauka indukcijas sadalījuma līkne darba gaisa spraugā tuvojas sinusoidam. Bez šiem izvirzījumiem norādītās līknes forma ir gandrīz taisnstūrveida. Kā šāda motora fāzes nobīdes elements jūs varat izmantot gan kondensatoru, gan rezistoru. Varat arī veikt īsslēgumu papildu tinumam. Šajā gadījumā motors tiek pārveidots par asinhronu mašīnu ar sadalītiem poliem.

4., 5. attēls

Split pole motorus visbiežāk izmanto to konstrukcijas vienkāršības, augstas uzticamības un zemo izmaksu dēļ. Šādam motoram ir arī divi tinumi uz statora (5. att.). Galvenais tinums 3 ir izgatavots spoles formā un ir tieši savienots ar piegādes tīklu. Papildu tinumam 1 ir īssavienojums un tas satur no viena līdz trim pagriezieniem uz polu. Tas aptver daļu staba, kas izskaidro motora nosaukumu. Papildu tinumu izgatavo no apaļas vai plakanas formas vara stieples ar vairāku kvadrātmilimetru šķērsgriezumu, kas pārvēršas par atbilstošas ​​formas pagriezieniem. Tad tinumu galus savieno, metinot.Motora rotors ir izveidots īssavienojums, un tā galos ir uzstādīti dzesēšanas spuras, kas uzlabo siltuma izkliedi no statora tinumiem.

Dalīto polu motoru projektēšanas iespējas ir parādītas 6. un 7. attēlā. Principā galveno tinumu var novietot simetriski vai asimetriski attiecībā pret rotoru. 6. attēlā parādīts motora dizains ar asimetrisku galveno tinumu 5 (1 - montāžas caurums; 2 - magnētiskais šunts; 3 - īssavienojuma tinums; 4 - montāžas un izlīdzināšanas caurumi; 6 - tinuma rāmis; 7 - jūgs). Šādam motoram ir ievērojama magnētiskās plūsmas izkliede ārējā magnētiskajā ķēdē, tāpēc tā efektivitāte nepārsniedz 10-15%, un tas ir ražots ar jaudu ne vairāk kā 5-10 vati.

No izgatavojamības viedokļa motors ar simetriski novietotu galveno tinumu ir sarežģītāks. Dzinējos ar jaudu 10-50 W tiek izmantots kompozītais stators (7. att., Kur: 1 - jūga gredzens; 2 - īssavienojuma gredzens; 3 - pols; 4 - vāveres būra rotors; 5 - magnētiskais šunta). Sakarā ar to, ka motora stabi ir pārklāti ar jūgu un tinumi atrodas magnētiskās sistēmas iekšienē, izkliedes magnētiskās plūsmas ir daudz mazākas, nekā norādīts 6. attēlā. Motora efektivitāte 15-25%.

6., 7. attēls

8. attēls

Lai mainītu motora apgriezienus ar dalītiem poliem, izmantojiet šķērspola ķēdi (8. att.). Tajā statora tinumu polu pāru skaita maiņa ir diezgan vienkārša, lai mainītu, pietiek ar to, lai ieslēgtu iekļautos tinumus atbilstoši iekļautajiem tinumiem. Motoros ar sadalītiem poliem tiek izmantots arī ātruma kontroles princips, kas sastāv no tinumu spoļu pārslēgšanas no sērijām uz paralēlām.

Pryadko A. D.

Lasīt arī:Minato magnētiskais motors: vai pastāv magnētiskās enerģijas radzenes?