Vysvětlení principu činnosti indukčního motoru: Jak fungují asynchronní střídavé motory

Zapněte stolní chladicí ventilátor a lopatky se budou hladce otáčet, bez viditelných kartáčů nebo komutátoru. Uvnitř je malý střídavý motor, nejspíš indukční motor. Místo přivádění proudu přímo do rotoru vytváří motor proud rotoru magnetickou indukcí ze statoru. To je jádro principu činnosti indukčního motoru: rotující magnetické pole indukuje proud v rotoru a interakce mezi těmito dvěma poli vytváří točivý moment.

Co je indukční motor?

Indukční motor je střídavý elektromotor, ve kterém je krouticí moment vytvářen elektromagneticky indukovaným proudem rotoru. Stator je připojen ke střídavému napájení a vytváří točivé magnetické pole. Rotor, obvykle rotor s klecí nakrátko, má uzavřené obvody, ve kterých měnící se pole indukuje napětí. Protože proud protéká rotorem bez přímého elektrického kontaktu, nepotřebuje motor žádné kartáče, sběrací kroužky ani permanentní magnety.

Protože indukovaný proud závisí na relativním pohybu mezi rotorem a statorovým polem, rotor se nemůže otáčet přesně synchronní rychlostí. Rozdíl rychlostí se nazývá skluz. Proto je indukční motor označován také jako asynchronní motor. Pro širší přehled rodin motorů si přečtěte hlavní kategorie motorů .

Stator a rotor: Dvě základní části

Každý indukční motor má dvě aktivní součásti. Stator je stacionární jádro vyrobené z tenkých laminovaných ocelových plechů s měděným nebo hliníkovým vinutím umístěným ve štěrbinách. Jednofázové motory obvykle používají hlavní vinutí plus pomocné vinutí. Třífázové motory používají tři vinutí rozmístěná o 120 stupňů. Při použití střídavého proudu vytváří vinutí rotující magnetické pole, které prochází vzduchovou mezerou.

Rotor je rotační část. Nejběžnější konstrukcí je rotor s kotvou nakrátko, kde jsou hliníkové nebo měděné tyče zapuštěny do vrstveného jádra a zkratovány koncovými kroužky. To dává motoru jednoduché, robustní tělo, které se v okruhu rotoru neopotřebovává. U malých spotřebičů je jednoduchost rotoru s kotvou nakrátko jedním z hlavních důvodů, proč mají indukční motory dlouhou životnost.

Jak princip fungování indukčního motoru vytváří točivý moment

Faradayův zákon říká, že měnící se magnetické pole indukuje ve vodiči napětí. U indukčního motoru se točivé pole statoru rozprostírá po tyčích rotoru. Vodiče vidí měnící se tok, takže se indukuje napětí. Protože jsou tyče zkratovány přes koncové kroužky, proud protéká rotorem.

Podle Lenzova zákona indukovaný proud vytváří magnetické pole, které působí proti změně, která jej způsobila. Tento odpor má za následek mechanickou sílu na tyče rotoru. Síla je aplikována tangenciálně a motor se začne otáčet. Jednoduše řečeno, rotor nepřetržitě sleduje pole statoru.

Proč rotor nikdy nechytne pole

Pokud by rotor dosáhl synchronní rychlosti, pole statoru a rotor by se pohybovaly společně. Neexistoval by žádný relativní pohyb, žádné indukované napětí, žádný proud rotoru a žádný točivý moment. Proto rotor vždy běží o něco pomaleji než rotující pole. Tento malý rozdíl otáček umožňuje indukčnímu motoru udržovat točivý moment.

Synchronní rychlost a skluz

Rychlost točivého pole statoru se nazývá synchronní rychlost. Pro danou frekvenci střídavého proudu a počet pólů se vypočítá jako Ns = 120f / P, kde f je frekvence vedení v hertzech a P je počet pólů. Při 50 Hz se 2-pólové pole otáčí rychlostí 3000 ot./min a 4-pólové pole rotuje rychlostí 1500 ot./min. Při 60 Hz jsou otáčky 3600 ot./min a 1800 ot./min.

Skluz je definován jako s = (Ns - Nr) / Ns, kde Nr je skutečná rychlost rotoru. Naprázdno je skluz velmi malý. Při plném zatížení může mít typický malý motor prokluz o 3 až 6 procent. Pokud by byl skluz nulový, rotor by neměl důvod se otáčet, protože by se neindukoval žádný proud. To je důvod, proč indukční motor podle definice vždy běží pomaleji než rotující pole.

Jednofázové a třífázové indukční motory

Třífázové indukční motory jsou samospouštěcí, protože tři sady vinutí přirozeně generují rotující magnetické pole. Jsou široce používány v průmyslových čerpadlech, kompresorech a pohonech dopravníků. Účinnost a hustota výkonu těchto motorů jsou vysoké a řízení rychlosti může být doplněno frekvenčním měničem.

Jednofázové indukční motory jsou různé. Pouze s jedním vinutím pole statoru místo rotace pulsuje podél jedné osy, takže rotor se nemůže sám spustit. Standardním řešením je přidání pomocného vinutí a kondenzátoru pro vytvoření fázového posunu. V jednofázovém kondenzátorovém motoru zůstává kondenzátor v obvodu jak během spouštění, tak během provozu, což zlepšuje točivý moment a účinnost.

Toto provedení je běžné u chladicích ventilátorů a zařízení pro pohon vzduchu. Typickým příkladem je a stolní střídavý motor na studený vzduch s hliníkovým pláštěm který využívá vinutí s provozem kondenzátoru k zajištění stabilní rotace v sestavě ventilátoru.

Velkoobchodní střídavý motor YSY-1500-4 stolní hliníkový plášť se studeným vzduchem, 1500W Dodavatelé, Shengzhou Miduo Eletric Appliance Co., Ltd. je čínský velkoobchod YSY-1500-4 stolní hliníkový plášť se studeným vzduchem AC motor, 1500W továrna a YSY... Zobrazit produkt →

Kde najdete indukční motory v každodenních spotřebičích

Typickými aplikacemi jsou chladicí ventilátory, chladiče vzduchu, ventilátory topení, digestoře a odvlhčovače. Princip činnosti indukčního motoru poskytuje těmto produktům levný a spolehlivý způsob, jak natočit ventilátor nebo dmychadlo ze standardního střídavého proudu. Protože rotor je jednoduchý a bezkomutátorový, hlavní položky opotřebení jsou ložiska a izolace, nikoli elektrický obvod.

Ohřívací ventilátory

Aplikace s ventilátorem topení kladou vyšší požadavky na nepřetržité proudění vzduchu. Motor topení musí zvládat proud teplého vzduchu a stálé tepelné zatížení z výměníku tepla. Z tohoto důvodu mnoho ohřívačů používá a kondenzátorem poháněný motor topení pro udržení stabilní rychlosti ventilátoru během dlouhých provozních cyklů.

Velkoobchodní motor ohřívače s kondenzátorem YPY-8040, 2800 ot./min Dodavatelé, továrna Shengzhou Miduo Eletric Appliance Co., Ltd. je čínský velkoobchodní motor ohřívače kondenzátoru YPY-8040, továrna 2800 ot./min a přibližně YPY-8040... Zobrazit produkt →

Digestoře

Kuchyňské digestoře čelí mastnotě, vlhkosti a čisticím chemikáliím. A střídavý motor z olejových výparů zapouzdřený v plastu je v tomto prostředí často preferován, protože utěsněné plastové pouzdro udržuje olej a vlhkost mimo vinutí motoru. Je to praktický příklad toho, jak lze základní konstrukci indukčního motoru přizpůsobit náročnému použití spotřebiče.

Velkoobchodní dodavatelé plastových asynchronních motorů YYS120-4, továrna - Shengzhou Mid Shengzhou Miduo Eletric Appliance Co., Ltd. je čínský velkoobchodní výrobce plastových asynchronních motorů YYS120-4 a plastových asynchronních motorů YYS120-4... Zobrazit produkt →

Co zkontrolovat při výběru malého indukčního motoru

Při výběru motoru pro nový spotřebič začněte aplikací a poté ověřte elektrické a mechanické detaily. Princip činnosti vysvětluje základy, ale konečný produkt závisí na kvalitě výroby a výběru komponent.

• Jmenovité napětí a frekvence: ověřte, zda je motor navržen pro 110 V / 60 Hz, 230 V / 50 Hz nebo duální jmenovitý výkon.
• Otáčky rotoru a počet pólů: zkontrolujte otáčky naprázdno a jmenovité otáčky při zatížení a porovnejte skluz s cílem vaší aplikace.
• Typ a velikost kondenzátoru: kondenzátor ovlivňuje startovací moment, účinnost chodu a nárůst tepla. Použijte hodnotu určenou konstruktérem motoru.
• Ložisko a izolace: zvolte kvalitu ložiska a třídu izolace podle provozní teploty a předpokládané životnosti.
• Certifikace a testování: ověřte, že motor vyhovuje normám elektrické bezpečnosti a výkonu požadovaným na vašem cílovém trhu.

Otestujte motor v kompletním zařízení. Změřte nárůst teploty během několika hodin, poslouchejte abnormální hluk a ověřte, že rychlost zůstává při zatížení stabilní. Pokud porovnáváte možnosti z a dodavatele motorů , raději si vyžádejte míry a rozměrové výkresy, než abyste se spoléhali pouze na katalogová data.

Princip činnosti indukčního motoru je přímočarý: rotující pole statoru vytváří indukovaný proud rotoru a skluz udržuje tento proud při životě. Výsledkem je jednoduchý bezkomutátorový motor, který může roky spolehlivě sloužit ve ventilátorech, dmychadlech a domácích spotřebičích. Pochopení těchto základů vám pomůže vybrat správný motor a klást správné otázky během hodnocení dodavatele.