Princíp činnosti AC motorov

Striedavý motor je zariadenie, ktoré premieňa elektrickú energiu zo striedavého prúdu na mechanickú energiu. Primárne pozostáva z elektromagnetického vinutia alebo distribuovaného statorového vinutia používaného na generovanie magnetického poľa spolu s rotujúcou kotvou alebo rotorom. Motor funguje na princípe, že cievka s prúdom-vykonáva silu v magnetickom poli, čo spôsobuje jej otáčanie. Striedavé motory sú rozdelené do dvoch typov: synchrónne striedavé motory a indukčné motory [1].

Vinutia statora troj{0}}fázového striedavého motora sú v podstate tri cievky vzdialené od seba 120 stupňov, zapojené do trojuholníka alebo hviezdy. Keď sa aplikuje trojfázový prúd, v každej cievke sa generuje magnetické pole a kombinácia týchto troch polí vytvára rotujúce magnetické pole.

Striedavé motory pozostávajú zo statora a rotora a delia sa na dva typy: synchrónne striedavé motory a indukčné motory. Oba typy motorov generujú točivé magnetické pole prechodom striedavého prúdu cez vinutie statora, ale vinutie rotora synchrónnych striedavých motorov zvyčajne vyžaduje napájanie jednosmerným prúdom (budiacim prúdom) z budiča; Indukčné motory na druhej strane nevyžadujú, aby prúd prechádzal cez vinutie rotora.

Vinutie statora troj{0}}fázového motora na striedavý prúd sa v podstate skladá z troch cievok, ktoré sú od seba vzdialené 120 stupňov a sú spojené v tvare trojuholníka alebo hviezdy. Keď sa aplikuje trojfázový prúd, v každej cievke sa vytvorí magnetické pole a tieto tri magnetické polia sa spoja a vytvoria rotujúce magnetické pole. Prúd dokončí plnú vibráciu a rotujúce magnetické pole sa otočí presne raz. Preto je počet otáčok rotujúceho magnetického poľa za minútu N=60f. Vo vzorci je f výkonová frekvencia.

Striedavé motory možno rozdeliť na synchrónne motory a asynchrónne motory (známe aj ako asynchrónne motory) na základe rýchlosti otáčania rotora. Bez ohľadu na veľkosť zaťaženia je rýchlosť rotora synchrónneho motora vždy rovnaká ako rýchlosť rotujúceho magnetického poľa, preto sa táto rýchlosť nazýva synchrónna rýchlosť. Ako už bolo spomenuté vyššie, záleží len na frekvencii napájania. Otáčky asynchrónnych motorov nie sú konštantné, závisia od veľkosti záťaže a napájacieho napätia. Existujú dva typy troj{4}}fázových asynchrónnych motorov: motory bez usmerňovačov a motory s usmerňovačmi. Prevažná väčšina asynchrónnych motorov používaných v praktických aplikáciách sú indukčné motory bez usmerňovačov (aj keď paralelné a sériové troj-fázové asynchrónne usmerňovacie motory majú výhody nastaviteľných otáčok vo veľkom rozsahu a vysokého účinníka) a ich otáčky sú vždy nižšie ako synchrónne otáčky.

 

Hlavný účel

Pracovná účinnosť striedavých elektromotorov je vysoká, bez dymu, zápachu, znečistenia životného prostredia a nízkej hlučnosti. Vďaka svojim výhodám je široko používaný v rôznych oblastiach, ako je priemyselná a poľnohospodárska výroba, doprava, národná obrana, komerčné a domáce spotrebiče, lekárske elektrické zariadenia atď.

 

Pracovný princíp

Indukčný motor, tiež známy ako asynchrónny motor, označuje rotor, ktorý je umiestnený v rotujúcom magnetickom poli a získava rotačný krútiaci moment pôsobením rotujúceho magnetického poľa, čo spôsobuje rotáciu rotora.

Vzhľad a vnútorná štruktúra indukčného motora. Rotor je otočný vodič, zvyčajne v tvare klietky veveričky. Stator je nerotujúca časť elektromotora, ktorej hlavnou úlohou je generovať rotujúce magnetické pole. Rotujúce magnetické polia sa nedosahujú mechanickými metódami. Ale namiesto toho sa na niekoľko párov elektromagnetov aplikuje striedavý prúd, čo spôsobuje, že vlastnosti ich magnetických pólov sa cyklicky menia, čo je ekvivalentné rotujúcemu magnetickému poľu. Tento typ motora nemá kefy ani zberné krúžky ako jednosmerné motory. V závislosti od typu použitého striedavého prúdu existujú jednofázové motory a trojfázové -motory. Jednofázové motory sa používajú v zariadeniach, ako sú práčky a elektrické ventilátory; Trojfázové elektromotory sa používajú ako energetické zariadenia v továrňach. Relatívnym pohybom medzi rotujúcim magnetickým poľom generovaným statorom (so synchrónnou rýchlosťou n1) a vinutím rotora pretína vinutie rotora magnetickú indukčnú čiaru a generuje indukovanú elektromotorickú silu, čím generuje indukovaný prúd vo vinutí rotora. Indukovaný prúd vo vinutí rotora interaguje s magnetickým poľom a vytvára elektromagnetický krútiaci moment, ktorý spôsobuje otáčanie rotora. Keď sa otáčky rotora postupne približujú k synchrónnym otáčkam, indukovaný prúd postupne klesá a zodpovedajúcim spôsobom klesá aj generovaný elektromagnetický krútiaci moment. Keď asynchrónny motor pracuje v stave motora, rýchlosť rotora je nižšia ako synchrónna rýchlosť. Na popísanie rozdielu medzi rýchlosťou rotora n a synchrónnou rýchlosťou n1 je zavedený sklzový pomer

 

 

Stratégia kontroly

S rozvojom technológie výkonovej elektroniky, technológie mikroelektroniky, technológie digitálneho riadenia a teórie riadenia môžu byť dynamické a statické charakteristiky systémov pohonu AC plne porovnateľné so systémami pohonu jednosmerným prúdom. Systémy striedavého pohonu boli široko používané a nahradenie jednosmerného pohonu striedavým pohonom sa postupne stalo realitou.

Vzhľadom na skutočnosť, že striedavé motory sú vo svojej podstate zložité objekty s nelinearitou, viacerými premennými, silnou väzbou, časovo{0}}premenlivými parametrami a veľkými poruchami, ich efektívne riadenie bolo vždy horúcou témou výskumu na domácom aj medzinárodnom trhu a boli navrhnuté rôzne stratégie a metódy riadenia. Medzi nimi klasické lineárne riadenie nedokáže prekonať vplyv zaťaženia, veľké-zmeny parametrov modelu a nelineárne faktory, čo vedie k nízkej výkonnosti riadenia; Vektorové riadenie a priame riadenie krútiaceho momentu má tiež určité problémy: v posledných rokoch s rozvojom moderného riadenia a teórie inteligentného riadenia sa na riadenie striedavého motora aplikovali pokročilé riadiace algoritmy a dosiahli určité výsledky [2].

Metóda riadenia modelu ustáleného stavu

Bežne používané schémy riadenia modelu v ustálenom stave zahŕňajú -kontrolu konštantného pomeru v/f v otvorenom okruhu (t. j. =konštantu napätia a frekvencie) a uzavretú-reguláciu sklzovej frekvencie.

(1) Riadenie pomeru frekvencie konštantného napätia

Táto metóda je otvorenou{0}}metodou riadenia, ktorá začína základným riadiacim režimom premennej konverzie napätia a frekvencie a nezahŕňa spätnú väzbu o rýchlosti. Vzhľadom na skutočnosť, že pod menovitou frekvenciou, ak napätie zostane konštantné a zníži sa iba frekvencia, bude tok vzduchovej medzery príliš veľký, čo spôsobí magnetickú saturáciu a v závažných prípadoch vyhorenie motora. Aby sa udržal konštantný magnetický tok vzduchovej medzery, na riadenie sa používa konštantný pomer indukovaného potenciálu k frekvencii.

 

 

Bežné chyby

AC motory sú náchylné na poruchy počas prevádzky v dôsledku trenia, vibrácií, starnutia izolácie a iných dôvodov. Ak sú tieto poruchy skontrolované, odhalené a včas odstránené, môžu účinne zabrániť vzniku nehôd.

Bežná kontrola porúch

1. Počúvajte zvuk a pozorne identifikujte miesto poruchy. Ak sa počas prevádzky striedavého asynchrónneho motora zistí slabé "bzučanie" bez akýchkoľvek výkyvov, ide o normálny zvuk. Ak je zvuk hrubý a má ostré „bzučanie“ alebo „syčanie“, ide o predzvesť chyby. Mali by sa zvážiť tieto dôvody:

(l) Vibrácie a kolísanie teploty motora s uvoľneným železným jadrom počas prevádzky môžu spôsobiť deformáciu upevňovacích skrutiek železného jadra, čo má za následok uvoľnenie plechov z kremíkovej ocele a generovanie veľkého elektromagnetického šumu.

(2) Zvuk produkovaný rotáciou rotora, ktorý generuje chladiaci ventilátor, je zvuk „wuwu“. Ak sa ozve zvuk „dongdong“ ako klopanie na bubon, je to spôsobené uvoľnením spojenia medzi železným jadrom rotora a hriadeľom v dôsledku akceleračného momentu motora pri náhlom štarte, zastavení, spätnom brzdení a iných situáciách s premenlivou rýchlosťou. Mierne puzdrá možno naďalej používať, zatiaľ čo ťažké puzdrá možno rozobrať na kontrolu a opravu.

(3) Počas prevádzky motora s hlukom ložísk je potrebné venovať pozornosť zmenám hluku ložísk. Dotknutím sa jedného konca skrutkovača na kryte ložiska a druhého konca na uchu je možné počuť vnútorné zmeny zvuku motora. Rôzne časti a poruchy majú rôzne zvuky. Zvuk „vŕzgania“ je spôsobený nepravidelným pohybom valiacej sa pištole vo vnútri ložiska, čo súvisí s vôľou ložiska a stavom mazacieho tuku. „Prískajúci“ zvuk je zvuk kovového trenia, zvyčajne spôsobený nedostatkom oleja v ložisku v dôsledku opotrebovania. Ložisko by sa malo rozobrať a namazať mazivom atď.

2. Pomocou čuchu analyzujte, či chybný motor počas normálnej prevádzky nezapácha. Ak zacítite akýkoľvek zápach, ide o poruchový signál, ako je zápach spáleniny, ktorý vychádza z izolačného grilovania a môže dokonca dymiť, keď sa teplota motora zvyšuje; Ak je cítiť zápach spáleného oleja, je to väčšinou spôsobené nedostatkom oleja v ložisku a zápachom spôsobeným odparovaním oleja a plynu pri približovaní sa k stavu suchého brúsenia.

3. Použite hmatový vnem na kontrolu chýb. Dotknutím sa krytu televízora rukou môžete približne určiť teplotu. Ak sa cítite veľmi horúco a hodnota teploty je vysoká, keď sa dotknete krytu motora rukou, mali by ste skontrolovať príčinu, ako je nadmerné zaťaženie alebo vysoké napätie, a potom problém vyriešiť na základe príčiny.