Maiņstrāvas motoru darbības princips

Maiņstrāvas motors ir ierīce, kas pārvērš elektrisko enerģiju no maiņstrāvas mehāniskajā enerģijā. Tas galvenokārt sastāv no elektromagnētiskā tinuma vai sadalīta statora tinuma, ko izmanto magnētiskā lauka ģenerēšanai, kopā ar rotējošu armatūru vai rotoru. Motors darbojas, pamatojoties uz principu, ka strāvu -nesošā spole magnētiskajā laukā iedarbojas uz spēku, liekot tam griezties. Maiņstrāvas motori tiek iedalīti divos veidos: sinhronie maiņstrāvas motori un asinhronie motori [1].

Trīsfāzu maiņstrāvas motora statora tinumi būtībā ir trīs spoles, kas atrodas 120 grādu attālumā viena no otras un ir savienotas trīsstūra vai zvaigznes konfigurācijā. Kad tiek pielietota trīs-fāzu strāva, katrā spolē tiek ģenerēts magnētiskais lauks, un šo trīs lauku kombinācija rada rotējošu magnētisko lauku.

Maiņstrāvas motori sastāv no statora un rotora, un tie ir sadalīti divos veidos: sinhronie maiņstrāvas motori un asinhronie motori. Abu veidu motori rada rotējošu magnētisko lauku, laižot maiņstrāvu caur statora tinumu, bet sinhrono maiņstrāvas motoru rotora tinumam parasti ir nepieciešama līdzstrāvas (ierosmes strāvas) padeve no ierosinātāja; Savukārt asinhronajiem motoriem nav nepieciešams, lai strāva tiktu izvadīta caur rotora tinumu.

Trīsfāzu maiņstrāvas motora statora tinums pamatā sastāv no trim spolēm, kas atrodas 120 grādu attālumā viena no otras un ir savienotas trīsstūra vai zvaigznes formā. Kad tiek pielietota trīs-fāzu strāva, katrā spolē tiek ģenerēts magnētiskais lauks, un šie trīs magnētiskie lauki apvienojas, veidojot rotējošu magnētisko lauku. Strāva pabeidz pilnu vibrāciju, un rotējošais magnētiskais lauks griežas tieši vienu reizi. Tāpēc rotējošā magnētiskā lauka apgriezienu skaits minūtē ir N=60f. Formulā f ir jaudas frekvence.

Maiņstrāvas motorus var iedalīt sinhronajos motoros un asinhronajos motoros (pazīstami arī kā asinhronie motori), pamatojoties uz rotora griešanās ātrumu. Neatkarīgi no slodzes lieluma sinhronā motora rotora ātrums vienmēr ir tāds pats kā rotējošā magnētiskā lauka ātrums, tāpēc šo ātrumu sauc par sinhrono ātrumu. Kā minēts iepriekš, tas ir atkarīgs tikai no barošanas avota frekvences. Asinhrono motoru ātrums nav nemainīgs, tas ir atkarīgs no slodzes lieluma un barošanas sprieguma. Ir divu veidu trīs-fāzu asinhronie motori: tie bez taisngriežiem un tie ar taisngriežiem. Lielākā daļa praktisko lietojumu asinhrono motoru ir asinhronie motori bez taisngriežiem (lai gan paralēlo un sērijas trīsfāzu asinhrono taisngriežu motoriem ir regulējama ātruma priekšrocības lielā diapazonā un liels jaudas koeficients), un to ātrums vienmēr ir mazāks par sinhrono ātrumu.

 

Galvenais mērķis

Maiņstrāvas elektromotoru darba efektivitāte ir augsta, bez dūmiem, smakas, vides piesārņojuma un zema trokšņa. Pateicoties virknei priekšrocību, to plaši izmanto dažādās jomās, piemēram, rūpnieciskajā un lauksaimnieciskajā ražošanā, transportēšanā, valsts aizsardzībā, komerciālajā un sadzīves tehnikā, medicīnas elektroiekārtās utt.

 

Darbības princips

Asinhronais motors, kas pazīstams arī kā asinhronais motors, attiecas uz to, ka rotors tiek novietots rotējošā magnētiskajā laukā un rotējošā magnētiskā lauka ietekmē iegūst rotācijas griezes momentu, izraisot rotora griešanos.

Asinhronā motora izskats un iekšējā struktūra. Rotors ir pagriežams vadītājs, parasti vāveres būra formā. Stators ir nerotējoša elektromotora daļa, kuras galvenais uzdevums ir radīt rotējošu magnētisko lauku. Rotējošie magnētiskie lauki netiek sasniegti ar mehāniskām metodēm. Bet tā vietā vairākiem elektromagnētu pāriem tiek pielietota maiņstrāva, izraisot to magnētisko polu īpašību cikliskas izmaiņas, tādējādi līdzvērtīgas rotējošam magnētiskajam laukam. Šāda veida motoriem nav birstes vai kolektoru gredzenu, piemēram, līdzstrāvas motoriem. Atkarībā no izmantotā maiņstrāvas veida ir vienfāzes -motori un trīs{7}}fāžu motori. Vienfāzes motori tiek izmantoti tādās ierīcēs kā veļas mašīnas un elektriskie ventilatori; Trīsfāzu elektromotori tiek izmantoti kā jaudas iekārtas rūpnīcās. Ar relatīvo kustību starp statora radīto rotējošo magnētisko lauku (ar sinhrono ātrumu n1) un rotora tinumu, rotora tinums pārgriež magnētiskās indukcijas līniju un ģenerē inducētu elektromotora spēku, tādējādi ģenerējot inducētu strāvu rotora tinumā. Inducētā strāva rotora tinumā mijiedarbojas ar magnētisko lauku, radot elektromagnētisko griezes momentu, izraisot rotora griešanos. Rotora ātrumam pakāpeniski tuvojoties sinhronajam ātrumam, inducētā strāva pakāpeniski samazinās, un attiecīgi samazinās arī radītais elektromagnētiskais griezes moments. Kad asinhronais motors darbojas motora stāvoklī, rotora ātrums ir mazāks par sinhrono ātrumu. Lai aprakstītu atšķirību starp rotora ātrumu n un sinhrono ātrumu n1, tiek ieviesta slīdes attiecība

 

 

Kontroles stratēģija

Attīstoties jaudas elektronikas tehnoloģijai, mikroelektronikas tehnoloģijai, digitālās vadības tehnoloģijai un vadības teorijai, maiņstrāvas piedziņas sistēmu dinamiskie un statiskie raksturlielumi var būt pilnībā salīdzināmi ar līdzstrāvas piedziņas sistēmām. Maiņstrāvas piedziņas sistēmas ir plaši izmantotas, un līdzstrāvas piedziņas aizstāšana ar maiņstrāvas piedziņu pakāpeniski ir kļuvusi par realitāti.

Sakarā ar to, ka maiņstrāvas motori pēc būtības ir sarežģīti objekti ar nelinearitāti, vairākiem mainīgajiem, spēcīgu savienojumu, laika-mainīgiem parametriem un lieliem traucējumiem, to efektīva vadība vienmēr ir bijusi aktuāla pētniecības tēma gan vietējā, gan starptautiskā mērogā, un ir ierosinātas dažādas vadības stratēģijas un metodes. Tostarp klasiskā lineārā vadība nevar pārvarēt slodzes ietekmi, lielas-mēroga izmaiņas modeļa parametros un nelineārus faktorus, kā rezultātā ir zema vadības veiktspēja; Arī vektora vadībai un tiešai griezes momenta kontrolei ir dažas problēmas: pēdējos gados, attīstoties modernai vadības un viedās vadības teorijai, maiņstrāvas motora vadībai ir pielietoti uzlaboti vadības algoritmi, kas ir sasnieguši noteiktus rezultātus [2].

Līdzsvara stāvokļa modeļa kontroles metode

Parasti izmantotās stabilā stāvokļa -modeļa vadības shēmas ietver atvērtas-cilpas konstantes v/f attiecības kontroli (ti, sprieguma/frekvences=konstante) un slēgtās-cilpas slīdēšanas frekvences kontroli.

(1) Pastāvīga sprieguma frekvences attiecības kontrole

Šī metode ir atvērta{0}}cilpas vadības metode, kas sākas no mainīga sprieguma un frekvences pārveidošanas pamata vadības režīma un neietver ātruma atgriezenisko saiti. Sakarā ar to, ka zem nominālās frekvences, ja spriegums paliek nemainīgs un tikai frekvence tiek samazināta, gaisa spraugas plūsma būs pārāk liela, izraisot magnētisko piesātinājumu un smagos gadījumos motora izdegšanu. Lai uzturētu nemainīgu gaisa spraugas magnētisko plūsmu, kontrolei tiek izmantota nemainīga inducētā potenciāla attiecība pret frekvenci.

 

 

Bieži sastopamas kļūdas

Maiņstrāvas motori darbības laikā ir pakļauti darbības traucējumiem berzes, vibrācijas, izolācijas novecošanas un citu iemeslu dēļ. Ja šīs kļūdas tiek pārbaudītas, atklātas un savlaicīgi novērstas, tās var efektīvi novērst negadījumu rašanos.

Bieža kļūdu pārbaude

1. Klausieties skaņu un uzmanīgi nosakiet bojājuma vietu. Maiņstrāvas asinhronā motora darbības laikā, ja tiek konstatēta vāja "buzzing" skaņa bez jebkādām svārstībām, tā ir normāla skaņa. Ja skaņa ir rupja un tai ir asas "zumšanas" vai "šņākšanas" skaņas, tas ir defekta priekštecis. Jāņem vērā šādi iemesli:

(l) Vibrācija un temperatūras svārstības motoram ar vaļīgu dzelzs serdi darbības laikā var izraisīt dzelzs serdes stiprinājuma skrūvju deformāciju, kā rezultātā silīcija tērauda loksnes ir vaļīgas un rodas liels elektromagnētiskais troksnis.

(2) Rotora rotācijas radītā skaņa, ko rada dzesēšanas ventilators, ir "wuwu" skaņa. Ja atskan "dongdong" skaņa, piemēram, klauvē pie bungas, to izraisa savienojuma atslābums starp rotora dzelzs serdi un vārpstu motora paātrinājuma griezes momenta dēļ pēkšņas iedarbināšanas, apstāšanās, atpakaļgaitas bremzēšanas un citās mainīga ātruma situācijās. Vieglos korpusus var turpināt lietot, savukārt smagos korpusus var izjaukt pārbaudei un remontam.

(3) Gultņu trokšņa motora darbības laikā ir jāpievērš uzmanība gultņa skaņas izmaiņām. Pieskaroties vienam skrūvgrieža galam uz gultņa vāka un otru galu pie auss, var dzirdēt motora iekšējās skaņas izmaiņas. Dažādām daļām un defektiem ir dažādas skaņas. "Čīkst" skaņu izraisa neregulāra rites pistoles kustība gultņa iekšpusē, kas ir saistīta ar gultņa klīrensu un smērvielas stāvokli. "Sīcošā" ​​skaņa ir metāla berzes skaņa, ko parasti izraisa eļļas trūkums gultņā nodiluma dēļ. Gultnis ir jāizjauc un jāieeļļo ar smērvielu utt.

2. Izmantojiet ožu, lai analizētu, vai bojātajam motoram normālas darbības laikā nav nekādas smakas. Ja jūtat kādu smaku, tas ir kļūdas signāls, piemēram, piedeguma smaka, kas izdalās siltināšanas grilēšanas laikā un var pat dūmot, palielinoties motora temperatūrai; Ja ir piedegušas eļļas smaka, tas galvenokārt ir saistīts ar eļļas trūkumu gultņā un smaku, ko izraisa eļļas un gāzes iztvaikošana, tuvojoties sausās malšanas stāvoklim.

3. Izmantojiet taustes sajūtu, lai pārbaudītu, vai nav kļūdu. Pieskaroties televizora korpusam ar roku, varat aptuveni noteikt temperatūru. Ja, pieskaroties ar roku motora korpusam, jūtaties ļoti karsts un temperatūras vērtība ir augsta, pārbaudiet cēloni, piemēram, pārmērīgu slodzi vai augstu spriegumu, un pēc tam novērsiet problēmu, pamatojoties uz cēloni.