Načelo delovanja AC motorjev

AC motor je naprava, ki pretvarja električno energijo iz izmeničnega toka v mehansko energijo. V glavnem je sestavljen iz elektromagnetnega navitja ali porazdeljenega statorskega navitja, ki se uporablja za ustvarjanje magnetnega polja, skupaj z rotirajočo armaturo ali rotorjem. Motor deluje na podlagi načela, da na tuljavo,-ki teče tok, deluje sila v magnetnem polju, ki povzroči, da se vrti. AC motorji so razvrščeni v dve vrsti: sinhroni AC motorji in indukcijski motorji [1].

Navitja statorja tri{0}}faznega motorja na izmenični tok so v bistvu tri tuljave, ki so med seboj oddaljene za 120 stopinj in so povezane v konfiguraciji trikot ali zvezda. Pri uporabi tri{3}}faznega toka se v vsaki tuljavi ustvari magnetno polje, kombinacija teh treh polj pa ustvari vrtljivo magnetno polje.

AC motorji so sestavljeni iz statorja in rotorja in se delijo na dve vrsti: sinhroni AC motorji in indukcijski motorji. Obe vrsti motorjev ustvarjata vrtljivo magnetno polje s prehajanjem izmeničnega toka skozi navitje statorja, vendar navitje rotorja sinhronskih motorjev na izmenični tok običajno zahteva enosmerni tok (vzbujalni tok) iz vzbujalnika; Po drugi strani pa indukcijski motorji ne zahtevajo, da tok teče skozi navitje rotorja.

Navitje statorja tri{0}}faznega motorja na izmenični tok je v bistvu sestavljeno iz treh tuljav, ki so med seboj oddaljene za 120 stopinj in so povezane v obliki trikotnika ali zvezde. Pri uporabi tri{3}}faznega toka se v vsaki tuljavi ustvari magnetno polje, ta tri magnetna polja pa se združijo in tvorijo vrtljivo magnetno polje. Tok dopolni polno vibracijo in vrtljivo magnetno polje se zavrti natanko enkrat. Zato je število vrtljajev rotacijskega magnetnega polja N=60f. V formuli je f močna frekvenca.

AC motorje lahko razdelimo na sinhrone motorje in asinhrone motorje (znane tudi kot asinhroni motorji) glede na hitrost vrtenja rotorja. Ne glede na velikost obremenitve je hitrost rotorja sinhronskega motorja vedno enaka hitrosti vrtilnega magnetnega polja, zato to hitrost imenujemo sinhrona hitrost. Kot je navedeno zgoraj, je odvisno samo od frekvence napajanja. Hitrost asinhronih motorjev ni konstantna, odvisna je od velikosti bremena in napajalne napetosti. Obstajata dve vrsti tri{4}}faznih asinhronih motorjev: tisti brez usmernikov in tisti z usmerniki. Velika večina asinhronskih motorjev, ki se uporabljajo v praksi, so indukcijski motorji brez usmernikov (čeprav imajo vzporedni in zaporedni tri-fazni asinhronski usmerniški motorji prednosti nastavljive hitrosti v velikem razponu in visok faktor moči), njihova hitrost pa je vedno nižja od sinhronske hitrosti.

 

Glavni namen

Delovna učinkovitost AC elektromotorjev je visoka, brez dima, vonja, onesnaževanja okolja in nizkega hrupa. Zaradi niza prednosti se pogosto uporablja na različnih področjih, kot so industrijska in kmetijska proizvodnja, transport, nacionalna obramba, komercialni in gospodinjski aparati, medicinska električna oprema itd.

 

Načelo delovanja

Indukcijski motor, znan tudi kot asinhroni motor, se nanaša na rotor, ki je postavljen v vrteče se magnetno polje in pridobi vrtilni moment pod delovanjem vrtljivega magnetnega polja, zaradi česar se rotor vrti.

Videz in notranja struktura indukcijskega motorja. Rotor je vrtljiv prevodnik, običajno v obliki veveričje kletke. Stator je nerotacijski del elektromotorja, katerega glavna naloga je ustvarjanje rotacijskega magnetnega polja. Rotirajočih magnetnih polj ni mogoče doseči z mehanskimi metodami. Toda namesto tega se na več parov elektromagnetov uporablja izmenični tok, zaradi česar se lastnosti njihovih magnetnih polov ciklično spreminjajo, kar je enakovredno rotacijskemu magnetnemu polju. Ta tip motorja nima ščetk ali kolektorskih obročev kot enosmerni motorji. Glede na vrsto uporabljenega izmeničnega toka obstajajo enofazni-motorji in tri-fazni motorji. Enofazni motorji se uporabljajo v napravah, kot so pralni stroji in električni ventilatorji; Trifazni elektromotorji se uporabljajo kot napajalna oprema v tovarnah. Z relativnim gibanjem med vrtljivim magnetnim poljem, ki ga ustvarja stator (s sinhrono hitrostjo n1) in navitjem rotorja, navitje rotorja prereže magnetno indukcijsko linijo in ustvari inducirano elektromotorno silo, s čimer ustvari induciran tok v navitju rotorja. Inducirani tok v navitju rotorja sodeluje z magnetnim poljem, da ustvari elektromagnetni navor, ki povzroči vrtenje rotorja. Ko se hitrost rotorja postopoma približuje sinhroni hitrosti, se inducirani tok postopoma zmanjšuje, ustrezno pa se zmanjšuje tudi ustvarjeni elektromagnetni navor. Ko asinhroni motor deluje v stanju motorja, je hitrost rotorja nižja od sinhrone hitrosti. Za opis razlike med hitrostjo rotorja n in sinhrono hitrostjo n1 je uvedeno razmerje zdrsa

 

 

Nadzorna strategija

Z razvojem tehnologije močnostne elektronike, tehnologije mikroelektronike, tehnologije digitalnega krmiljenja in teorije krmiljenja so lahko dinamične in statične značilnosti pogonskih sistemov izmeničnega toka popolnoma primerljive s pogonskimi sistemi enosmernega toka. AC pogonski sistemi so bili široko uporabljeni in zamenjava enosmernega pogona z AC pogonom je postopoma postala realnost.

Zaradi dejstva, da so motorji na izmenični tok sami po sebi zapleteni objekti z nelinearnostjo, več spremenljivkami, močno sklopitvijo, časovno-spremenljivimi parametri in velikimi motnjami, je bil njihov učinkovit nadzor vedno vroča raziskovalna tema tako doma kot v tujini, zato so bile predlagane različne strategije in metode nadzora. Med njimi klasično linearno krmiljenje ne more premagati vpliva obremenitve,-velikih sprememb parametrov modela in nelinearnih dejavnikov, kar ima za posledico nizko učinkovitost krmiljenja; Tudi vektorsko krmiljenje in neposredno krmiljenje navora imata nekaj težav: v zadnjih letih so z razvojem sodobnega krmiljenja in teorije inteligentnega krmiljenja napredni krmilni algoritmi uporabljeni pri krmiljenju AC motorjev in so dosegli določene rezultate [2].

Metoda regulacije modela stabilnega stanja

Običajno uporabljene krmilne sheme modela-stacionarnega stanja vključujejo nadzor-konstantnega razmerja v/f z odprto{1}}zanko (tj. konstantno=napetost/frekvenca) in nadzor-zdrsne frekvence z zaprto{5}}zanko.

(1) Nadzor razmerja konstantne napetosti in frekvence

Ta metoda je metoda krmiljenja-odprte zanke, ki se začne z osnovnim načinom krmiljenja spremenljive napetosti in pretvorbe frekvence ter ne vključuje povratne informacije o hitrosti. Zaradi dejstva, da pod nazivno frekvenco, če napetost ostane konstantna in se zmanjša samo frekvenca, bo pretok zračne reže prevelik, kar povzroči magnetno nasičenje in v hujših primerih izgorevanje motorja. Za vzdrževanje konstantnega magnetnega pretoka zračne reže se za krmiljenje uporablja konstantno razmerje med induciranim potencialom in frekvenco.

 

 

Pogoste napake

AC motorji so nagnjeni k okvaram med delovanjem zaradi trenja, vibracij, staranja izolacije in drugih razlogov. Če te napake pravočasno preverimo, odkrijemo in odpravimo, lahko učinkovito preprečimo nastanek nesreč.

Običajni pregled napak

1. Poslušajte zvok in natančno identificirajte točko napake. Če med delovanjem asinhronskega motorja na izmenični tok zaznate šibek "brneč" zvok brez kakršnih koli nihanj, je to normalen zvok. Če je zvok grob in ima ostre "brenčeče" ali "šikajoče" zvoke, je to predhodnik napake. Upoštevati je treba naslednje razloge:

(l) Vibracije in nihanje temperature motorja z ohlapnim železnim jedrom med delovanjem lahko povzročijo deformacijo pritrdilnih vijakov železnega jedra, kar povzroči ohlapne pločevine iz silicijevega jekla in ustvarja močan elektromagnetni šum.

(2) Zvok, ki ga proizvaja vrtenje rotorja, ki ga ustvarja hladilni ventilator, je "wuwu" zvok. Če je zvok "dongdong" podoben trkanju bobna, je to posledica popuščanja prileganja med jedrom rotorja in gredjo zaradi pospeševalnega navora motorja med nenadnim zagonom, zaustavitvijo, vzvratnim zaviranjem in drugimi situacijami s spremenljivo hitrostjo. Blage primere je mogoče še naprej uporabljati, hude primere pa je mogoče razstaviti za pregled in popravilo.

(3) Med delovanjem motorja z ležajnim hrupom je treba biti pozoren na spremembe zvoka ležaja. Če se z enim koncem izvijača dotaknete pokrova ležaja in z drugim koncem ušesa, lahko slišite notranje spremembe zvoka motorja. Različni deli in napake imajo različne zvoke. Zvok "škripanja" je posledica neenakomernega gibanja kotalne pištole znotraj ležaja, kar je povezano z zračnostjo ležaja in stanjem mazalne masti. "Cičanje" je zvok kovinskega trenja, ki ga običajno povzroči pomanjkanje olja v ležaju zaradi obrabe. Ležaj je treba razstaviti in namazati z mastjo itd.

2. Z vohom ugotovite, ali okvarjeni motor med normalnim delovanjem nima vonja. Če zavohate kakršen koli vonj, je to znak napake, kot je vonj po zažganem, ki se oddaja pri žaru izolacije in se lahko celo kadi, ko se temperatura motorja poveča; Če je vonj po zažganem olju, je to večinoma posledica pomanjkanja olja v ležaju in vonja, ki nastane zaradi izhlapevanja olja in plina, ko se približuje stanju suhega mletja.

3. Uporabite otipni občutek, da preverite napake. Če se z roko dotaknete ohišja televizorja, lahko približno določite temperaturo. Če se ob dotiku ohišja motorja z roko počutite zelo vroče in je vrednost temperature visoka, preverite vzrok, kot je prekomerna obremenitev ali visoka napetost, in nato odpravite težavo na podlagi vzroka.