Τύποι ασύγχρονων κινητήρων, ποικιλίες, τι είναι οι κινητήρες

Οι κινητήρες AC, οι οποίοι χρησιμοποιούν το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο του στάτορα για τη λειτουργία τους, είναι σήμερα πολύ κοινές ηλεκτρικές μηχανές. Αυτοί από αυτούς στους οποίους η ταχύτητα του ρότορα διαφέρει από τη συχνότητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου του στάτορα ονομάζονται ασύγχρονοι κινητήρες.

Λόγω της μεγάλης χωρητικότητας των ενεργειακών συστημάτων και του μεγάλου μήκους των ηλεκτρικών δικτύων, η παροχή ενέργειας στους καταναλωτές πραγματοποιείται πάντα με εναλλασσόμενο ρεύμα. Επομένως, είναι φυσικό να επιδιώκουμε τη μέγιστη χρήση των ηλεκτροκινητήρων AC. Αυτό, φαίνεται, σας απαλλάσσει από την ανάγκη για πολλαπλές μετατροπές ενέργειας.

Δυστυχώς, οι κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος είναι σημαντικά κατώτεροι από τους κινητήρες συνεχούς ρεύματος ως προς τις ιδιότητές τους και ιδιαίτερα τη δυνατότητα ελέγχου, γι' αυτό και χρησιμοποιούνται κυρίως σε εγκαταστάσεις όπου δεν απαιτείται έλεγχος ταχύτητας.

Σχετικά πρόσφατα ελεγχόμενα συστήματα AC με σύνδεση κινητήρων AC μέσω μετατροπείς συχνότητας. 

Ένας επαγωγικός κινητήρας κλωβού σκίουρου είναι ένας περιστρεφόμενος μετασχηματιστής του οποίου η κύρια περιέλιξη είναι ο στάτορας και η δευτερεύουσα περιέλιξη είναι ο ρότορας. Υπάρχει ένα κενό αέρα μεταξύ του στάτορα και του ρότορα. Όπως σε κάθε πραγματικό μετασχηματιστή, κάθε πηνίο έχει επίσης τη δική του αντίσταση.

Όταν ο κινητήρας είναι συνδεδεμένος στο δίκτυο, δημιουργείται ένα μαγνητικό πεδίο στον στάτορα, το οποίο περιστρέφεται ταυτόχρονα με τη συχνότητα του δικτύου. Λόγω του φαινομένου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής υπό τη δράση του μαγνητικού πεδίου του στάτορα στις ηλεκτρικά κλειστές περιελίξεις του ρότορα, ηλεκτρική ενέργεια.

Το επαγόμενο ηλεκτρικό ρεύμα στον ρότορα θα δημιουργήσει το δικό του μαγνητικό πεδίο το οποίο αλληλεπιδρά με το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο του στάτορα. Ως αποτέλεσμα, ο ρότορας αρχίζει να περιστρέφεται και μια μηχανική ροπή ανάλογη με το ρεύμα του στάτη εμφανίζεται στον άξονα του κινητήρα.

Μοντέλο τομής τριφασικού επαγωγικού κινητήρα

Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα ενός ασύγχρονου κινητήρα είναι ότι λόγω της αλληλεπίδρασης των πεδίων του στάτορα και του ρότορα, η ταχύτητα περιστροφής του άξονα του κινητήρα είναι ελαφρώς μικρότερη από τη συχνότητα του δικτύου τροφοδοσίας. Η διαφορά μεταξύ της συχνότητας του δικτύου και της ταχύτητας περιστροφής ονομάζεται γλιστρώντας.

Οι ασύγχρονοι κινητήρες χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορους τομείς της οικονομίας και της παραγωγής λόγω της απλότητας κατασκευής τους και της υψηλής αξιοπιστίας τους. Εν τω μεταξύ, υπάρχουν τέσσερις κύριοι τύποι επαγωγικών κινητήρων:

• μονοφασικός ασύγχρονος κινητήρας σκίουρου-κλωβού.

• διφασικός κινητήρας επαγωγής σκίουρου-κλουβιού.

• τριφασικός ασύγχρονος κινητήρας σκίουρου-κλουβί.

• τριφασικός ασύγχρονος κινητήρας περιέλιξης-ρότορα.

Ένας μονοφασικός επαγωγικός κινητήρας περιέχει μόνο ένα τύλιγμα στάτορα που λειτουργεί, στο οποίο παρέχεται εναλλασσόμενο ρεύμα ενώ ο κινητήρας λειτουργεί.Αλλά για να ξεκινήσει ο κινητήρας, υπάρχει μια πρόσθετη περιέλιξη στον στάτορα του, η οποία συνδέεται για λίγο στο δίκτυο μέσω ενός πυκνωτή ή επαγωγής ή είναι βραχυκυκλωμένο. Αυτό είναι απαραίτητο για να δημιουργηθεί μια αρχική μετατόπιση φάσης, έτσι ώστε ο ρότορας να αρχίσει να περιστρέφεται, διαφορετικά το παλλόμενο μαγνητικό πεδίο του στάτορα δεν θα ωθούσε τον ρότορα στη θέση του.

Ο ρότορας ενός τέτοιου κινητήρα, όπως οποιοσδήποτε επαγωγικός κινητήρας σκίουρου-ρότορα, είναι ένας κυλινδρικός πυρήνας με χυτευμένα κανάλια αλουμινίου, με πτερύγια εξαερισμού σε συνδυασμό με χύτευση. Ένας τέτοιος ρότορας κλωβού σκίουρου ονομάζεται ρότορας κλωβού σκίουρου. Οι μονοφασικοί κινητήρες χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές χαμηλής ισχύος, όπως ανεμιστήρες δωματίου ή μικρές αντλίες.

Οι διφασικοί κινητήρες επαγωγής είναι πιο αποδοτικοί όταν λειτουργούν σε μονοφασικό δίκτυο AC. Περιέχουν δύο περιελίξεις στάτορα που βρίσκονται κάθετα και η μία από τις περιελίξεις συνδέεται απευθείας με το δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος και η δεύτερη μέσω ενός πυκνωτή μετατόπισης φάσης, έτσι λαμβάνεται ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο και χωρίς πυκνωτή, ο ίδιος ο ρότορας θα δεν κινούνται.

Αυτοί οι κινητήρες διαθέτουν επίσης ρότορα σκίουρου-κλωβού και η εφαρμογή τους είναι πολύ ευρύτερη από αυτή του μονοφασικού. Υπάρχουν πλέον πλυντήρια και διάφορα πλυντήρια. Οι διφασικοί κινητήρες για τροφοδοσία από μονοφασικά δίκτυα ονομάζονται κινητήρες πυκνωτών, επειδή ο πυκνωτής μετατόπισης φάσης είναι συχνά αναπόσπαστο μέρος τους.

Ένας τριφασικός επαγωγικός κινητήρας περιέχει τρεις περιελίξεις στάτορα σε μετατόπιση μεταξύ τους, έτσι ώστε όταν συνδέονται σε ένα τριφασικό δίκτυο, τα μαγνητικά τους πεδία να μετατοπίζονται στο χώρο μεταξύ τους κατά 120 μοίρες.Όταν ένας τριφασικός κινητήρας συνδέεται σε ένα τριφασικό δίκτυο AC, παράγεται ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο που οδηγεί τον ρότορα του κλωβού.

Οι περιελίξεις του στάτορα ενός τριφασικού κινητήρα μπορούν να συνδεθούν σε σύνδεση αστέρα ή τριγώνου και απαιτείται υψηλότερη τάση για την τροφοδοσία του κινητήρα σε σύνδεση αστέρα από ό,τι σε σύνδεση τριγώνου, και επομένως δύο τάσεις καθορίζονται στον κινητήρα για παράδειγμα: 127 / 220 ή 220/380. Οι τριφασικοί κινητήρες είναι απαραίτητοι για την οδήγηση διαφόρων μηχανημάτων κοπής μετάλλων, βαρούλκων, δισκοπρίονων, γερανών κ.λπ.

Ένας τριφασικός ασύγχρονος κινητήρας με ρότορα φάσης έχει στάτορα παρόμοιο με τους τύπους κινητήρων που περιγράφονται παραπάνω, ένα πολυστρωματικό μαγνητικό κύκλωμα με τρεις περιελίξεις τοποθετημένες στα κανάλια του, αλλά οι ράβδοι αλουμινίου δεν χύνονται στον ρότορα φάσης και το πλήρες - Η τριφασική περιέλιξη φάσης έχει ήδη τοποθετηθεί σύνδεση αστεριού… Τα άκρα αστέρι της περιέλιξης του ρότορα φάσης οδηγούνται σε τρεις δακτυλίους ολίσθησης που είναι τοποθετημένοι στον άξονα του ρότορα και ηλεκτρικά απομονωμένοι από αυτόν.

1 — περίβλημα με πλέγματα, 2 — βούρτσες, 3 — πινελιά με υποδοχές βούρτσας, 4 — πείρος στερέωσης βούρτσας, 5 — βούρτσες καλωδίων, 6 — μπλοκ, 7 — μονωτικό χιτώνιο, 8 — δακτύλιοι ολίσθησης, 9 — εξωτερικό κάλυμμα ρουλεμάν, 10 — μπουλόνι για τη στερέωση του κιβωτίου και των καπακιών ρουλεμάν, 11 — θωράκιση πίσω άκρου, 12 — πηνίο ρότορα, 13 — θήκη πηνίου, 14 — πυρήνας ρότορα, 15 — πηνίο ρότορα, 16 — θωράκιση στο μπροστινό άκρο, 7 — εξωτερικό κάλυμμα ρουλεμάν, 18 — αεραγωγοί, 19 — πλαίσιο, 20 — πυρήνας στάτορα, 21 — εσωτερικά καρφιά καλύμματος ρουλεμάν, 22 — επίδεσμος, 23 — εσωτερικό κάλυμμα ρουλεμάν, 21 — ρουλεμάν, 25 — άξονας, 26 — συρόμενοι δακτύλιοι, 27 — περιελίξεις ρότορα

Μια τριφασική τάση AC παρέχεται στους δακτυλίους μέσω βουρτσών και η σύνδεση μπορεί να γίνει τόσο απευθείας όσο και μέσω ρεοστάτη. Φυσικά, οι κινητήρες με περιστροφικούς κινητήρες είναι πιο ακριβοί, αλλά οι δικοί τους Ροπή εκκίνησης υπό φορτίο είναι σημαντικά υψηλότερο από αυτό των τύπων κινητήρων με κλωβό σκίουρου. Λόγω της αυξημένης ισχύος και της υψηλής ροπής εκκίνησης, αυτός ο τύπος κινητήρα έχει βρει εφαρμογή σε κίνηση ανελκυστήρων και γερανών, δηλαδή εκεί όπου η συσκευή ξεκινά υπό φορτίο και όχι στο ρελαντί.

Διαβάστε περισσότερα για αυτόν τον τύπο κινητήρα εδώ: Ασύγχρονοι ηλεκτροκινητήρες με τυλιγμένο ρότορα

Δείτε επίσης: Πώς διαφέρουν οι επαγωγικοί κινητήρες από τους σύγχρονους κινητήρες