Motoare electrice asincrone cu rotor bobinat

În prezent, motoarele asincrone reprezintă cel puțin 80% din toate motoarele electrice produse de industrie. Acestea includ motoare asincrone trifazate.

Motoarele electrice asincrone trifazate sunt utilizate pe scară largă în dispozitive de automatizare și telemecanică, dispozitive de uz casnic și medical, dispozitive de înregistrare a sunetului etc.

Avantajele motoarelor electrice asincrone

Utilizarea pe scară largă a motoarelor asincrone trifazate se datorează simplității proiectării lor, fiabilității în funcționare, proprietăților bune de funcționare, costurilor reduse și ușurinței de întreținere.

Dispozitivul motoarelor electrice asincrone cu rotor bobinat

Principalele părți ale oricărui motor cu inducție sunt partea staționară, statorul și partea rotativă, numită rotor.

Statorul unui motor cu inducție trifazat este format dintr-un circuit magnetic laminat presat într-un cadru turnat. Pe suprafața interioară a circuitului magnetic există canale pentru așezarea firelor de înfășurare. Aceste fire sunt părțile laterale ale bobinelor moi cu mai multe spire care formează cele trei faze ale înfășurării statorului.Axele geometrice ale bobinelor sunt deplasate în spațiu una față de alta cu 120 de grade.

Fazele de înfășurare pot fi conectate conform schemei stea sau triunghi in functie de tensiunea retelei. De exemplu, dacă pașaportul motorului indică tensiuni de 220/380 V, atunci cu o tensiune de rețea de 380 V, fazele sunt conectate printr-o „stea”. Dacă tensiunea de rețea este de 220 V, atunci înfășurările sunt conectate în „delta”. În ambele cazuri, tensiunea de fază a motorului este de 220 V.

Rotorul unui motor asincron trifazat este un cilindru realizat din foi ștanțate de oțel electric și montat pe un arbore. În funcție de tipul de înfășurare, rotoarele motoarelor asincrone trifazate sunt împărțite în rotoare cu veveriță și rotoare de fază.

La motoarele electrice asincrone de putere mai mare și la mașinile speciale de putere mică, rotoarele de fază sunt utilizate pentru a îmbunătăți proprietățile de pornire și reglare. În aceste cazuri, o înfășurare trifazată este plasată pe rotor cu axele geometrice ale bobinelor de fază (1) decalate în spațiu una față de alta cu 120 de grade.

Fazele înfășurării sunt legate în stea, iar capetele lor sunt legate prin trei inele colectoare (3) montate pe arborele (2) și izolate electric atât de arbore cât și unul de celălalt. Prin intermediul periilor (4), care sunt în contact de alunecare cu inelele (3), este posibilă includerea reostatelor de reglare (5) în circuitele înfăşurării de fază.

Un motor cu inducție cu rotor are proprietăți de pornire și reglare mai bune, dar se caracterizează printr-o masă, dimensiuni și costuri mai mari decât un motor cu inducție cu rotor cu colivie.

Principiul de funcționare a motoarelor electrice asincrone

Principiul de funcționare al unei mașini asincrone se bazează pe utilizarea unui câmp magnetic rotativ.Când o înfășurare trifazată a statorului este conectată la rețea, aceasta se rotește camp magnetica cărei viteză unghiulară este determinată de frecvența rețelei f și de numărul de perechi de poli ale înfășurării p, adică. ω1 = 2πf / p

Încrucișând firele înfășurărilor statorului și rotorului, acest câmp induce un EMF în înfășurări (conform legii inducției electromagnetice). Când înfășurarea rotorului este închisă, EMF-ul său induce un curent în circuitul rotorului. Ca urmare a interacțiunii curentului cu câmpul mic rezultat, se creează un moment electromagnetic.Dacă acest moment depășește momentul de rezistență al arborelui motor, arborele începe să se rotească și pune în mișcare mecanismul de lucru. De obicei, viteza unghiulară a rotorului ω2 nu este egală cu viteza unghiulară a câmpului magnetic ω1, care se numește sincron. De aici și numele motorului asincron, adică asincron.

Funcționarea unei mașini asincrone este caracterizată de alunecarea s, care este diferența relativă dintre vitezele unghiulare ale câmpului ω1 și ale rotorului ω2: s = (ω1-ω2) / ω1

Valoarea și semnul alunecării, în funcție de viteza unghiulară a rotorului față de câmpul magnetic, determină modul de funcționare al mașinii cu inducție. Deci, în modul inactiv ideal, rotorul și câmpul magnetic se rotesc la aceeași frecvență în aceeași direcție, alunecarea s = 0, rotorul este staționar în raport cu câmpul magnetic rotativ, EMF în înfășurarea sa nu este indusă, rotorul curentul și momentul electromagnetic al mașinii sunt zero. La pornire, rotorul este staționar în prima clipă de timp: ω2 = 0, s = 1. Practic, alunecarea în modul motor se schimbă de la s = 1 la pornire la s = 0 în regimul ideal de ralanti .

Când rotorul se rotește cu o viteză ω2> ω1 în sensul de rotație al câmpului magnetic, alunecarea devine negativă. Mașina intră în modul generator și dezvoltă cuplul de frânare. Când rotorul se rotește în direcția opusă direcției de rotație a polului magnetic (s> 1), mașina cu inducție comută în modul opus și dezvoltă, de asemenea, un cuplu de frânare. Astfel, în funcție de alunecare, se face distincția între modurile motorului (s = 1 ÷ 0), generatorul (s = 0 ÷ -∞) și modul opus (s = 1 ÷ + ∞). Modurile de comutație generator și contor sunt utilizate pentru a opri motoarele cu inducție.

Vezi si: Pornirea unui motor cu rotor bobinat