Kui üks kõige laialdasemalt kasutatavaid elektrimootoreid, siis Asünkroonmootor - ka induktsioonimootorina - mängib tööstushaigetes asendamatut rolli. Alates tootmistaimedest kuni konveierisüsteemideni, pumpadest ja ventilaatoritest kuni kompressoriteni, Asünkroonmootorid on saanud moodsa tööstusautomaatika selgrooks. Nende vastupidavus, kulutõhusus ja erinevate koormuse tingimustega kohanemisvõime muudavad nad lugematute rakenduste eelistatavaks.
Tööstusliku tootmise korral on sujuvate toimingute tagamiseks, seisakuid vähendamiseks ja energiatarbimise optimeerimiseks hädavajalikud. Asünkroonsed mootorid on selles osas silma paista, pakkudes teiste mootoritüüpidega võrreldes stabiilset pöördemomenti, pikka tööiga ja suhteliselt lihtsat hooldust. Selles artiklis uuritakse asünkroonmootorite tööpõhimõtteid, struktuurilisi komponente, lähtemeetodeid ja jõudluse hindamise mõõdikuid, aidates teil paremini mõista, miks need jäävad tööstuslike sõidusüsteemide nurgakivi.
Tööpõhimõte
Elektromagnetiline induktsioon ja pöörlev magnetväli
Asünkroonne mootor töötab elektromagnetilise induktsiooni põhimõttel, nagu esmakordselt kirjeldas Michael Faraday ja mida hiljem rakendab Nikola Tesla praktilises mootorikujunduses. Kolmefaasilises asünkroonmootoris on staatori mähised ühendatud kolmefaasilise vahelduvvoolu toiteallikaga, mis loob pöörleva magnetvälja staatori sees.
Kui rootor asetatakse sellesse pöörleva magnetvälja sisse, kutsub välja ja rootori juhtmete vaheline suhteline liikumine Faraday induktsiooniseaduse kohaselt elektromotoorse jõu (EMF). See indutseeritud EMF genereerib rootoris voolu, mis omakorda interakteerub pöördemomendi saamiseks staatori magnetväljaga. Seega hakkab mootor pöörduma, muutes elektrienergia mehaaniliseks energiaks.
Libisemise kontseptsioon ja selle mõjutavad tegurid
Asünkroonmootori üks määratlevaid omadusi on 'Slip ' olemasolu - erinevus sünkroonkiiruse (pöörleva magnetvälja kiirus) ja tegeliku rootori kiiruse vahel. Elektromagnetilise induktsiooni toimumiseks on vaja libisemist; Ilma selleta ei eksisteeri suhtelist liikumist ja rootoris ei indutseerita voolu.
Slip sõltub erinevatest teguritest, sealhulgas koormustingimused, rootori takistus ja tarnesagedus. Kerge koormuse all on libisemine minimaalne, samas kui raskete koormuste all suureneb libisemine. Standardsete tööstuslike mootorite tüüpilised libisemisväärtused jäävad sõltuvalt konstruktsioonist ja rakendusest 0,5% kuni 6%.
Peamised konstruktsioonikomponendid
Staatori struktuur ja mähised
Staktor on asünkroonmootori statsionaarne osa ja on pöörleva magnetvälja allikana. See koosneb lamineeritud terasest südamikust koos pesadega, kus asuvad vase- või alumiiniumist mähised. Neid mähiseid saab levitada või kontsentreerida, sõltuvalt jõudlusnõuetest, kuludest ja tootmisprotsessidest.
Staatori südamiku lamineerimised on üksteisest isoleeritud, et vähendada pöörisvoolukadusid, mis parandab tõhusust. Kvaliteetsed isolatsioonimaterjalid ja täpsed mähistehnikad on kriitilise tähtsusega mootori pikaajalise usaldusväärsuse tagamiseks.
Rootori tüübid (oravapuur ja haavaroog)
Rootor on mootori pöörlev komponent, mis asub staatori sees. Rootoreid on kahte peamist tüüpi:
Oravapuuri rootor -see on kõige tavalisem rootori disain, mis koosneb alumiiniumist või vaskbaaridest, mis on mõlemast otsast lähivõrkutud juhtivate otsarõngastega. See on lihtne, vastupidav ja nõuab vähe hooldust.
Haavarõpus (libisemisrõngas) rootor -see disain kasutab libisemisrõngastega ühendatud kolmefaasilisi mähiseid, võimaldades väliste takistite sisestamise ajal rootori vooluringi sisestada. See pakub suuremat lähtemomenti ja paindlikumat kiiruse juhtimist, kuid nõuab rohkem hooldust.
Laagrid ja jahutussüsteemid
Laagrid toetavad rootori võlli, tagades sujuva pöörlemise ja joondamise. Sõltuvalt rakendusest võivad mootorid kasutada veeretavat elementi või varrukalaagreid. Korralik määrimine ja tihendamine on laagri elu pikendamiseks hädavajalik.
Jahutus on sama oluline, kuna mootorid tekitavad töö ajal soojust. Tavaliste jahutusmeetodite hulka kuuluvad avatud tilgakindel (ODP), täielikult suletud ventilaatoriga jahutusega (TEFC) ja vesijahutusega kujundused. Jahutus tagab, et mootor töötab ohutute temperatuuride piires, hoides ära isolatsiooni lagunemise ja pikendades kasutusaja.
Lähtemeetodid ja kontrollitehnoloogiad
Direct-On-line (DOL) algus
Asünkroonmootorite lihtsaim ja sirgjoonelisem lähtemeetod on otsene (DOL) algus. Selle lähenemisviisi korral on mootor ühendatud otse kogu toitepingega, võimaldades tal kohe välja töötada oma maksimaalse lähtemomendi. Kuigi see pakub kiiret ja usaldusväärset käivitamist, on peamine puudus väga kõrge sissetungivool, ulatudes sageli 6–8-kordse mootori nimivooluga. See voolu järsk tõus võib põhjustada elektrivõrgus pinge langusi, mõjutades potentsiaalselt teisi seadmeid. Lisaks kogeb mehaaniline süsteem kiire kiirenduse tõttu märkimisväärset stressi, mis võib põhjustada komponentide, näiteks haakeseadiste, rihmade ja käikude enneaegset kulumist. Nendele probleemidele vaatamata on DOL -i käivitamine laialdaselt kasutatud rakendustes, kus elektrisüsteem saab hakkama ja kus mehaaniline süsteem on stressi talumiseks piisavalt vastupidav.
Star-Delta redutseeritud pinge algus
DOL-i käivitamisega seotud kõrge lähtevoolu leevendamiseks kasutatakse tavaliselt tähe-delta (y-Δ) redutseeritud pinge käivitusmeetodit, eriti keskmise võimsusega asünkroonsete mootorite puhul. Algselt on staatori mähised ühendatud tähekonfiguratsioonis, mis vähendab tõhusalt iga mähise jaoks rakendatavat pinget umbes 58% -ni liinipingest. See pinge vähenemine vähendab lähtevoolu umbes kolmandikuni DOL-i lähtevoolust, vähendades mootori käivitamise ajal elektri- ja mehaanilist pinget. Kui mootor jõuab umbes 70–80% oma nimikiirusest, lülitub ühendus delta vastu, rakendades normaalseks tööks täisjoone pinget. See meetod tasakaalustab kulutõhusust ja jõudlust, kuna see nõuab ainult lihtsat lülitusmehhanismi ega nõua keerulist elektroonikat. Star-Delta käivitamine on aga vähem sobiv rakenduste jaoks, mis nõuavad kõrge lähtemomendi.
Pehmed starterid ja muutuva sagedusega draivid (VFD)
Kaasaegne mootorjuhtimine kasutab sageli elektroonilisi pehmeid startereid ja muutuva sagedusega draive (VFD -sid). Pehmed starterid suurendavad järk -järgult pinget, vähendades mehaanilist pinget ja elektrilist tõusu.
VFD -d lähevad kaugemale, kontrollides nii pinget kui ka sagedust, võimaldades täpset kiiruse reguleerimist, paremat tõhusust ja paremat protsessi juhtimist. Energiamahukates tööstusharudes on VFD-d hädavajalikud mootori jõudluse optimeerimiseks ja tegevuskulude vähendamiseks.
Jõudluse hindamise mõõdikud
Efektiivsus
Tõhusus mõõdab, kui tõhusalt muundab mootor elektrienergia mehaaniliseks energiaks. Kõrge efektiivsusega mootorid vähendavad energiatarbimist, madalamaid tegevuskulusid ja aitavad täita energiaeeskirju. Tõhusus sõltub sellistest teguritest nagu disaini kvaliteet, mähisetakistus ja südamiku kadu.
Energiategur
Võimsustegur tähistab faasi erinevust pinge ja voolu vahel. Asünkroonne mootorites on võimsustegur tavaliselt väiksem kui 1 (mahajäänud), mis tähendab, et need tõmbavad rohkem voolu kui puhtalt takistuslikud koormused. Võimsusteguri parandamine disaini täiustuste või kondensaatoripankade kaudu võib vähendada energiasüsteemi kahjusid.
Ülekoormusvõime
Ülekoormuse maht viitab mootori võimele käsitseda koormusi, mis ületavad selle nimivõimsust lühikese aja jooksul ilma kahjustusteta. See on kriitilise tähtsusega kõikuvate koormustega rakendustes, näiteks purustajad, konveierid ja kompressorid. Kõrge ülekoormusega mootorid pakuvad paremat vastupidavust ja operatiivset stabiilsust.
Järeldus
Asünkroonsed mootorid jäävad tööstusharjumuste tööhobuseks tänu nende vastupidavusele, kohanemisvõimele ja kulutõhususele. Nende tööpõhimõtete, struktuurikomponentide, lähtemeetodite ja jõudlusmõõdikute mõistmine võimaldab inseneridel ja operaatoritel valida iga rakenduse jaoks õige mootori, tagades usaldusväärse töö ja energiatõhususe.
Kvaliteetsete asünkroonsete mootorite ja edasijõudnute mootori juhtimislahenduste otsimisel paistab LAEG Electric Technologies silma usaldusväärse partnerina. Mootoridisaini, tootmise ja kohandatud insenerilahenduste teadmistega pakub LAEG Electric Technologies tooteid, mis vastavad kõrgeimatele jõudluse ja vastupidavuse standarditele.
Et uurida tipptasemel asünkroonset motoorset tehnoloogiat ja avastada kohandatud lahendusi oma tööstuslike vajaduste jaoks, külastage täna Laeg Electric Technologies.
