Maszyna, która przetwarza energię elektryczną na energię mechaniczną, nazywana jest silnikiem elektrycznym. Są one proste w konstrukcji, łatwe w obsłudze, tanie, o wysokiej sprawności, niewymagające konserwacji i niezawodne. Silniki indukcyjne trójfazowe to jeden z rodzajów silników elektrycznych, różniących się od innych. Główną różnicą jest brak połączenia elektrycznego między uzwojeniem wirnika a źródłem zasilania. Wymagany prąd i napięcie w obwodzie wirnika są dostarczane przez indukcję z uzwojenia stojana. Z tego powodu nazywa się je silnikiem indukcyjnym. Niniejszy artykuł opisuje silnik indukcyjny klatkowy, który jest jednym z rodzajów silników indukcyjnych trójfazowych.
Czym jest silnik indukcyjny klatkowy?
Definicja: Silnik klatkowy jest jednym z typów silników indukcyjnych. Aby wytworzyć ruch, wzmacnia elektromagnetyzm. Ponieważ wał wyjściowy jest połączony z wewnętrznym elementem wirnika, który wygląda jak klatka, nazywa się go klatką. Stąd nazywa się go klatką wiewiórczą. Dwie pokrywy końcowe, tj. o kształcie okrągłym, są połączone prętami wirnika. Działają one w oparciu o siłę elektromotoryczną (SEM), tj. generowaną przez stojan. Ta SEM jest również generowana przez zewnętrzną obudowę, która jest wykonana z laminowanych blach i uzwojeń z drutu. Dwiema głównymi częściami każdego typu silnika indukcyjnego są stojan i wirnik. Silnik klatkowy to prosta metoda generowania efektu indukcji elektromagnetycznej. Poniżej pokazano 4-biegunowy silnik indukcyjny klatkowy.
Zasada działania silnika indukcyjnego klatkowego
Działanie silnika indukcyjnego z wirnikiem opiera się na zasadzie elektromagnetyzmu. Gdy uzwojenie stojana jest zasilane prądem przemiennym trójfazowym, wytwarza ono wirujące pole magnetyczne (RMF) o prędkości zwanej prędkością synchroniczną. To RMF indukuje napięcie w prętach wirnika. W rezultacie przepływa przez nie prąd. Z powodu tych prądów wirnika generowane jest własne pole magnetyczne, które oddziałuje z polem stojana. Zgodnie z tą zasadą, pole wirnika zaczyna przeciwstawiać się swojemu źródłu. Gdy RMF przechwytuje moment wirnika, prąd wirnika spada do zera. Wtedy nie ma momentu względnego między wirnikiem a RMF.
W związku z tym wirnik doświadcza zerowej siły stycznej, która na chwilę maleje. Po tym zmniejszeniu momentu wirnika, prąd wirnika jest ponownie indukowany poprzez odtworzenie ruchu względnego między RMF a wirnikiem. W związku z tym siła styczna wirnika dla obrotu zostaje przywrócona i rozpoczyna się podążanie za RMF. W tym przypadku wirnik utrzymuje stałą prędkość, która jest mniejsza niż prędkość RMF i prędkość synchroniczna. W tym przypadku różnica między prędkością RMF a prędkością wirnika jest mierzona w postaci poślizgu. Końcową częstotliwość wirnika można uzyskać poprzez pomnożenie poślizgu przez częstotliwość zasilania.
Budowa silnika indukcyjnego klatkowego
Części niezbędne do budowy silnika indukcyjnego klatkowego to stojan, wirnik, wentylator i łożyska. Stojan składa się z uzwojenia trójfazowego, rozstawionego mechanicznie i elektrycznie co 120 stopni, z metalową obudową i rdzeniem. Aby zapewnić ścieżkę o niskiej reluktancji dla strumienia generowanego przez prąd przemienny, uzwojenie jest zamontowane na laminowanym rdzeniu żelaznym.
Wirnik przetwarza energię elektryczną na moc mechaniczną. Wał, rdzeń i zwarte miedziane pręty stanowią jego części. Aby uniknąć histerezy i prądów wirowych, które prowadzą do strat mocy, wirnik jest laminowany. Aby zapobiec zakleszczaniu się przewodów, przewody są ukośne, co również przyczynia się do uzyskania dobrego współczynnika transformacji.
Wentylator zamontowany z tyłu wirnika, zapewniający wymianę ciepła, pomaga utrzymać temperaturę silnika poniżej pewnego limitu. Aby zapewnić płynny obrót, silnik jest wyposażony w łożyska.
Różnica między silnikiem indukcyjnym klatkowym a silnikiem indukcyjnym pierścieniowym.
Zalety
Zalety silnika indukcyjnego klatkowego obejmują:
Prosta i solidna konstrukcja.
Niskie koszty początkowe i koszty utrzymania.
Utrzymuje stałą prędkość.
Odporność na przeciążenia jest wysoka.
Proste ustalenia początkowe.
Wysoki współczynnik mocy.
Niskie straty miedzi w wirniku.
Wysoka wydajność.
Wady
Poniżej przedstawiono wady silnika indukcyjnego klatkowego.
Silnik
Wysoki prąd rozruchowy
Bardzo wrażliwy na wahania napięcia zasilania
Niski współczynnik mocy przy małych obciążeniach.
Kontrola prędkości jest bardzo trudna
Bardzo słaby moment rozruchowy ze względu na niski opór wirnika.
Czas publikacji: 26-06-2024