מיקרומוטורים אסינכרוניים

בדרך כלל, מנועים חשמליים מחולקים לשלוש קבוצות: הספק גדול, בינוני ונמוך. עבור מנועי הספק נמוך (נקרא להם מיקרו-מוטורים), הגבול העליון של ההספק אינו מוגדר, בדרך כלל כמה מאות וואט. המיקרו-מוטורים נמצאים בשימוש נרחב במכשירים ביתיים ובמכשירים (כיום לכל משפחה יש מספר מיקרו-מוטורים - במקררים, שואבי אבק, מכשירי הקלטה, נגנים וכו '), ציוד מדידה, מערכות בקרה אוטומטיות, תעופה וחלל וטכנולוגיות אחרות בתחום הפעילות האנושית.

מנועי DC הראשונים הופיעו בשנות השלושים של המאה ה- XIX. צעד גדול בפיתוח מנועים חשמליים נעשה כתוצאה מההמצאה בשנת 1856 על ידי מהנדס גרמני סימנס מתמר דו זרוע וגילוי העיקרון הדינמו-אלקטרי בשנת 1866. בשנת 1883, טסלה, ובשנת 1885, פרארי המציאה באופן עצמאי מנוע AC אסינכרוני. בשנת 1884, סימנס יצרה מנוע קומוטטור עם זרם חילופין עם עירור סדרה מתפתל. בשנת 1887 הציעו האזלוונדר ודוליבו-דוברולובסקי תכנון רוטור מסוג כלוב סנאי, מה שפשט מאוד את עיצוב המנוע. בשנת 1890 השתמשו צ'יטין ולבלאנק לראשונה בקבל משתנה שלב.

במכשירי חשמל ביתיים החלו להשתמש במנועים חשמליים בשנת 1887 - במאווררים, בשנת 1889 - במכונות תפירה, בשנת 1895 - במקדחות, מאז 1901 - בשואבי אבק. עם זאת, נכון להיום, הצורך במיקרו-מוטורס היה כה גדול (עד שישה מיקרו-מנוע משמשים במצלמת וידאו מודרנית), עד כי התעוררו חברות ועסקים המתמחים בפיתוח וייצור שלהם.

מיקרו-מוטורים אסינכרוניים חד-פאזיים הם הסוג הנפוץ ביותר, והם מספקים את הדרישות של רוב הכוננים החשמליים של מכשירים ומכשירים.המאופיין בעלות נמוכה ורמת רעש, אמינות גבוהה, אינם דורשים תחזוקה ואינם מכילים אנשי קשר נעים.

הכללה. מיקרומוטור אסינכרוני יכול להיות עם פיתול אחד, שניים או שלושה. למנוע יחיד מפותל אין מומנט התחלה ראשוני, וכדי להפעיל אותו אתה צריך להשתמש, למשל, במנוע מתחיל. במנוע דו-מפותל, אחד הסיבובים, הנקרא העיקרי, מחובר ישירות לאספקת החשמל (איור 1). כדי ליצור רגע התחלתי בהתפתלויות עזר אחרות, יש להזיז זרם בשלב ביחס לזרם המתפתל העיקרי. לשם כך, נגן נוסף נכלל בסדרות עם מתפתל העזר, שיכול להיות פעיל, אינדוקטיבי או קיבולי.

איור 1

לרוב, קבל כלול במעגל האספקה ​​של סלילת העזר, תוך השגת זווית הפאזה האופטימלית של הזרמים בפיתולים השווים ל- 90 ° (איור 1.6). קבל שכלול כל הזמן במעגל הכוח של סלילת העזר נקרא כוח עובד. אם בעת הפעלת המנוע יש צורך לספק מומנט התחלה מוגבר, אז במקביל לקבל העובד S, קבל ההפעלה Ca מופעל בזמן ההתחלה (איור 1, ג). לאחר שהמנוע מאיץ למהירות סיבוב, הקבל המתחיל מכובה באמצעות ממסר או מתג צנטריפוגלי. בפועל הם משתמשים לעתים קרובות בגרסה של איור 1.6.

ניתן להשיג את אפקט מעבר הבמה על ידי הגברה מלאכותית של ההתנגדות הפעילה של סלילת העזר. זה מושג באמצעות הפעלת נגן נוסף, או על ידי ייצור סלילה עזר מחוט בעל התנגדות גבוהה. בגלל החימום המוגבר של סלילת העזר, זה מכובה לאחר הפעלת המנוע.מנועים כאלה הם זולים יותר ואמינים יותר מאשר קבלים, אם כי הם אינם מספקים מעבר פאזה של הזרמים המתפתלים של 90 °.

כדי להפוך את כיוון הסיבוב של מוט המנוע, יש לכלול את סלילת העזר במעגל הכוח משרן או משרן, כתוצאה מכך הזרם במפתול הראשי יעלה על הזרם בסליל העזר. בפועל, לעתים נדירות משתמשים בשיטה זו, מכיוון שהחלפת השלבים אינה חשובה בגלל האופי האינדוקטיבי של ההתנגדות של סלילת העזר.

לרוב, נעשה שימוש בשיטת העברת פאזות בין הפיתולים הראשיים והעזריים, אשר מורכבת בסגירת פיתול העזר. לסיבוב הראשי יש חיבור מגנטי עם העזר, כך שכאשר הסיבוב העיקרי מחובר לאספקת החשמל, EMF נוצר בעזר ועולה זרם שמאחר לאחור בזרם של המתפתל הראשי בשלב. הרוטור המנוע מתחיל להסתובב בכיוון מהעיקרי לסיבוב העזר.

ניתן להשתמש במנוע אסינכרוני תלת-פאזי תלת-פאזי במצב כוח חד-פאזי. איור 2 מציג את הכללתו של מנוע תלת-מפותל בהתאם לתכניות "הכוכב" וה"משולש "בפעולה חד-פאזית (תוכנית Steinmets). שתיים משלושת הפיתולים מחוברים ישירות לרשת האספקה, והשלישית מחוברת למתח האספקה ​​דרך קבל ההתחלה. כדי ליצור את מומנט ההתחלה הדרוש, יש לחבר נגדית בסדרה עם הקבל, שההתנגדות שלו תלויה בפרמטרים של פיתולי המנוע.

איור 2

פיתולים. בשונה ממנועים אסינכרוניים תלת-סלילים, המאופיינים בסידור מרחבי סימטרי ובאותם פרמטרים של הפיתולים על הסטטור, במנועים חד-פאזיים, לסיבובי הראשי והעזר פרמטרים שונים. עבור פיתולים סימטריים ניתן לקבוע את מספר החריצים לקוטב ולבמה מתוך הביטוי: q = N / 14:00, כאשר N הוא מספר חריצי הסטטור; m הוא מספר הפיתולים (שלבים); p הוא מספר הקטבים. בהתפתלויות א-סימטריות מספר החריצים הכבושים על ידי כל סלילה משתנה משמעותית. לכן, לסיבובי הראשי והעזר יש מספר שונה של פניות. דוגמה אופיינית היא מתפתל 2 / 3-1 / 3 (איור 3), בו 2/3 מחריצי הסטטור תופסים על ידי הראשי ו- 1/3 הם סלילת העזר.

איור 3

בנייה. איור 4 מציג חתך רוחב של מנוע עם שני פיתולים מרוכזים או סלילים הממוקמים בקטבים של הסטטור. כל סלילה (עיקרית 1 ועזר 2) נוצרת על ידי שני סלילים הממוקמים בקטבים מנוגדים. הסלילים מונחים על הקטבים ומוכנסים לעול המכונה, שבמקרה זה יש צורה מרובעת. מהצד של פער האוויר העובד, הסלילים מוחזקים על ידי בליטות מיוחדות הפועלות כנעלי מוט 3. בזכותן עקומת החלוקה של אינדוקציה של השדה המגנטי בפער האוויר העובד מתקרבת לסינוסואיד. ללא בליטות אלה צורת העקומה שצוינה כמעט מלבנית. כאלמנט המעביר פאזה למנוע כזה, אתה יכול להשתמש גם בקבל וגם בנגד. אתה יכול גם לקצר את סלילת העזר. במקרה זה, המנוע מומר למכונה אסינכרונית עם קטבים מפוצלים.

איורים 4, 5

מנועי מוט מפוצלים נפוצים בעיקר בגלל הפשטות המבנית שלהם, האמינות הגבוהה והעלות הנמוכה שלהם. למנוע כזה יש שני פיתולים על הסטטור (איור 5). המתפתל הראשי 3 נעשה בצורת סליל ומחובר ישירות לרשת האספקה. סלילת עזר 1 היא במעגל קצר ומכילה סיבוב אחד לשלושה סיבובים לקוטב. הוא מכסה חלק מהעמוד, שמסביר את שם המנוע. מתפתל העזר עשוי מחוטי נחושת בעלי צורה עגולה או שטוחה עם חתך רוחב של כמה מילימטרים רבועים, המתכופף לסיבובים של הצורה המתאימה. ואז קצות הפיתולים מחוברים באמצעות ריתוך.הרוטור של המנוע עשוי במעגל קצר, וסנפי קירור מותקנים בקצותיו, המשפרים את הסרת החום מכיווני הסטטור.

אפשרויות תכנון למנועי מוט מפוצלים מוצגות באיורים 6 ו -7. באופן עקרוני ניתן יהיה לאתר את הפיתול העיקרי בצורה סימטרית או לא סימטרית ביחס לרוטור. איור 6 מציג את תכנון המנוע עם סלילה ראשית א-סימטרית 5 (1 - חור התקנה; 2 - שנט מגנטי; 3 - סלילה קצרה במעגל; 4 - חורי הרכבה ויישור; 6 - מסגרת מפותלת; 7 - עול). למנוע כזה יש פיזור משמעותי של שטף מגנטי במעגל המגנטי החיצוני, ולכן יעילותו אינה עולה על 10-15%, והוא מיוצר בהספק של לא יותר מ- 5-10 וואט.

מנקודת המבט של יכולת הייצור, מנוע עם סלילה ראשית הממוקמת סימטרית מורכב יותר. במנועים עם הספק של 10-50 וואט משתמשים בסטטור מורכב (איור 7, שם: 1 - טבעת עול; 2 - טבעת קצרה במעגל; 3 - מוט; 4 - רוטור כלוב הסנאי; 5 - שנט מגנטי). בשל העובדה כי מוטות המנוע מכוסים על ידי העול והפיתולים ממוקמים בתוך המערכת המגנטית, שטפי הפיזור המגנטיים הם הרבה פחות מאשר בתכנון באיור 6. יעילות המנוע 15-25%.

איורים 6, 7

 

איור 8

כדי לשנות את מהירות המנוע עם קטבים מפוצלים, השתמש במעגל חוצה מוט (איור 8). בתוכו, די פשוט להחליף את מספר זוגות הקטבים של סליל הסטטור, כדי לשנות את אשר די בהם כדי להפעיל את הפיתולים הכלולים בהתאם לסיבובים הכלולים. במנועים עם מוטות מפוצלים משתמשים גם בעקרון של בקרת המהירות, אשר מורכב בהחלפת סלילי המפותל מסדרה למקבילה.

פריאדקו א.

קרא גם:המנוע המגנטי של מינאטו: האם יש קרנית שפע של אנרגיה מגנטית?

Comments

[#1]

המאמר טוב. אתה יכול להוסיף פרטים.

[#2 ג'ין]

המחבר שיש לך טעות. פרארי במקום פאראדיי. או שאני טועה וזה היה למעשה פרארי