Aszinkron mikromotorok

Az elektromos motorokat általában három csoportra osztják: nagy, közepes és alacsony teljesítményű. Kis teljesítményű motorok esetén (mikromotoroknak nevezzük őket) a teljesítmény felső határa nincs beállítva, általában néhány száz watt. A mikromotorokat széles körben használják a háztartási készülékekben és eszközökben (ma minden családnak több mikromotorja van - hűtőszekrényekben, porszívókban, magnókban, lejátszókban stb.), Mérőberendezésekben, automatikus vezérlőrendszerekben, repülés- és űrtechnikában, valamint az emberi tevékenység más területein.

Az első egyenáramú motorok a XIX. Század 30-as éveiben jelentkeztek. A villamos motorok fejlesztésében nagy lépést tett a Siemens német mérnök kétkaros átalakítójának 1856-os találmánya és 1866-ban a dinamoelektromos elv felfedezése eredményeként. 1883-ban a Tesla és 1885-ben a Ferrari önállóan feltalálta az aszinkron váltakozó áramú motort. 1884-ben a Siemens létrehozott egy váltakozó áramú kommutátort, soros gerjesztési tekercseléssel. 1887-ben Hazelwander és Dolivo-Dobrovolsky javaslatot tett egy mókus ketrec típusú rotor kialakítására, amely jelentősen egyszerűsítette a motor tervezését. 1890-ben Chitin és Leblanc először fázist váltó kondenzátort használtak.

A háztartási villamos készülékekben az elektromos motorokat 1887-ben kezdték használni - ventilátorokban, 1889-ben - varrógépekben, 1895-ben - fúrókban, 1901 óta - porszívókban. A mikromotorok iránti igény azonban eddig olyan nagynak bizonyult (modern videokamerában legfeljebb hat mikromotor használható), így fejlesztésre és gyártásra szakosodott cégek és vállalkozások merültek fel.

Az egyfázisú aszinkron mikromotorok a leggyakoribbak, megfelelnek az eszközök és készülékek legtöbb villamos hajtásának követelményeinek, alacsony költségekkel és zajszinttel, nagy megbízhatósággal, nem igényelnek karbantartást és nem tartalmaznak mozgó érintkezőket.

Befogadás. Az aszinkron mikromotor lehet egy, két vagy három tekercseléssel. Az egytekercselésű motornak nincs kezdeti indítási nyomatéka, és annak indításához például indítómotort kell használnia. Két tekercselõ motorban a tekercsek egyikét, amelyet a fõnek hívnak, közvetlenül csatlakoztatják a hálózati tápegységhez (1. ábra). Ahhoz, hogy egy másik kiegészítő tekercsnél kezdő pillanatot hozzon létre, az áramot fázisban kell elmozdítani a főtekercshez viszonyítva. Ehhez egy kiegészítő ellenállást sorba építenek a segédtekercseléssel, amelyek aktív, induktív vagy kapacitív természetűek lehetnek.

Leggyakrabban egy kondenzátort építenek be a kiegészítő tekercselési áramkörbe, miközben a tekercsekben az áramok optimális fázisszöge 90 ° -kal egyenlő (1.6. Ábra). A kondenzátort, amely folyamatosan szerepel a kiegészítő tekercs áramkörében, működőképesnek nevezzük. Ha a motor indításakor megnövelt indítási nyomatékot kell biztosítani, akkor az S munkakondenzátorral párhuzamosan a Ca indítókondenzátort bekapcsolják az indulási időre (1. ábra, c). Miután a motor fordulatszámra gyorsul, az indítókondenzátort relé vagy centrifugális kapcsolóval kapcsolják ki. A gyakorlatban gyakran használják az 1.6. Ábra változatát.

A fáziseltolódás érhető el a segédtekercs aktív ellenállásának mesterséges növelésével. Ezt elérhetik egy kiegészítő ellenállás bekapcsolásával vagy egy kiegészítő tekercs előállításával egy nagy ellenállású huzalból. A kiegészítő tekercs fokozott melegítése miatt ez utóbbi a motor indítása után kikapcsol.Az ilyen motorok olcsóbbak és megbízhatóbbak, mint a kondenzátorok, bár nem biztosítják a tekercselési áramok 90 ° -os fázistolódását.

A motor tengelyének forgásirányának megfordításához a kiegészítő tekercset be kell építeni az áramkörbe induktor vagy induktor, amelynek eredményeként a főtekercsben lévő áram meghaladja a kiegészítő tekercsben lévő áramot. A gyakorlatban ezt a módszert ritkán használják, mivel a fáziseltolódás a kiegészítő tekercs ellenállásának induktív jellege miatt jelentéktelen.

Leggyakrabban a fő- és a kiegészítő tekercsek között fáziseltolásos módszert alkalmaznak, amely a kiegészítő tekercs bezárását foglalja magában. A főtekercsnek mágneses összeköttetése van a segédkészlettel, így amikor a főtekercset a hálózathoz csatlakoztatják, az EMF indukálódik a kiegészítőben, és áram alakul ki, amely elmarad a főtekercs áramától fázisban. A motor forgórésze elkezdi forogni a fő és a kiegészítő tekercs irányába.

A három tekercses háromfázisú aszinkron motor egyfázisú energiaüzemmódban használható. A 2. ábra egy háromtekercses motor beépítését mutatja a "csillag" és "háromszög" sémák szerint az egyfázisú üzemben (Steinmets séma). A három tekercs közül kettő közvetlenül csatlakozik a táphálózathoz, a harmadik pedig a tápfeszültséghez van csatlakoztatva az indító kondenzátoron keresztül. A szükséges indítónyomaték létrehozásához egy ellenállást kell sorba kötni a kondenzátorral, amelynek ellenállása a motor tekercsének paramétereitől függ.

2. ábra

Felszámolási. Az egyfázisú tápegységű motorokban a három tekercses aszinkron motoroktól, amelyeket szimmetrikus térbeli elrendezés és az állórész azonos paraméterei jellemeznek, a fő- és a kiegészítő tekercseknek különböző paraméterei vannak. Szimmetrikus tekercsek esetén a horonyrúd pólusonként és fázisonként a következő kifejezésből határozható meg: q = N / 2pm, ahol N az állórész-hornyok száma; m a tekercsek száma (fázisok); p a pólusok száma. Aszimmetrikus tekercseknél az egyes tekercsek által elfoglalt hornyok száma jelentősen megváltozik. Ezért a fő- és a kiegészítő tekercseknek eltérő számú fordulata van. Jellemző példa a 2 / 3-1 / 3 tekercs (3. ábra), amelyben az állórész-nyílások 2/3-a a fő és az 1/3 a kiegészítő tekercset foglalja el.

3. ábra

Design. A 4. ábra egy motor keresztmetszetét mutatja, amelyen két koncentrált vagy tekercselő tekercs van az állórész pólusai mellett. Mindegyik tekercset (1 fő és 2 kiegészítő) két tekercs alkotja, amelyek egymással szemben vannak. A tekercseket az oszlopokra helyezik, és behelyezik a gép tartójába, amely ebben az esetben négyzet alakú. A működő légrés oldalán a tekercseket speciális kiemelkedések tartják, amelyek póluscipőként működnek. 3 Ezeknek köszönhetően a mágneses mező indukciós eloszlási görbéje a munka légrésében megközelíti a szinuszos szintet. Ezen kiemelkedések nélkül a megadott görbe alakja majdnem téglalap alakú. Mint egy fázisváltó elem egy ilyen motorhoz, kondenzátort és ellenállást is használhat. A kiegészítő tekercs rövidzárlatát is elvégezheti. Ebben az esetben a motort átalakítják osztott pólusú aszinkron géppé.

4., 5. ábra

Az osztott pólusú motorokat a szerkezeti egyszerűség, a nagy megbízhatóság és az alacsony költség miatt leggyakrabban használják. Egy ilyen motornak két tekercs van az állórészen (5. ábra). A 3 fő tekercs tekercs formájában van elkészítve, és közvetlenül csatlakoztatva van az ellátó hálózathoz. Az 1. kiegészítő tekercs rövidzárlatú és pólusonként egy-három fordulatot tartalmaz. A pólus egy részét lefedi, amely magyarázza a motor nevét. A kiegészítő tekercs kerek vagy sík alakú rézhuzalból készül, több négyzetmilliméter keresztmetszettel, amely a megfelelő alakú forgássá alakul. Ezután a tekercsek végeit hegesztéssel kötik össze.A motor forgórészét rövidre zárják, és a végeire hűtőbordák vannak felszerelve, amelyek javítják a hőelvezetést az állórész tekercseihez.

Az osztott pólusú motorok tervezési lehetőségeit a 6. és a 7. ábra szemlélteti. A fő tekercs elvileg szimmetrikusan vagy aszimmetrikusan helyezkedik el a forgórészhez viszonyítva. A 6. ábra az aszimmetrikus főtekercseléssel ellátott motor 5-ös modelljét mutatja (1 - szerelőfurat; 2 - mágneses sönt; 3 - rövidzárlatú tekercs; 4 - szerelő- és beállító lyukak; 6 - tekercskeret; 7 - darab). Egy ilyen motornak a mágneses fluxus jelentős szétszóródása van a külső mágneses áramkörben, tehát hatékonysága nem haladja meg a 10-15% -ot, és legfeljebb 5-10 watt teljesítményre gyártják.

A gyárthatóság szempontjából a szimmetrikusan elhelyezett fő tekercseléssel rendelkező motor összetettebb. A 10-50 W teljesítményű motorokban kompozit állórészt használnak (7. ábra, ahol: 1 - karikagyűrű; 2 - rövidzárlatú gyűrű; 3 - pólus; 4 - mókuskosár-forgórész; 5 - mágneses sönt). Mivel a motor pólusait a takaró borítja és a tekercsek a mágneses rendszeren belül helyezkednek el, a szóródás mágneses fluxusa sokkal kisebb, mint a 6. ábrán látható. Motor hatékonysága 15-25%.

6., 7. ábra

8. ábra

A motor fordulatszámának megosztott oszlopokkal történő megváltoztatásához használjon keresztpólusú áramkört (8. ábra). Ebben az állórész-tekercsek póluspárok számának megváltoztatása meglehetősen egyszerű, mert ennek megváltoztatásához elegendő a mellékelt tekercseknek a beépített tekercseknek megfelelő bekapcsolása. Az osztott pólusú motorokban a sebességszabályozás elvét is alkalmazzák, amely a tekercselési tekercsek sorozatból párhuzamosra kapcsolását jelenti.

Pryadko A. D.

Olvassa el még:Minato mágneses motorja: van-e mágneses energia bőségszaru?