Aszinkron végrehajtó motorok

Az aszinkron működtetőmotorokat az automatikus vezérlőrendszerekben használják különféle eszközök vezérlésére és szabályozására.

Az aszinkron hajtómotorok akkor kezdenek működni, amikor elektromos jelet kapnak, amit a tengely vagy annak forgása bizonyos forgásszögévé alakítanak át. A jel eltávolítása azt eredményezi, hogy a járó motor forgórésze fékezőberendezések használata nélkül azonnal álló állapotba kerül. Az ilyen motorok működése tranziens körülmények között folyamatosan folytatódik, aminek következtében a forgórész forgási frekvenciája rövid jelzéssel gyakran nem éri el az állóértéket. A gyakori indítások, irányváltások, megállások is hozzájárulnak ehhez.

Kialakításuk szerint a végrehajtó motorok kétfázisú állórész tekercselésű aszinkron gépek, amelyek úgy készültek, hogy két fázisának mágneses tengelyei egymáshoz képest térben eltolódnak, és nem 90 fokos szögben.

Az állórész tekercsének egyik fázisa a terepi tekercs, amely a C1 és C2 sorkapcsokhoz vezet.A másik, vezérlőtekercsként működő vezetékek az U1 és U2 jelzésű kapcsokhoz vannak csatlakoztatva.

Az állórész tekercs mindkét fázisát azonos frekvenciájú, megfelelő váltakozó feszültséggel látják el. Tehát a gerjesztőtekercs áramkör állandó U feszültséggel csatlakozik a táphálózathoz, és a vezérlőtekercs áramkörébe Uy vezérlőfeszültség formájában jelet táplálunk (1. ábra a, b, c).

Rizs. 1. Az aszinkron végrehajtó motorok vezérlés közbeni bekapcsolásának sémái: a — amplitúdó, b — fázis, c — amplitúdó fázis.

Ennek eredményeként az állórész tekercsének mindkét fázisában megfelelő áramok keletkeznek, amelyek a benne lévő kondenzátorok vagy fázisszabályozó formájában lévő fázisváltó elemek miatt időben eltolódnak egymáshoz képest, ami a gerjesztéshez vezet. egy elliptikusan forgó mágneses mező, amely magában foglalja a mókusketrec rotort.

A motor üzemmódjainak megváltoztatásakor az elliptikusan forgó mágneses tér korlátozott esetekben fix szimmetriatengellyel vagy körforgással váltakozik, ami befolyásolja a motor tulajdonságait.

A végrehajtó motorok indítását, fordulatszám-szabályozását és leállítását a mágneses tér amplitúdó-, fázis- és amplitúdó-fázis szabályozással történő kialakításának feltételei határozzák meg.

Az amplitúdószabályozás során a gerjesztő tekercs kapcsain lévő U feszültség változatlan marad, és csak az Uy feszültség amplitúdója változik. E feszültségek közötti fáziseltolódás a leválasztott kondenzátornak köszönhetően 90 ° (1. ábra, a).

A fázisszabályozást az jellemzi, hogy az U és Uy feszültségek változatlanok maradnak, és a köztük lévő fáziseltolódást a fázisszabályozó forgórészének elforgatásával állítjuk be (1. ábra, b).

Az amplitúdó-fázis szabályozással bár csak az Uy feszültség amplitúdója szabályozott, ugyanakkor a gerjesztőkörben lévő kondenzátor és az állórész tekercselés fázisainak elektromágneses kölcsönhatása miatt egyidejűleg van egy a feszültség fázisának változása a tekercskapcsokon a gerjesztéshez, valamint a fáziseltolás e feszültség és a vezérlőtekercs kapcsairól érkező feszültség között (1. ábra, c).

Néha a terepi tekercskörben lévő kondenzátor mellett a vezérlőtekercs áramkörében található egy kondenzátor, amely kompenzálja a reaktív mágnesező erőt, csökkenti az energiaveszteséget és javítja az indukciós motor mechanikai jellemzőit.

Az amplitúdószabályozásnál a forgórész fordulatszámától függetlenül névleges jelnél körkörösen forgó mágneses teret figyelünk meg, melynek csökkenésekor elliptikussá válik Fázisszabályozás esetén körkörösen forgó mágneses teret csak névleges jellel gerjesztünk, ill. az U és Uy feszültségek közötti fáziseltolódás, amely 90 °, függetlenül a forgórész fordulatszámától, és eltérő fáziseltolódás esetén elliptikussá válik. Az amplitúdó-fázis szabályozásnál körkörösen forgó mágneses tér csak egy üzemmódban létezik - névleges jelnél a motor indításakor, majd amikor a forgórész felgyorsul, elliptikussá válik.

Minden szabályozási módszernél a forgórész fordulatszámát a forgó mágneses mező természetének megváltoztatásával szabályozzák, a forgórész forgásirányát pedig a vezérlőtekercs kapcsaira adott feszültség fázisának 180 ° -kal történő megváltoztatásával. .

Az aszinkron végrehajtó motorokra speciális követelmények vonatkoznak az önjáró teljesítmény hiánya miatt, amely széles körben szabályozza a rotor fordulatszámát, fordulatszámát, nagy indítónyomaték és alacsony vezérlési teljesítmény jellemzőik linearitásának viszonylagos megőrzésével.

Az önjáró aszinkron végrehajtó motorok a forgórész spontán forgásában nyilvánulnak meg vezérlőjel hiányában. Ennek oka vagy a forgórész tekercsének nem kellően nagy aktív ellenállása - módszeresen önjáró -, vagy magának a motornak a gyenge teljesítménye - technológiailag önjáró.

Az elsőt kiiktatják a motorok tervezésénél, amely megnövelt tekercsellenállású és kritikus scr = 2-4 csúszással rendelkező forgórész előállítását teszi lehetővé, amely emellett a rotor fordulatszám-szabályozásának széles, stabil tartományát biztosítja, a második pedig - mágneses áramkörök és gépi tekercsek minőségi gyártása gondos összeszereléssel.

Mivel a megnövelt aktív ellenállású, rövidre zárt rotorral rendelkező aszinkron végrehajtó motorokat alacsony fordulatszám jellemzi, amelyet elektromechanikus időállandó jellemez - az az idő, amikor a forgórész sebessége nulláról a szinkron fordulatszám felére emelkedik - Tm = 0,2 - 1,5 s , akkor az automata telepítéseknél előnyben részesítik a vezérlést az üreges, nem mágneses rotorral rendelkező végrehajtó motorok, amelyeknél az elektromechanikus időállandó kisebb – Tm = 0,01 – 0,15 s.

A nagy sebességű, üreges, nem mágneses forgórészes indukciós végrehajtó motorok külső állórésszel rendelkeznek hagyományos felépítésű mágneses áramkörrel és kétfázisú tekercseléssel, amelynek fázisai gerjesztő- és vezérlőtekercsként működnek, valamint belső állórészük laminált ferromágneses üreges formában. henger a motor csapágypajzsára szerelve.

Az állórészek felületeit légrés választja el, amely sugárirányban 0,4-1,5 mm méretű. A légrésben 0,2 — 1 mm falvastagságú alumíniumötvözet üveg található, a motor tengelyére rögzítve. Az üreges, nem mágneses rotorral rendelkező aszinkron motorok alapjárati árama nagy és eléri a 0,9 Aznom értéket, a névleges hatásfoka pedig 0,2–0,4.

Az automatizálási és telemechanikai berendezésekben 0,5-3 mm falvastagságú üreges ferromágneses rotorral rendelkező motorokat használnak. Ezekben a végrehajtó és segédmotorként használt gépekben nincs belső állórész, a forgórész egy préselt vagy két végű fémdugóra van felszerelve.

Az állórész és a forgórész felületei közötti légrés sugárirányban mindössze 0,2-0,3 mm.

Az üreges ferromágneses rotorral rendelkező motorok mechanikai jellemzői közelebb állnak a lineárishoz, mint a hagyományos mókus tekercses forgórészű motoroké, valamint az üreges, nem mágneses henger formájú rotoroké.

Néha az üreges ferromágneses forgórész külső felületét 0,05-0,10 mm vastag rézréteggel, a végfelületeit pedig legfeljebb 1 mm-es rézréteggel borítják, hogy növeljék a motor névleges teljesítményét és nyomatékát, de hatékonysága valamelyest csökken.

Az üreges ferromágneses forgórészes motorok jelentős hátránya, hogy a légrés egyenetlenségei miatt a forgórész az állórész mágneses áramköréhez egyoldalúan tapad, ami üreges, nem mágneses rotorral rendelkező gépeknél nem fordul elő. Az üreges ferromágneses forgórészes motorok nem önjárók; stabilan működnek a nullától a szinkron rotorfordulatszámig terjedő fordulatszám-tartományban.

A masszív ferromágneses rotorral rendelkező aszinkron végrehajtó motorok, amelyek tekercs nélküli acél vagy öntöttvas henger formájában készülnek, a tervezés egyszerűségével, nagy szilárdságával, nagy indítónyomatékával, adott fordulatszámon történő működésük stabilitásával különböztethetők meg. nagyon magas fordulatszámon használják a forgórészen.

Vannak fordított motorok masszív ferromágneses rotorral, amely külső forgó alkatrész formájában készül.

Az aszinkron végrehajtó motorokat töredékektől több száz wattig terjedő névleges teljesítményre gyártják, és 50 Hz-es frekvenciájú, változó feszültségű forrásokból származó teljesítményre, valamint 1000 Hz-ig és még nagyobb frekvenciákra tervezték.
Olvassa el még: Selsyns: cél, eszköz, cselekvési elv