Asinchroniniai mikromotoriai

Paprastai elektros varikliai skirstomi į tris grupes: didelę, vidutinę ir mažos galios. Mažos galios varikliams (mes juos vadinsime mikromotoriais) viršutinė galios riba nėra nustatyta, paprastai keli šimtai vatų. Mikromotoriai yra plačiai naudojami buitiniuose prietaisuose ir prietaisuose (dabar kiekviena šeima turi keletą mikromotorių - šaldytuvuose, dulkių siurbliuose, magnetofonuose, grotuvuose ir kt.), Matavimo įrangoje, automatinėse valdymo sistemose, aviacijos ir kosmoso technologijose bei kitose žmogaus veiklos srityse.

Pirmieji nuolatinės srovės varikliai pasirodė XIX amžiaus 30-aisiais. 1856 m. Išradus vokiečių inžinieriui Siemens dviejų rankų keitiklį ir 1866 m. Atradus dinamoelektrinį principą, buvo padarytas didelis žingsnis kuriant elektrinius variklius. 1883 m. „Tesla“ ir 1885 m. „Ferrari“ savarankiškai išrado asinchroninį kintamos srovės variklį. 1884 m. „Siemens“ sukūrė komutatoriaus variklį su kintama srove su serijos sužadinimo apvija. 1887 m. Hazelwanderis ir Dolivo-Dobrovolsky pasiūlė voverės narvelio rotoriaus dizainą, kuris labai supaprastino variklio dizainą. 1890 m. Chitinas ir Leblancas pirmą kartą panaudojo fazių poslinkio kondensatorių.

Buitiniuose elektros prietaisuose elektros varikliai buvo pradėti naudoti 1887 m. - ventiliatoriuose, 1889 m. - siuvimo mašinose, 1895 m. - grąžtuose, nuo 1901 m. - dulkių siurbliuose. Tačiau iki šiol mikromotorių poreikis buvo toks didelis (šiuolaikinėje vaizdo kameroje naudojami iki šešių mikromotorių), kad atsirado specializuotų firmų ir įmonių jų plėtrai ir gamybai.

Vienfaziai asinchroniniai mikromotoriai yra labiausiai paplitęs tipas, jie atitinka daugumos prietaisų ir aparatų pavarų reikalavimus., pasižymi mažomis sąnaudomis ir triukšmo lygiu, dideliu patikimumu, nereikalauja priežiūros ir judančių kontaktų nėra.

Įtraukimas. Asinchroninis mikromotoris gali būti su viena, dviem ar trimis apvijomis. Vieno apvijos variklis neturi pradinio sukimo momento, o norint jį įjungti, reikia naudoti, pavyzdžiui, užvedimo variklį. Dviejų apvijų variklyje viena iš apvijų, vadinama pagrindine, yra tiesiogiai prijungta prie tinklo (1 pav.). Norėdami sukurti pradinį momentą kitoje pagalbinėje apvijoje, srovė turi būti poslinkio fazėje, palyginti su pagrindinės apvijos srove. Tam papildomas rezistorius yra įtrauktas į eilę su pagalbine apvija, kuri gali būti aktyvioji, indukcinė ar talpioji.

Dažniausiai kondensatorius įtraukiamas į pagalbinę apvijos tiekimo grandinę, tuo pačiu gaunant optimalų apvijų srovių fazinį kampą, lygų 90 ° (1.6 pav.). Kondensatorius, nuolat įtraukiamas į pagalbinės apvijos galios grandinę, vadinamas darbiniu. Jei užvedant variklį būtina užtikrinti padidintą sukimo momentą, tada lygiagrečiai su darbiniu kondensatoriumi S paleidimo metu įjungiamas pradinis kondensatorius Ca (1 pav., C). Po to, kai variklis įsibėgėja iki sukimosi greičio, paleidimo kondensatorius išjungiamas naudojant relę arba išcentrinį jungiklį. Praktiškai jie dažnai naudoja 1.6 paveikslo versiją.

Fazės poslinkio efektą galima gauti dirbtinai padidinant pagalbinės apvijos aktyviąją varžą. Tai pasiekiama arba įjungiant papildomą rezistorių, arba pagaminus pagalbinę apviją iš didelio atsparumo laido. Dėl padidėjusio pagalbinės apvijos kaitinimo, pastarasis išjungiamas paleidus variklį.Tokie varikliai yra pigesni ir patikimesni nei kondensatoriniai, nors jie neužtikrina 90 ° apvijų srovių fazės poslinkio.

Norėdami pakeisti variklio veleno sukimosi kryptį, į maitinimo grandinę reikia įtraukti pagalbinę apviją induktorius arba induktoriaus, dėl kurio srovė pagrindinėje apvijoje aplenks srovę pagalbinėje apvijoje. Praktiškai šis metodas yra retai naudojamas, nes fazės poslinkis yra nereikšmingas dėl pagalbinės apvijos varžos induktyvumo.

Dažniausiai tarp pagrindinių ir pagalbinių apvijų naudojamas fazės poslinkio metodas, kurį sudaro uždaromosios pagalbinės apvijos. Pagrindinė apvija turi magnetinį ryšį su pagalbine, taigi, kai pagrindinė apvija yra prijungta prie tinklo, EMM indukuojama pagalbinėje dalyje ir atsiranda srovė, atitraukianti fazę nuo pagrindinės apvijos srovės. Variklio rotorius pradeda suktis kryptimi nuo pagrindinės iki pagalbinės apvijos.

Trifazis trijų fazių asinchroninis variklis gali būti naudojamas vienfazis galios režimas. 2 pav. Parodytas trijų apvijų variklio įtraukimas pagal „žvaigždės“ ir „trikampio“ schemas vienfazis veikimas (Steinmets schema). Dvi iš trijų apvijų yra tiesiogiai sujungtos su tiekimo tinklu, o trečiasis yra prijungtas prie maitinimo įtampos per paleidimo kondensatorių. Norint sukurti reikiamą paleidimo momentą, su kondensatoriumi reikia nuosekliai sujungti rezistorių, kurio varža priklauso nuo variklio apvijų parametrų.

2 pav

Apvijos. Skirtingai nuo trijų apvijų asinchroninių variklių, kuriems būdingas simetriškas erdvinis išdėstymas ir tie patys apvijų parametrai ant statoriaus, vienfaziuose varikliuose pagrindinės ir pagalbinės apvijos turi skirtingus parametrus. Simetriškų apvijų griovelių skaičius poliuje ir fazėje gali būti nustatytas pagal išraišką: q = N / 2pm, kur N yra statoriaus griovelių skaičius; m yra apvijų (fazių) skaičius; p - polių skaičius. Esant asimetrinėms apvijoms, kiekvienos apvijos užimtų griovelių skaičius labai pasikeičia. Todėl pagrindinės ir pagalbinės apvijos turi skirtingą posūkių skaičių. Tipiškas pavyzdys yra 2 / 3-1 / 3 apvija (3 pav.), Kurioje 2/3 statoriaus tarpsnių užima pagrindinė dalis, o 1/3 - pagalbinė apvija.

3 pav

Statyba. Fig. 4 parodytas variklio su dviem koncentruotos arba ritės apvijomis, esančiomis statoriaus poliuose, skerspjūvis. Kiekvieną apviją (pagrindinę 1 ir pagalbinę 2) sudaro dvi ritės, esančios priešinguose poliuose. Ritės yra dedamos ant polių ir įkišamos į mašinos jungą, kuri šiuo atveju turi kvadrato formą. Iš darbinio oro tarpo pusės ritės yra laikomos specialiomis iškyšomis, kurios veikia kaip poliniai batai 3. Jų dėka darbinio oro tarpo magnetinio lauko indukcijos pasiskirstymo kreivė artėja prie sinusoido. Be šių išsikišimų nurodytos kreivės forma yra beveik stačiakampė. Kaip tokio variklio fazių poslinkio elementą, galite naudoti ir kondensatorių, ir rezistorių. Taip pat galite trumpai sujungti pagalbinę apviją. Tokiu atveju variklis paverčiamas asinchronine mašina su suskaidytais poliais.

4, 5 pav

Splitinių variklių varikliai dažniausiai naudojami dėl jų konstrukcinio paprastumo, didelio patikimumo ir mažų sąnaudų. Toks variklis taip pat turi dvi statoriaus apvijas (5 pav.). Pagrindinė apvija 3 pagaminta ritės pavidalu ir yra tiesiogiai sujungta su tiekimo tinklu. Pagalbinė apvija 1 yra trumpai sujungta ir joje yra nuo vieno iki trijų posūkių kiekviename poliuje. Jis apima dalį stulpo, kuris paaiškina variklio pavadinimą. Pagalbinė apvija yra pagaminta iš apvalios arba plokščios formos varinės vielos, kurios skerspjūvis yra keli kvadratiniai milimetrai, kuri lenkiama atitinkamos formos posūkiais. Tada apvijų galai sujungiami suvirinant.Variklio rotorius yra trumpai sujungtas, o jo galuose sumontuoti aušinimo pelekai, kurie pagerina šilumos išsiskyrimą iš statoriaus apvijų.

Skirstomųjų variklių suprojektuoti variantai parodyti 6 ir 7 pav. Iš esmės pagrindinė apvija rotoriaus atžvilgiu gali būti simetriškai arba asimetriškai. 6 pav. Parodyta variklio su asimetrine pagrindine apvija 5 konstrukcija (1 - montavimo anga; 2 - magnetinis šuntas; 3 - trumpojo jungimo apvija; 4 - montavimo ir derinimo angos; 6 - apvijos rėmas; 7 - jungė). Toks variklis turi reikšmingą magnetinio srauto išsibarstymą išorinėje magnetinėje grandinėje, todėl jo efektyvumas neviršija 10–15%, o jis pagamintas ne didesnei kaip 5–10 vatų galiai.

Pagaminamumo požiūriu variklis su simetriškai išdėstyta pagrindine apvija yra sudėtingesnis. Varikliuose, kurių galia 10-50 W, naudojamas sudėtinis statorius (7 pav., Kur: 1 - jungos žiedas; 2 - trumpojo jungimo žiedas; 3 - polius; 4 - voverės narvelio rotorius; 5 - magnetinis šuntas). Dėl to, kad variklio polius uždengia jungė, o apvijos yra išdėstytos magnetinės sistemos viduje, magnetinių sklaidų srautai yra daug mažesni, nei numatyta 6 pav. Variklio efektyvumas 15-25%.

6, 7 pav

8 pav

Norėdami pakeisti variklio apsisukimų skaičių padalytais poliais, naudokite kryžminio poliaus grandinę (8 pav.). Jame statoriaus apvijų polių skaičiaus perjungimas yra gana paprastas, nes norint pakeisti pakanka įjungti įtrauktas apvijas pagal įtrauktas apvijas. Varikliuose su padalijamais poliais taip pat naudojamas greičio reguliavimo principas, kurį sudaro apvijų ritių perjungimas iš eilės į lygiagrečią.

Pryadko A. D.

Taip pat skaitykite:Minato magnetinis variklis: ar yra magnetinės energijos ragenos kopija?