Структурни облици асинхроних мотора
Спољашњи структурни облици асинхрони мотори одређују се начином уградње мотора и обликом његове заштите од утицаја околине. Нормалне перформансе мотора ногу су широко распрострањене (слика 1, а). У овом случају, осовина мотора мора бити хоризонтална. Мотори са прирубницама (слика 1, б) се широко користе за хоризонталне и вертикалне инсталације.
Такође производе инлине индукционе моторе који немају оквир, крајње штитове, осовину. Елементи таквог мотора су уграђени у делове тела машине, а вратило мотора је једно од вратила машине (често вретено), а лежиште је тело машинског склопа, на пример, глава за млевење (сл. . 2).
Мотори специјалног дизајна су широко распрострањени у иностранству, укључујући моторе малих радијалних димензија и велике дужине, као и моторе са дисковима, посебно са статором у облику цилиндра и прстенастим спољним ротором. Користе се и мотори, када су укључени, ротор, који има облик конуса, креће се у аксијалном правцу, развијајући значајну силу потиска.
Ова сила се користи за отпуштање механичке кочнице која делује на осовину мотора након што је мотор искључен из мреже. Поред тога, користе се бројни дизајни мотора са причвршћеним мењачима, мењачима и механичким варијаторима који обезбеђују глатку регулацију.
Пиринач. 1. Пројектовање асинхроних мотора
Недостатак коришћења мотора са посебним дизајнерским облицима је тешкоћа у њиховој замени у случају несреће. Неисправан електромотор не треба заменити, већ поправљати, а машину за време поправке радити у празном ходу.
За погон машина користе се мотори са различитим облицима заштите животне средине.
Оклопљени мотори имају решетке које покривају вентилационе отворе на крајњим штитовима. Ово спречава да страни предмети уђу у мотор и такође спречава да радник додирује ротирајуће делове и делове под напоном. Да би се спречило да капљице течности падају одозго, мотори су опремљени отворима за вентилацију према доле или окомито.
Пиринач. 2. Уграђени мотор за млевење
Међутим, када такав електромотор ради у радионици, његов вентилатор заједно са ваздухом усисава прашину, прска расхладну течност или уље, као и ситне честице челика или ливеног гвожђа, које, држећи се изолације намотаја и вибрирају под утицајем наизменичног магнетног поља, брзо истрошити изолацију.
Затворени мотори, чији крајњи екрани немају отворе за вентилацију, имају поузданију заштиту од утицаја околине. Такви мотори, истих димензија као и заштићени, због слабијег хлађења имају мању снагу.Са истим снагама и брзинама, затворени електромотор је 1,5-2 пута тежи од заштићеног и, сходно томе, његова цена је већа.
Жеља за смањењем величине и цене затворених мотора довела је до стварања затворених електромотора са дувањем. Такав електромотор има спољашњи вентилатор монтиран на крају осовине мотора насупрот погонском крају и прекривен поклопцем. Овај вентилатор дува око кућишта мотора.
Мотори вентилатора су знатно лакши и јефтинији од затворених. За погон машина за сечење метала најчешће се користе дувани мотори. Мотори са другим облицима заштите животне средине се релативно ретко користе за погон машина за сечење метала. Конкретно, затворени електромотори се понекад користе за погон машина за млевење.
Електромотори су пројектовани за стандардне напоне од 127, 220 и 380 В. Исти мотор се може прикључити на мреже различитих напона, на пример на мреже напона 127 и 220 В, 220 и 380 В. са два напона, тј. намотај статора електромотора је повезан у троугао, за већи - у звезду. Струја у намотајима електромотора и напон у њима биће исти у оба случаја са овим укључивањем. Осим тога, производе електромоторе од 500 В, статори су им стално повезани у звезду.
Асинхрони кавезни мотори који се користе у многим индустријама производе се са називном снагом од 0,6-100 кВ по синхроне брзине 600, 750, 1000, 1500 и 3000 о/мин.
Попречни пресек жица намотаја електромотора зависи од величине струје која тече кроз њега. Са већом струјом, намотај мотора ће имати већу запремину.Попречни пресек магнетног кола је пропорционалан величини магнетног флукса. На овај начин се мере електромотора одређују израчунатим вредностима струје и магнетног флукса или називног обртног момента електромотора. Називна снага мотора
где П.н — називна снага, кВ, Мн- називни момент, Н • м, нн- називна брзина, о/мин.
Називна снага за исту величину мотора расте како се повећава његова називна брзина. Због тога су електромотори мале брзине већи од брзих мотора исте снаге.
Приликом брушења малих рупа, потребне су веома велике брзине вретена за брушење да би се постигле адекватне брзине сечења. Дакле, приликом брушења точком пречника 3 мм брзином од само 30 м / с, брзина вретена треба да буде једнака 200.000 обртаја у минути. При великим брзинама вретена, сила стезања може се нагло смањити. Истовремено, брушење точкова и савијање трна се смањују, а обрада површине и прецизност обраде се повећавају.
У вези са наведеним, индустрија користи бројне моделе тзв. Електрична вретена са брзинама ротације од 12.000-144.000 о/мин и више. Електровретено (слика 3, а) је брусно вретено на котрљајућим лежајевима са уграђеним високофреквентним кавезним мотором. Ротор мотора се налази између два лежаја на крају вретена насупрот брусном колу.
Пиринач. 3. Електровретена
Статор електричног вретена је састављен од електро челичног лима. На њега се поставља биполарни калем.Ротор мотора при брзинама до 30.000-50.000 обртаја у минути се такође бира од лима и испоручује се са конвенционалним краткоспојним намотајем. Они имају тенденцију да смање пречник ротора што је више могуће.
Избор типа лежаја је од посебног значаја за рад електровретена. Обично се користе прецизни куглични лежајеви, који раде са преднапрезањем створеним помоћу калибрираних опруга. Такви лежајеви се користе за брзине ротације које не прелазе 100.000 обртаја у минути.
Аеростатски лежајеви се широко користе у индустрији (слика 3, б). Осовина 1 високофреквентног електромотора ротира се у лежајевима 3 подмазаним ваздухом. Аксијално оптерећење апсорбује ваздушни јастук између краја вратила и потпорног лежаја 12, на који је осовина притиснута под притиском ваздуха који се доводи у унутрашњост кућишта кроз отвор 14 за хлађење мотора. компримовани ваздух пролази кроз филтер и улази кроз фитинг 10 у комору 11. Одавде, кроз канал 9 и кружни жлеб 8, ваздух пролази у канал 7 и комору 6. Одатле ваздух улази у лежиште. јаз. Ваздух се доводи до левог лежаја кроз цеви 5 и канале 4 у кућишту мотора.
Издувни ваздух се испушта кроз канале 13. Ваздушни јастук у зазору носећег лежаја настаје проласком ваздуха из коморе 11 кроз лежај од порозног угљеничног графита. Сваки лежај има конусни месинг. У њега је утиснута карбонска графитна облога чије су поре испуњене бронзом. Пре покретања електровретена, доводи се ваздух и формирају се ваздушни јастуци између вретена и чаура. Ово елиминише трење и хабање лежајева током покретања.Након тога, мотор се укључује, брзина ротора 2 достиже номиналну брзину за 5-10 с. Када је мотор искључен, ротор 2 ради 3-4 минута. Да би се ово време смањило, користи се електрична кочница.
Употреба ваздушних јастука драстично смањује губитке трења у електричном вретену, потрошња ваздуха је 6-25 м3/х.
Коришћена су и електровретена на лежајевима са течним подмазивањем. Њихов рад захтева континуирану циркулацију уља под високим притиском, иначе загревање лежајева постаје неприхватљиво.
Производња високофреквентних електромотора захтева прецизну израду појединачних делова, динамичко балансирање ротора, прецизну монтажу и обезбеђивање стриктне уједначености зазора између статора и ротора. Фреквенција струје која напаја високофреквентни електромотор се бира у зависности од потребне брзине електромотора:
где је нАко је синхрона фреквенција ротације електромотора, о/мин, ф фреквенција струје, Хз, п је број полова, пошто је п = 1, онда
При синхроним брзинама ротације електричних вретена од 12.000 и 120.000 о/мин, фреквенција струје треба да буде једнака 200 и 2000 Хз, респективно.
За напајање високофреквентних мотора користе се специјални генератори. На сл. 4 приказује трофазни синхрони индукциони генератор. Статор генератора има широке и уске прорезе. Намотај поља, који се налази у широким прорезима статора, напаја се једносмерном струјом. Магнетно поље проводника овог калема је затворено кроз зупце статора и избочине ротора као што је приказано на сл. 4 са испрекиданом линијом.
Када се ротор ротира, магнетно поље које се креће дуж избочина ротора прелази завоје намотаја наизменичне струје који се налази у уским прорезима статора и индукује наизменичну е. итд. ц) Учесталост овог е. итд. в. зависи од брзине и броја ушију ротора. Електромоторне силе изазване истим флуксом у намотајима намотаним у пољу поништавају једна другу услед предстојеће активације калемова. Намотаји поља се напајају помоћу исправљача који је прикључен на мрежу. Статор и ротор имају магнетна језгра направљена од лима од електро челика.
Пиринач. 4. Високофреквентни индукциони генератор
Генератори описаног дизајна производе се за називну снагу од 1 до 3 кВ и фреквенције од 300 до 2400 Хз. Генераторе покрећу асинхрони мотори са синхроном брзином од 3000 о/мин.
Индукциони генератори са повећаном фреквенцијом почињу да се замењују полупроводничким (тиристорским) претварачима. У овом случају обично пружају могућност промене фреквенције струје и самим тим могућност подешавања брзине ротације електромотора. Ако се током такве регулације напон одржава константним, онда се врши константна регулација снаге. Ако се однос напона и фреквенције струје (а самим тим и магнетног флукса мотора) одржава константним, онда се регулација врши константним при свим брзинама дуго времена дозвољеног обртног момента.
Предности погона са тиристорским фреквентним претварачем и асинхроним кавезним мотором су висока ефикасност и једноставност употребе. Недостатак је и даље висока цена.У машинству се највише препоручује коришћење таквог погона за високофреквентне моторе. Експериментални погони овог типа створени су у нашој земљи.
Двофазни асинхрони мотори мале снаге се често користе у извршним погонима машина алатки. Статор таквог мотора има два намотаја: намотај поља 1 и контролни намотај 2 (слика 5, а). Ротор 4 у кавезу са веверицом има велики активни отпор. Оса намотаја су окомите једна на другу.
Пиринач. 5. Шема двофазног асинхроног мотора и његове карактеристике
Напони Ул и У2 се примењују на намотаје. Када је кондензатор 3 спојен на коло завојнице 2, струја у њему премашује струју у калему 1. У овом случају се формира ротирајуће елиптично магнетно поље и ротор 4 веверице почиње да се окреће. Ако смањите напон У2, смањиће се и струја у калему 2. То ће довести до промене облика елипсе обртног магнетног поља, која постаје све издуженија (сл. 5, б).
Мотор елиптичног поља се може посматрати као два мотора на једном вратилу, један који ради са пулсирајућим пољем Ф1, а други са кружним пољем Ф2. Ф1 мотор пулсирајућег поља се може замислити као два идентична индукциона мотора кружног поља повезана да се ротирају у супротним смеровима.
На сл. 5, ц приказује механичке карактеристике 1 и 2 асинхроног мотора са кружним обртним пољем и значајним активним отпором ротора при ротацији у различитим правцима. Механичка карактеристика 3 једнофазног мотора може се конструисати одузимањем момената М карактеристика 1 и 2 за сваку вредност н.При било којој вредности н, обртни момент једнофазног мотора са високим отпором ротора се зауставља. Механичка карактеристика мотора кружног поља је представљена кривом 4.
Механичка карактеристика 5 двофазног мотора може се конструисати одузимањем момената М карактеристика 3 и 4 при било којој вредности н. Вредност н0 је брзина ротације двофазног асинхроног мотора при идеалној брзини у празном ходу. Подешавањем струје напајања намотаја 2 (сл. 5, а) могуће је променити нагиб карактеристике 4 (слика 5, в), а самим тим и вредност н0. На овај начин се врши контрола брзине двофазног асинхроног мотора.
Када се ради са високим вредностима клизања, губици у ротору постају прилично значајни. Из тог разлога, разматрана регулација се користи само за помоћне погоне мале снаге. За смањење времена убрзања и успоравања користе се двофазни асинхрони мотори са шупљим ротором. У таквом мотору ротор је алуминијумски шупљи цилиндар танких зидова.