Mokslas elektros srityje XIX ir XX amžiuje sparčiai vystėsi, todėl buvo sukurti elektriniai indukciniai varikliai. Tokių prietaisų pagalba pramonės pramonės plėtra pasistūmėjo toli į priekį ir dabar neįmanoma įsivaizduoti gamyklų ir gamyklų be jėgos mašinų, naudojančių asinchroninius elektros variklius.
Turinys
Išvaizdos istorija
Asinchroninio elektros variklio sukūrimo istorija prasideda 1888 m., kai Nikola Tesla užpatentavo elektros variklio grandinę, tais pačiais metais kitas elektrotechnikos srities mokslininkas Gallileo Ferraris paskelbė straipsnį apie asinchroninės mašinos veikimo teorinius aspektus.
Rusų fizikas 1889 m Michailas Osipovičius Dolivo-Dobrovolskis Vokietijoje gavo asinchroninio trifazio elektros variklio patentą.
Visi šie išradimai leido patobulinti elektros mašinas ir paskatino masinį elektros mašinų naudojimą pramonėje, o tai ženkliai paspartino visus technologinius procesus gamyboje, padidino darbo efektyvumą ir sumažino jo darbo intensyvumą.
Šiuo metu pramonėje dažniausiai naudojamas elektros variklis yra Dolivo-Dobrovolsky sukurtas elektros mašinos prototipas.
Asinchroninio variklio įtaisas ir veikimo principas
Pagrindiniai indukcinio variklio komponentai yra statorius ir rotorius, kurie vienas nuo kito atskirti oro tarpu. Aktyvų darbą variklyje atlieka apvijos ir rotoriaus šerdis.
Variklio asinchronija suprantama kaip skirtumas tarp rotoriaus greičio ir elektromagnetinio lauko sukimosi dažnio.
statorius - tai fiksuota variklio dalis, kurios šerdis pagaminta iš elektrotechninio plieno ir sumontuota rėme. Lova pagaminta liejiniu būdu iš medžiagos, kuri nėra magnetinė (ketaus, aliuminio). Statoriaus apvijos yra trifazė sistema, kurioje laidai klojami grioveliuose, kurių įlinkio kampas yra 120 laipsnių. Apvijų fazės standartiškai prijungiamos prie tinklo pagal "žvaigždės" arba "trikampio" schemas.
Rotorius Tai judanti variklio dalis. Asinchroninių elektros variklių rotoriai yra dviejų tipų: su voverės narveliais ir faziniais rotoriais. Šie tipai skiriasi vienas nuo kito rotoriaus apvijos konstrukcijomis.
Asinchroninis voverės narvelio variklis
Šio tipo elektrines mašinas pirmą kartą užpatentavo M.O. Dolivo-Dobrovolsky ir populiariai vadinamas "voverės ratas" dėl konstrukcijos išvaizdos. Trumpai sujungtą rotoriaus apviją sudaro variniai strypai, trumpai sujungti žiedais (aliuminis, žalvaris) ir įkišama į rotoriaus šerdies apvijos griovelius. Šio tipo rotorius neturi judančių kontaktų, todėl šie varikliai yra labai patikimi ir patvarūs.
Indukcinis variklis su faziniu rotoriumi
Toks įrenginys leidžia reguliuoti darbo greitį plačiame diapazone. Fazinis rotorius yra trifazė apvija, kuri yra prijungta pagal "žvaigždės" arba trikampio schemas. Tokiuose elektros varikliuose yra specialūs šepečiai, kuriais galite reguliuoti rotoriaus greitį. Jei prie tokio variklio mechanizmo pridedamas specialus reostatas, tada užvedus variklį sumažės aktyvioji varža ir tuo pačiu sumažės paleidimo srovės, o tai neigiamai veikia elektros tinklą ir patį įrenginį.
Veikimo principas
Kai į statoriaus apvijas patenka elektros srovė, atsiranda magnetinis srautas. Kadangi fazės pasislenka viena kitos atžvilgiu 120 laipsnių, dėl to srautas apvijose sukasi. Jei rotorius yra trumpai jungtas, tada su tokiu sukimu rotoriuje atsiranda srovė, kuri sukuria elektromagnetinį lauką. Sąveikaujant vienas su kitu, rotoriaus ir statoriaus magnetiniai laukai sukelia elektros variklio rotoriaus sukimąsi. Jei rotorius yra fazinis, tada įtampa tiekiama statoriui ir rotoriui vienu metu, kiekviename mechanizme atsiranda magnetinis laukas, jie sąveikauja vienas su kitu ir sukasi rotorių.
Asinchroninių variklių privalumai
| su voverės narvelio rotoriumi | Su faziniu rotoriumi |
|---|---|
| 1. Paprastas įrenginys ir paleidimo grandinė | 1. Maža paleidimo srovė |
| 2. Mažos gamybos sąnaudos | 2. Galimybė reguliuoti sukimosi greitį |
| 3. Didėjant apkrovai veleno greitis nekinta | 3. Dirbkite su nedidelėmis perkrovomis, nekeičiant greičio |
| 4. Geba atlaikyti trumpalaikes perkrovas | 4. Galima pritaikyti automatinį paleidimą |
| 5. Patikimas ir patvarus | 5. Turi didelį sukimo momentą |
| 6. Tinka visoms darbo sąlygoms | |
| 7. Pasižymi dideliu efektyvumu |
Asinchroninių variklių trūkumai
| su voverės narvelio rotoriumi | Su faziniu rotoriumi |
|---|---|
| 1. Rotoriaus greitis nereguliuojamas | 1. Dideli matmenys |
| 2. Mažas paleidimo momentas | 2. Efektyvumas mažesnis |
| 3. Didelė paleidimo srovė | 3. Dažna priežiūra dėl šepetėlio nusidėvėjimo |
| 4. Tam tikras dizaino sudėtingumas ir judančių kontaktų buvimas |
Asinchroniniai varikliai yra labai efektyvūs įrenginiai, pasižymintys puikiomis mechaninėmis savybėmis, todėl jie yra lyderiai pagal naudojimo dažnumą.
Veikimo režimai
Asinchroninio tipo elektros variklis yra universalus mechanizmas ir turi keletą veikimo trukmės režimų:
- Nepertraukiamas;
- trumpalaikis;
- Periodinis;
- Pakartotinis-trumpalaikis;
- Specialusis.
Nepertraukiamas režimas - pagrindinis asinchroninių įrenginių veikimo režimas, kuriam būdingas nuolatinis elektros variklio veikimas be išjungimų esant pastoviai apkrovai. Šis veikimo būdas yra labiausiai paplitęs, visur naudojamas pramonės įmonėse.
Momentinis režimas - veikia tol, kol pasiekiama pastovi apkrova tam tikrą laiką (Nuo 10 iki 90 minučių), nespėja kiek įmanoma sušilti. Po to išsijungia. Šis režimas naudojamas tiekiant darbines medžiagas (vanduo, nafta, dujos) ir kitose situacijose.
Periodinis režimas - darbo trukmė turi tam tikrą reikšmę ir išjungiama darbo ciklo pabaigoje. Darbo režimas start-work-stop. Tuo pačiu metu jis gali išsijungti tam laikui, per kurį nespėja atvėsti iki išorinės temperatūros ir vėl įsijungti.
Pertraukiamas režimas - variklis neįkaista iki maksimumo, bet ir nespėja atvėsti iki išorinės temperatūros. Jis naudojamas liftuose, eskalatoriuose ir kituose įrenginiuose.
specialus režimas - įtraukimo trukmė ir laikotarpis yra savavališki.
Elektrotechnikoje galioja elektros mašinų grįžtamumo principas – tai reiškia, kad įrenginys gali tiek elektros energiją paversti mechanine, tiek atlikti priešingus veiksmus.
Asinchroniniai elektros varikliai taip pat atitinka šį principą ir turi variklio ir generatoriaus veikimo režimą.
Variklio režimas - pagrindinis asinchroninio elektros variklio veikimo režimas. Kai į apvijas paduodama įtampa, atsiranda elektromagnetinis sukimo momentas, vilkdamas rotorių su velenu ir taip velenas pradeda suktis, variklis pasiekia pastovų sūkių skaičių, dirbdamas naudingą darbą.
generatoriaus režimas - remiantis elektros srovės sužadinimo principu variklio apvijose rotoriaus sukimosi metu. Jeigu variklio rotorius sukamas mechaniškai, tai ant statoriaus apvijų susidaro elektrovaros jėga, apvijose esant kondensatoriui, atsiranda talpinė srovė.Jei kondensatoriaus talpa yra tam tikra vertė, priklausomai nuo variklio charakteristikų, tada generatorius savaime sužadins ir atsiras trifazė įtampos sistema. Taigi, voverės narvelio variklis veiks kaip generatorius.
Asinchroninių variklių greičio reguliavimas
Norint reguliuoti asinchroninių elektros variklių sukimosi greitį ir valdyti jų darbo režimus, yra šie būdai:
- Dažnis – pasikeitus srovės dažniui elektros tinkle, keičiasi ir elektros variklio sukimosi dažnis. Šiam metodui naudojamas prietaisas, vadinamas dažnio keitikliu;
- Reostatinis – pasikeitus reostato varžai rotoriuje, pasikeičia sukimosi greitis. Šis metodas padidina paleidimo sukimo momentą ir kritinį slydimą;
- Impulsas - valdymo metodas, kai varikliui yra taikoma speciali įtampa.
- Apvijų perjungimas veikiant elektros varikliui iš „žvaigždės“ grandinės į „trikampio“ grandinę, o tai sumažina paleidimo sroves;
- Voverės narvelio rotorių polių poros keitimo valdymas;
- Indukcinės reaktyvinės varžos pajungimas varikliams su apvyniotu rotoriumi.
Tobulėjant elektroninėms sistemoms, įvairių asinchroninio tipo elektros variklių valdymas tampa efektyvesnis ir tikslesnis. Tokie varikliai naudojami visur pasaulyje, tokiais mechanizmais atliekamų užduočių įvairovė kasdien auga, o jų poreikis nemažėja.
Panašūs straipsniai:
