Az aszinkron motorok szerkezeti formái

Külső szerkezeti formák aszinkron motorok a motor felszerelésének módja és a környezeti hatásokkal szembeni védelmének formája határozza meg. A normál lábmotoros teljesítmény széles körben elterjedt (1. ábra, a). Ebben az esetben a motor tengelyének vízszintesnek kell lennie. A karimás motorokat (1. ábra, b) széles körben használják vízszintes és függőleges beépítésekhez.

Soros indukciós motorokat is gyártanak, amelyeknek nincs keretük, végpajzsuk, tengelyük. Az ilyen motor elemei a géptest részeibe vannak beágyazva, és a motor tengelye a gép egyik tengelye (gyakran az orsó), az ágy pedig a gépegység teste, például egy csiszolófej (ábra . 2).

Külföldön széles körben elterjedtek a speciális kivitelű motorok, köztük a kis radiális méretű és jelentős hosszúságú motorok, valamint a tárcsamotorok, különösen henger alakú állórésszel és gyűrű alakú külső forgórésszel. Motorokat is használnak, bekapcsoláskor a kúp alakú rotor tengelyirányban mozog, jelentős tolóerőt fejlesztve.

Ez az erő a motor tengelyére ható mechanikus fék kioldására szolgál, miután a motort leválasztják a hálózatról. Ezen túlmenően számos motorkonstrukciót használnak hozzákapcsolt sebességváltókkal, sebességváltókkal és mechanikus variátorokkal, amelyek egyenletes szabályozást biztosítanak.

Rizs. 1. Aszinkron motorok tervezése

A speciális kialakítású motorok alkalmazásának hátránya, hogy baleset esetén nehéz cserélni őket. A meghibásodott villanymotort nem cserélni, hanem megjavítani kell, és a javítás alatt a gép alapjáraton járt.

A gépek hajtásához különféle környezetvédelmi formájú motorokat használnak.

Az árnyékolt motorok rácsokkal rendelkeznek, amelyek lefedik a végpajzsok szellőzőnyílásait. Ez megakadályozza, hogy idegen tárgyak kerüljenek a motorba, és megakadályozza, hogy a dolgozó hozzáérjen a forgó és feszültség alatt álló alkatrészekhez. A folyadékcseppek felülről való lehullásának megakadályozása érdekében a motorokat lefelé vagy függőlegesen szellőző nyílásokkal látták el.

Rizs. 2. Beépített csiszolómotor

Ha azonban egy ilyen villanymotor műhelyben működik, ventilátora a levegővel együtt beszívja a port, hűtőfolyadékot vagy olajat, valamint apró acél- vagy öntöttvas részecskéket permetez, amelyek a tekercs szigeteléséhez tapadva vibrálnak. váltakozó mágneses tér hatására gyorsan elhasználódik a szigetelés.

Azok a zárt motorok, amelyeknek szélvédőjén nincs szellőzőnyílás, megbízhatóbb védelmet nyújtanak a környezeti hatásokkal szemben. Az ilyen, védettekkel azonos méretű motorok a gyengébb hűtés miatt kisebb teljesítményűek.Azonos teljesítmények és sebességek mellett a zárt villanymotor 1,5-2-szer nehezebb, mint a védett, és ennek megfelelően az ára is magasabb.

A zárt motorok méretének és költségének csökkentésének vágya zárt, fúvott villanymotorok létrehozásához vezetett. Az ilyen villanymotornak van egy külső ventilátora, amely a motor tengelyének a hajtásvégével ellentétes végére van szerelve, és kupakkal van lefedve. Ez a ventilátor a motorház körül fúj.

A ventilátormotorok lényegesen könnyebbek és olcsóbbak, mint a zárt motorok. A fúvott motorokat leggyakrabban fémvágó gépek meghajtására használják. Fémvágó gépek meghajtására viszonylag ritkán használnak más környezetvédelmi formájú motorokat. Különösen a zárt villanymotorokat néha használják a köszörűgépek meghajtására.

Az elektromos motorokat 127, 220 és 380 V szabványos feszültségre tervezték. Ugyanaz a motor csatlakoztatható különböző feszültségű hálózatokhoz, például 127 és 220 V, 220 és 380 V feszültségű hálózatokhoz. Két feszültségű, a az elektromos motor állórész tekercselése háromszögben van csatlakoztatva, nagyobbhoz - csillagba. Az elektromos motor tekercseinek árama és a bennük lévő feszültség mindkét esetben azonos lesz ezzel a beépítéssel. Emellett 500 V-os villanymotorokat gyártanak, állórészeik állandóan csillagba vannak kötve.

A számos iparágban használt aszinkron mókuskalitkás motorokat 0,6-100 kW/n névleges teljesítménnyel gyártják. szinkron sebességek 600, 750, 1000, 1500 és 3000 ford./perc.

Az elektromos motor tekercsének vezetékeinek keresztmetszete a rajta átfolyó áram nagyságától függ. Nagyobb áram esetén a motor tekercsének térfogata nagyobb.A mágneses áramkör keresztmetszete arányos a mágneses fluxus nagyságával. Ily módon az elektromos motor méreteit az áram és a mágneses fluxus számított értékei vagy az elektromos motor névleges nyomatéka határozzák meg. Névleges motorteljesítmény

ahol P.n – névleges teljesítmény, kW, Mn – névleges nyomaték, N • m, nn – névleges fordulatszám, ford./perc.

Az azonos méretű motor névleges teljesítménye a névleges fordulatszám növekedésével nő. Ezért a kis sebességű villanymotorok nagyobbak, mint az azonos teljesítményű nagy sebességű motorok.

Kis lyukak csiszolásakor nagyon nagy csiszolóorsó-fordulatszám szükséges a megfelelő vágási sebesség eléréséhez. Tehát, ha 3 mm átmérőjű koronggal csiszol, mindössze 30 m / s sebességgel, az orsó sebességének 200 000 fordulat / percnek kell lennie. Nagy orsófordulatszámon a szorítóerő jelentősen csökkenthető. Ugyanakkor csökken a korongcsiszolás és a tüskehajlítás, valamint nő a felületi minőség és a megmunkálási pontosság.

A fentiekkel kapcsolatban az ipar számos modellt alkalmaz az ún. Elektromos orsók 12 000-144 000 ford./perc és nagyobb fordulatszámmal. Az elektroorsó (3. ábra, a) gördülőcsapágyakon lévő köszörűorsó, beépített nagyfrekvenciás mókuskalitkás motorral. A motor forgórésze két csapágy között helyezkedik el, az orsó köszörűkoronggal szembeni végén.

Rizs. 3. Elektroorsók

Az elektromos orsó állórész elektromos acéllemezből van összeállítva. Egy bipoláris tekercset helyeznek rá.A 30 000-50 000 ford./perc fordulatszámú motor forgórésze szintén fémlemezből van tárcsázva, és hagyományos rövidzárlati tekercseléssel van ellátva. A lehető legnagyobb mértékben csökkentik a rotor átmérőjét.

A csapágy típusának megválasztása különösen fontos az elektroorsók működése szempontjából. Általában precíziós golyóscsapágyakat használnak, amelyek kalibrált rugók segítségével létrehozott előfeszítéssel működnek. Az ilyen csapágyakat olyan fordulatszámokhoz használják, amelyek nem haladják meg a 100 000 fordulatot percenként.

Az aerosztatikus csapágyakat széles körben használják az iparban (3. ábra, b). A nagyfrekvenciás villanymotor 1 tengelye levegőkenésű 3 csapágyakban forog. Az axiális terhelést a tengely vége és a 12 támasztócsapágy közötti légpárna veszi fel, amelyhez a tengely a motor hűtésére szolgáló 14 furaton keresztül a ház belsejébe juttatott levegő nyomása alatt rászorul. A sűrített levegő áthalad a szűrőn, és a 11 kamrában lévő 10 szerelvényen keresztül jut be. Innen a 9 csatornán és a 8 körkörös hornyon keresztül a levegő a 7 csatornába és a 6 kamrába jut. Innen a levegő a csapágyba jut. rés. A levegőt a bal oldali csapágyba szállítjuk az 5 csöveken és a motorházban lévő 4 csatornákon keresztül.

Az elszívott levegő a 13 csatornákon keresztül távozik. A légpárnát a támasztócsapágy-résben a 11 kamrából a porózus széngrafitból készült csapágyon áthaladó levegő hozza létre. Mindegyik csapágy kúpos sárgaréz. Egy széngrafitos bélést préselnek bele, melynek pórusait bronz tölti ki. Az elektroorsó indítása előtt levegőt vezetnek be, és légpárnákat alakítanak ki az orsó és a perselyek között. Ez kiküszöböli a súrlódást és a csapágyak kopását az indítás során.Ezt követően a motor be van kapcsolva, a 2 forgórész fordulatszáma 5-10 s alatt eléri a névleges fordulatszámot. Amikor a motort leállítják, a 2. rotor szabadon forog 3-4 percig. Ennek az időnek a csökkentésére elektromos féket használnak.

A légzsákok használata drasztikusan csökkenti az elektromos orsó súrlódási veszteségeit, a levegőfogyasztás 6-25 m3/h.

Folyékony kenéssel ellátott csapágyakon lévő elektroorsókat is alkalmaztak. Működésük folyamatos olajkeringést igényel nagy nyomás alatt, ellenkező esetben a csapágyak felmelegedése elfogadhatatlanná válik.

A nagyfrekvenciás villanymotorok gyártása megköveteli az egyes alkatrészek precíziós gyártását, a rotor dinamikus kiegyensúlyozását, a precíz összeszerelést és az állórész és a forgórész közötti hézag szigorú egyenletességének biztosítását. A nagyfrekvenciás villanymotort tápláló áram frekvenciája az elektromos motor szükséges fordulatszámától függően kerül kiválasztásra:

ahol nHa a villanymotor szinkron forgási frekvenciája, rpm, f az áram frekvenciája, Hz, p a pólusok száma, mivel p = 1, akkor

Az elektromos orsók 12 000 és 120 000 ford./perc szinkron forgási sebességénél az áramfrekvencia 200 és 2000 Hz legyen.

Speciális generátorokat használnak a nagyfrekvenciás motorok táplálására. ábrán. A 4. ábra háromfázisú szinkron indukciós generátort mutat. A generátor állórészének széles és keskeny nyílásai vannak. A terepi tekercs, amely az állórész széles nyílásaiban található, egyenárammal van ellátva. Ennek a tekercsnek a vezetőinek mágneses tere az állórész fogain és a forgórész nyúlványain keresztül zárva van, amint az az 1. ábrán látható. 4 pontozott vonallal.

A forgórész forgásakor a forgórész nyúlványai mentén mozgó mágneses tér keresztezi az állórész keskeny réseiben elhelyezkedő váltóáramú tekercs meneteit, és váltakozó e-t indukál. stb. c) Ennek gyakorisága e. stb. v. a rotorfülek sebességétől és számától függ. Az azonos fluxus által a terepi tekercsekben kiváltott elektromotoros erők kioltják egymást a tekercsek közelgő aktiválása miatt. A terepi tekercseket a hálózatra csatlakoztatott egyenirányító táplálja. Az állórész és a forgórész mágneses magjai elektromos acéllemezből készülnek.

Rizs. 4. Nagyfrekvenciás indukciós generátor

A leírt kialakítású generátorokat 1-3 kW névleges teljesítményre és 300-2400 Hz-es frekvenciára gyártják. A generátorokat 3000 ford./perc szinkron fordulatszámú aszinkron motorok hajtják.

A megnövelt frekvenciájú indukciós generátorokat kezdik felváltani a félvezető (tirisztoros) átalakítók. Ebben az esetben általában lehetővé teszik az áram frekvenciájának megváltoztatását, és ezáltal az elektromos motor forgási sebességének beállítását. Ha az ilyen szabályozás során a feszültséget állandóan tartják, akkor állandó teljesítményszabályozást hajtanak végre. Ha a feszültség és az áram frekvenciájának arányát (és ezáltal a motor mágneses fluxusát) állandó értéken tartjuk, akkor a szabályozást minden fordulatszámon állandóan, hosszú ideig megengedett nyomatékkal végezzük.

A tirisztoros frekvenciaváltóval és aszinkron mókuskalitkás motorral ellátott hajtások előnyei a nagy hatásfok és a könnyű kezelhetőség. A hátránya továbbra is a magas ár.A gépészetben leginkább a nagyfrekvenciás motorokhoz javasolt ilyen hajtás alkalmazása. Ilyen típusú kísérleti meghajtókat hoztak létre hazánkban.

A kis teljesítményű kétfázisú aszinkron motorokat gyakran használják a szerszámgépek végrehajtó hajtásaiban. Az ilyen motor állórészének két tekercselése van: 1. mező tekercs és 2. vezérlő tekercs (5. ábra, a). A mókusketrecben lévő 4-es forgórész nagy aktív ellenállással rendelkezik. A tekercsek tengelyei merőlegesek egymásra.

Rizs. 5. Kétfázisú indukciós motor vázlata és jellemzői

A tekercsekre Ul és U2 feszültség vonatkozik. Amikor a 3 kondenzátort a 2 tekercs áramköréhez csatlakoztatjuk, a benne lévő áram meghaladja az 1 tekercsben lévő áramot. Ebben az esetben forgó elliptikus mágneses tér képződik, és a mókus 4 forgórésze forogni kezd. Ha csökkenti az U2 feszültséget, a 2. tekercs árama is csökken. Ez a forgó mágneses tér ellipszisének alakjának megváltozásához vezet, amely egyre jobban megnyúlik (5. ábra, b).

Egy elliptikus mező motornak tekinthető két motor egy tengelyen, amelyek közül az egyik F1 pulzáló mezővel, a másik pedig egy kör alakú F2 mezővel működik. Az F1 pulzáló mezős motor két azonos körkörös mezős indukciós motornak tekinthető, amelyek egymással ellentétes irányban forognak.

ábrán. Az 5. ábra egy körkörös forgástérrel rendelkező aszinkronmotor 1 és 2 mechanikai jellemzőit mutatja, és a forgórész jelentős aktív ellenállását mutatja különböző irányú forgás esetén. Az egyfázisú motor 3. mechanikai karakterisztikája úgy alkotható meg, hogy az 1. és 2. karakterisztika M nyomatékát kivonjuk minden n értékre.Bármely n értéknél a nagy rotorellenállású egyfázisú motor nyomatéka leáll. A körkörös motor mechanikai jellemzőit a 4-es görbe ábrázolja.

A kétfázisú motor 5 mechanikai karakterisztikája a 3. és 4. karakterisztika M nyomatékának kivonásával tetszőleges n értéknél megszerkeszthető. Az n0 értéke egy kétfázisú indukciós motor forgási sebessége ideális üresjárati fordulatszámon. A 2. tekercs tápáramának beállításával (5. ábra, a) módosítható a 4. karakterisztika meredeksége (5. ábra, c), és ezáltal az n0 érték. Ily módon egy kétfázisú indukciós motor fordulatszám-szabályozása valósul meg.

Nagy csúszási értékekkel történő működés esetén a rotor veszteségei meglehetősen jelentősek. Emiatt a figyelembe vett szabályozást csak kis teljesítményű segédhajtásoknál alkalmazzák. A gyorsítási és lassítási idő csökkentésére kétfázisú indukciós motorokat használnak üreges rotorral. Egy ilyen motorban a rotor egy vékony falú alumínium üreges henger.