Asenkron mikromotorlar

Tipik olarak, elektrik motorları üç gruba ayrılır: büyük, orta ve düşük güç. Düşük güçlü motorlar için (onlara mikromotorlar diyeceğiz), gücün üst sınırı genellikle birkaç yüz watt olarak ayarlanmamıştır. Mikromotorlar ev aletlerinde ve cihazlarında (şimdi her ailenin birkaç mikromotorları vardır - buzdolaplarında, elektrikli süpürgelerde, teyplerde, oynatıcılarda vb.), Ölçüm ekipmanlarında, otomatik kontrol sistemlerinde, havacılık ve uzay teknolojisinde ve insan faaliyetinin diğer alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

İlk DC motorlar XIX yüzyılın 30'larında ortaya çıktı. Buluşun bir sonucu olarak elektrik motorlarının geliştirilmesinde büyük bir adım, 1856'da iki kollu bir transdüserden bir Alman mühendis Siemens tarafından ve 1866'da dinamoelektrik prensibinin keşfi tarafından yapıldı. 1883'te Tesla ve 1885'te Ferrari bağımsız olarak asenkron bir AC motor icat etti. 1884 yılında Siemens, bir dizi uyarma sargılı alternatif akımlı bir komütatör motoru yarattı. 1887'de Hazelwander ve Dolivo-Dobrovolsky, motorun tasarımını büyük ölçüde basitleştiren sincap kafesli bir rotor tasarımı önerdiler. 1890'da, Chitin ve Leblanc ilk önce bir faz kaydırma kapasitörü kullandılar.

Elektrikli ev aletlerinde elektrikli motorlar 1887'de - fanlarda, 1889'da - dikiş makinelerinde, 1895'te - matkaplarda, 1901'den beri - elektrikli süpürgelerde kullanılmaya başlandı. Bununla birlikte, bugüne kadar, mikromotorlara olan ihtiyaç o kadar büyüktü (modern bir video kamerada altı mikromotor kullanılıyor), uzman firmaların ve işletmelerin geliştirilmesi ve üretilmesi için ortaya çıktı.

Tek fazlı asenkron mikromotorlar en yaygın tiptir, cihazların ve aparatların çoğu elektrikli sürücüsünün gereksinimlerini karşılarlar, düşük maliyet ve gürültü seviyesi, yüksek güvenilirlik ile karakterize edilir, bakım gerektirmez ve hareketli kontaklar içermez.

İçerme. Bir asenkron mikromotor bir, iki veya üç sargı ile olabilir. Tek sargılı bir motorun başlangıç ​​başlangıç ​​torku yoktur ve bunu başlatmak için örneğin bir başlangıç ​​motoru kullanmanız gerekir. İki sargılı bir motorda, ana olan adı verilen sargılardan biri doğrudan şebeke kaynağına bağlanır (Şekil 1). Başka bir yardımcı sargıda bir başlangıç ​​momenti oluşturmak için, bir akımın ana sargıdaki akıma göre faz içinde yer değiştirmesi gerekir. Bunun için, aktif, endüktif veya kapasitif nitelikte olabilen yardımcı sargı ile seri olarak ek bir direnç eklenir.

Resim 1

Çoğu zaman, yardımcı sargı besleme devresine bir kapasitör dahil edilirken, sargılardaki akımların 90 ° 'ye eşit optimum faz açısını elde eder (Şekil 1.6). Yardımcı sargının güç devresine sürekli olarak dahil edilen bir kapasitöre çalışan bir kondansatör denir. Motoru çalıştırırken artırılmış bir başlangıç ​​torku sağlamak gerekiyorsa, o zaman çalışma kapasitörü S ile paralel olarak, çalıştırma sırasında Ca başlangıç ​​kapasitörü açılır (Şekil 1, c). Motor dönme hızına ulaştıktan sonra, başlangıç ​​kondansatörü bir röle veya santrifüj anahtarı kullanılarak kapatılır. Uygulamada, genellikle Şekil 1.6'nın versiyonunu kullanırlar.

Faz kaydırma etkisi, yardımcı sargının aktif direncini yapay olarak artırarak elde edilebilir. Bu, ek bir direnci açarak veya yüksek dirençli bir telden yardımcı bir sarım üreterek elde edilir. Yardımcı sargının artan ısınması nedeniyle, motor çalıştırıldıktan sonra ikincisi kapatılır.Bu tür motorlar, 90 ° sarım akımlarının faz kaymasını sağlamalarına rağmen, kapasitörlerden daha ucuz ve daha güvenilirdir.

Motor milinin dönüş yönünü tersine çevirmek için, güç sargısına yardımcı sargı dahil edilmelidir. indüktör veya bunun sonucunda ana sargıdaki akım yardımcı sargıdaki akımı geçecektir. Uygulamada, bu yöntem nadiren kullanılır, çünkü yardımcı sargının direncinin endüktif doğası nedeniyle faz kayması önemsizdir.

Çoğu zaman, ana ve yardımcı sargılar arasında, yardımcı sargının kapatılmasından oluşan bir faz kaydırma yöntemi kullanılır. Ana sargı yardımcı ile manyetik bir bağlantıya sahiptir, böylece ana sargı ana şebekeye bağlandığında, yardımcıda EMF indüklenir ve fazı ana sargının akımından geciken bir akım ortaya çıkar. Motor rotoru anadan yardımcı sargıya doğru dönmeye başlar.

Üç sargılı üç fazlı asenkron motor, tek fazlı güç modunda kullanılabilir. Şekil 2, tek fazlı çalışmada "yıldız" ve "üçgen" şemalarına göre üç sargılı bir motorun dahil edilmesini gösterir (Steinmets şeması). Üç sargının ikisi doğrudan besleme şebekesine bağlanır ve üçüncü sargı, başlangıç ​​kondansatörü üzerinden besleme voltajına bağlanır. Gerekli başlangıç ​​torkunu oluşturmak için, direnci motor sargılarının parametrelerine bağlı olan kapasitörle seri olarak bağlanmalıdır.

Resim 2

Sargı. Simetrik bir uzaysal düzenleme ve statordaki sargıların aynı parametreleri ile karakterize edilen üç sargılı asenkron motorların aksine, tek fazlı güç kaynağı olan motorlarda, ana ve yardımcı sargılar farklı parametrelere sahiptir. Simetrik sargılar için, kutup ve faz başına oluk sayısı, aşağıdaki ifadeden belirlenebilir: q = N / 2pm, burada N, stator oluklarının sayısıdır; m sargıların sayısıdır (fazlar); p kutup sayısıdır. Asimetrik sargılarda, her sargı tarafından işgal edilen oluk sayısı önemli ölçüde değişir. Bu nedenle, ana ve yardımcı sargıların farklı sayıda dönüşü vardır. Tipik bir örnek, stator yuvalarının 2 / 3'ünün ana tarafından işgal edildiği ve 1 / 3'ünün yardımcı sargı olduğu 2 / 3-1 / 3 sargısıdır (Şekil 3).

Şekil 3.

Tasarlayın. Şekil 4, statorun kutuplarına yerleştirilmiş iki konsantre veya bobin sargısına sahip bir motorun bir kesitini göstermektedir. Her sarım (ana 1 ve yardımcı 2), zıt kutuplarda bulunan iki bobin tarafından oluşturulur. Bobinler direklere konur ve bu durumda kare bir şekle sahip olan makinenin boyunduruğuna yerleştirilir. Çalışma hava boşluğunun yanından, bobinler kutup ayakkabısı 3 olarak hareket eden özel çıkıntılarla tutulur. Onlar sayesinde, çalışma havası boşluğunda manyetik alan indüksiyonunun dağılım eğrisi bir sinüzoide yaklaşır. Bu çıkıntılar olmadan, belirtilen eğrinin şekli neredeyse dikdörtgen şeklindedir. Böyle bir motor için faz kaydırma elemanı olarak hem kapasitör hem de direnç kullanabilirsiniz. Ayrıca yardımcı sargıyı kısa devre yapabilirsiniz. Bu durumda, motor bölünmüş kutuplu asenkron bir makineye dönüştürülür.

Şekiller 4, 5

Bölünmüş kutuplu motorlar en çok yapısal basitlikleri, yüksek güvenilirlikleri ve düşük maliyetleri nedeniyle kullanılır. Böyle bir motorun stator üzerinde iki sargısı da vardır (Şekil 5). Ana sargı (3) bir bobin formunda yapılır ve doğrudan besleme şebekesine bağlanır. Yardımcı sargı 1 kısa devre yapar ve kutup başına bir ila üç tur içerir. Motorun adını açıklayan direğin bir kısmını kapsar. Yardımcı sargı, karşılık gelen şeklin dönüşlerine bükülen birkaç kare milimetrelik bir kesite sahip yuvarlak veya düz şekilli bakır telden yapılmıştır. Daha sonra sargıların uçları kaynak ile bağlanır.Motorun rotoru kısa devre yapılır ve soğutma kanatçıkları, stator sargılarından ısı dağılımını artıran uçlarına monte edilir.

Ayrık kutuplu motorlar için tasarım seçenekleri Şekil 6 ve 7'de gösterilmektedir. Prensip olarak, ana sarım rotora göre simetrik veya asimetrik olarak yerleştirilebilir. Şekil 6, asimetrik bir ana sarım 5'e (1 - montaj deliği; 2 - manyetik şant; 3 - kısa devre sarım; 4 - montaj ve hizalama delikleri; 6 - sarım çerçevesi; 7 - boyunduruğu) sahip motorun tasarımını gösterir. Böyle bir motor, harici manyetik devrede önemli bir manyetik akı dağılımına sahiptir, bu nedenle verimliliği% 10-15'i aşmaz ve 5-10 watt'tan fazla olmayan bir güç için üretilir.

Üretilebilirlik açısından, simetrik olarak yerleştirilmiş ana sargılı bir motor daha karmaşıktır. 10-50 W gücünde motorlarda, kompozit bir stator kullanılır (Şekil 7, burada: 1 - boyunduruk halkası; 2 - kısa devreli halka; 3 kutuplu; 4 - sincap kafesli rotor; 5 - manyetik şant). Motor kutuplarının boyunduruk tarafından kaplanması ve sargıların manyetik sistemin içine yerleştirilmesi nedeniyle, saçılmanın manyetik akıları Şekil 6'daki tasarımdan çok daha azdır. Motor verimliliği% 15-25.

Şekil 6, 7

 

Resim 8

Motor devrini ayrık kutuplarla değiştirmek için bir çapraz kutup devresi kullanın (Şek. 8). İçinde, stator sargılarının kutup çiftlerinin sayısının değiştirilmesi oldukça basittir, değiştirmek için dahil sargıları dahil edilen sargılara göre açmanın yeterli olduğu değiştirme. Ayrık kutuplu motorlarda, sargı bobinlerinin seriden paralele çevrilmesini içeren hız kontrolü prensibi de kullanılır.

Pryadko A.D.

Ayrıca okuyun:Minato'nun manyetik motoru: Manyetik enerji bereketleri var mı?

Comments

[#1]

Makale iyi. Ayrıntılar ekleyebilirsiniz.

[#2 gen]

Yazarın bir hatası var. Faraday yerine Ferari. Yoksa yanıldım mı ve aslında Ferari'ydi