Асинхронды қозғалтқыштың құрылысы
МАЗМҰНЫ
Кіріспе
1. Асинхронды машинаның құрылысы және қозғалысқа келу принципі
2. Асихронды машиналардың артықшылықтары мен кемшіліктері
2.1 Асихронды машинаның магнит тізбегі
2.2 Асинхронды электр моторларды сынау
2.3 Асихронды және сихронды қозғалтқыштардың жүріс принципі
2.4 Асинхронды қозғалтқыштың жұмыс принципі
3. Асинхронды қозғалтқыштың құрылысы
4. Қысқа тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқыш
5. Бірфазалы асинхронды электр қозғалтқыштарының сипаттамасы
6. Үш фазалық айнымалы тоқтың асинхрондық қозғалушылары
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
Кіріспе
Ақсу ферроқорытпа завотындағы ЭлектроТехнология Лабораториясында өндірістік практиканы өттім. Бұл тақырыпты тандауымның себебі практика кезінде мен электр энергия саласындағы қолданылатын әр түрлі электрлік құрылғылармен таныстым, солардың ішінде асинхронды машиналар жайлы көп мағлұматтар алып, асинхронды машиналар туралы білімімді терендетіп оның қай салада не мақсатпен қолданылатыны жайлы білгім келді.
Жұмысымның теориялық бөлімінде барлық қажетті есептелулер сондай-ақ қоршаған ортаны қорғау мәселесі, өрт қауіпсіздігі,техника қауіпсіздігі және электр жұмыстарын жүргізу қауіпсіздігі қарастырылған.
Электр машиналары зауытта электр машиналары тағы басқалар әртүрлі өнеркәсіп салаларында, ауыл шаруашылығы, энергетикаға, авиация, көлік, дәрігерлікке, үй шарушалығында кең қолданылады, сонымен бірге метал кесетін станоктар, лоттар, конвейерлер, үрлегіштер, компрессорлар, желдеткіштердің мосы үшін қолданады.Электр машиналарында кең қолдану олардың биік энергетикалық көрсеткіштері, қызмет көрсетудің оралымдылықпен және басқаруды оңайлықпен шартталған.
Механикалық энергияны электр энергиясына айналдыратын машина генератор деп аталады. Электр энергиясын маханикалық энергияға электрқозғалтқыштарыдың жәрдемімен айналдырады. Кез келген электр машинасын генератор ретінде де, сондай-ақ қозғалтқыш ретінде де пайдалануға болады.
Асинхронды машиналар электр қозғаушылар ретінде үш фазалық токтардың негізінен қолданады. Электр қозғалтқыштардың бұл негізі түрлері болып саналады. Автоматты басқару жүйелеріндегі бір және екі фазалы басқарылатын асинхрондық қозғаушылар, асинхрондық техногенераторлар, сондай-ақ сельсиндерді кең қолданады.
Асихронды машиналар генератор режімінде де жұмыс жасай алады. Алайда, асихронды генераторларды электр энергиясының көзі ретінде қолданбайды, себебі олардың магнит өрісін қоздыратын өздерінің көздері жоқ болғандықтан, олардың көрсеткіштері өте жоғары және генераторлармен параллель жұмыс істей алады. Қуаты аз асихронды машиналарды генератор есебінде біліктің айналу жиілігін өлшеу үшін (тахногенератор) пайдаланылады.
Асихронды машина- бұл айнымалы токтың коллекторсыз машинасы. Оның қалыптасқан режімінде магнит өрісі энергияны түрлендіру процесіне араласады және оның роторы әр түрлі жылдамдықпен айналады.
Айнымалы токтың коллектор машиналары электр тұрмыстық құралдарда дәл қазір негізінен қолданылады.
Электр қозғағыштағы генератор және электр қозғағыштары, тиісті жерінде тұрақты токтың машиналары жылдамдық кеңінен реттеу сияқты қолданады: металл кесетін станоктар, жаймалау станы,электр көлігі және т.б.
1. Асинхронды машинаның құрылысы және қозғалысқа келу принципі.
Асинхронды машиналар айнымалы ток машиналарына жатады және олардың жалпы өндірістік орындалу асинхронды қозғалтқыш түрінде жасалады. Асинхронды машиналар элекетр техникалық құрылысы бойынша энергияны түрлендіргіш болып табылады, Асинхронды қозғалтқыштар құрылысының қарапайымдылығы мен жұмысының сенімділігі арқасында адамзат тіршілігінің, иінді біліктерді айналдыруға механикалық энергияны керек ететін қызметтердің бәрінде кеңінен пайдаланылып келеді.
Барлық электрқозғалтқыштардың ішінде ең көп тарағаны асхронды қозғалтқыштар болып табылады. Техникалық және электрқозғалқыштарының өте жоғары болғандықтан, электрқозғалтқыштың мұндай түрі, өндірісте және тұрмыста ең көп қолданыс тауып отыр. Асихронды электр қозғалтқыштар конструкциясы қарапайым, бағасы қымбат емес және өзіне қызмет етуге жоғары білімді маманды қажет етепейді. Қазіргі кезде көп қолданылып жүрген үш фазалы асихронды қозғалтқыштар бар. Оны ХIХ ғасырдың аяғында 1889 ж. М.О.Доливо-Доброволський ойлап тапқан болатын, алайда ол бүгінгі күнге дейін өзінің алғашқы белгілерін сақтады. Бұл фазалы асихронды қозғалтқыштар да өмірде кеңінен қолданылуда. Үш фазалы қозғалтқыштар халық шаруашылығының барлық салаларында қолданылады, бір фазалар-негізінен автоматика схемаларында, электр құралдарын, тұрмыстық машиналарды және тағы басқа жұмысқа қосуға пайдаланады. Өнеркәсіп шығаратын асихронды қозғалтқыштардың жұмыс кернеуі 127В-тан 10кВ-ке дейін, ал қуатты көбінесе 1,5кВт-тан аспайды.
Асихронды машиналар генератор режімінде де жұмыс жасай алады. Алайда, асихронды генераторларды электр энергиясының көзі ретінде қолданбайды, себебі олардың магнит өрісін қоздыратын өздерінің көздері жоқ болғандықтан, олардың көрсеткіштері өте жоғары және генераторлармен параллель жұмыс істей алады. Қуаты аз асихронды машиналарды генератор есебінде біліктің айналу жиілігін өлшеу үшін (тахногенератор) пайдаланылады.
Асинхронды машина негізінен екі бөліктен тұрады: қозғалмайтын бөлік - статордан және айналмалы бөлік - ротордан. Статормен ротордың арасында (0.2-3 мм) ауа саңылауы бар. Ауа саңылау үлкейген кезде қуат коэффициенті және қозғалтқыштың айналмалы күші азаяды.
Статордың өзекшесі жұқа электротехникалық болат табақтардан жиналады, ал орамасын жатқызу үшін арнайы ойықтар штампыланады.
Статор орамасымен бірге, машинаның қозғалмайтын табанына бекітіледі. Ротордың өзекшесіде электротехникалық болат табақтарынан жиналады да машинаның білігіне бекітіледі.
Ротордың құрылысына қарай асинхронды қозғалтқыш екі түрге бөлінеді: ротор қысқа тұйықталған және фазалы ротор бар. Статордың орамасы арқылы үш фазалы айнымалы ток өткен кезде айналмалы магнит өріс құрылады. Бұл өріс статормен ротордың арасындағы ауа салқындауында тиісті жиілікпен айналып ротордың орамасының өткізгіштіктерін кесіп өтеді. Орамада ЭҚК пайда болады, оның әсерімен орамада ток аға бастайды.
Ротор орамасының өткізгіштіктеріндегі ток пен статордың айналмалы магнит өрісінің арасындағы әрекеттесудің арқасында механикалық күш пайдалы болады, оның бағыты сол қол ережесі бойынша анықталады.
Асинхронды машинада ауа ағынымен бөлінген статор мен ротор бар. Оның белсенді бөліктері орамалар мен магниттік ядро (өзекше) болып табылады; барлық басқа бөліктер қажетті күшті, қатаңдықты, салқындатуды, айналу мүмкіндігін және т.б. қамтамасыз ететін құрылымдық болып табылады. Статор орамасы - үш фазалы (жалпы алғанда - көпфазалық) орама болып табылады, оның өткізгіштері статор шеңберінің айналасында біркелкі бөлінеді және фазалық түрде 120 ° бұрыштық қашықтықта жылжытылады. Статор орамасының фазалары стандартты үшбұрышты немесе жұлдызша схемаларына сәйкес қосылған және үш фазалы ток желісіне қосылған болып келеді. Пакеттегі магниттік өткізгішті құрастырудың негізгі әдісі шихталушы болып табылады.
Ротордың конструкциясына сәйкес асинхронды машиналар екі негізгі түрге бөлінеді: қысқа тұйықталған ротор мен фазалық ротор. Екі түрі да бірдей статорлық дизайнға ие және тек ротор орамасының дизайнынан ерекшеленеді. Ротордың магниттік ядросы статорлық магниттік тізбеге ұқсас - электрлі болат тақталардан жасалған.
Асинхронды машина - статор орамасының ток тудыратын магнит өрісінің айналу жиілігіне ротордың жылдамдығы тең емес (қозғалтқыш режимінде кем) электр қозғалтқышы. Бірқатар елдерде коллекторлық машиналар да асинхронды машиналар ретінде жіктеледі. Асинхронды машиналардың екінші атауы индукция болып табылады, бұл ротордың орамасындағы ток кернеудің статорға айналатын өрісі арқылы туындайды.
Асинхронды машиналар бүгінгі күні негізінен электр қозғалтқыштары ретінде пайдаланылатын және электр энергиясының негізгі түрлендіргіштері механикалық қуатқа айналатын электр машиналарының көпшілігін құрайды, олар көбінесе ақжелкенді индукциялық қозғалтқыштар болып табылады. Асинхрондық қозғалтқыштың принципі-статор орамасындағы ток айналмалы магнит өрісін жасайды. Бұл өріс магнит өрісі арқылы ротордың магнит өрісі сияқты бір бағытта айнала бастайтындай етіп өзара әрекеттесетін роторда ток береді. Ротордың айналу жылдамдығы магнит өрісінің айналу жылдамдығынан әрқашан сәл төмен егер жылдамдықтар тең болса, онда өріс ротордың ішінде ток соғуға кедергі болмайды және күш ротордың үстінде болмайды. Демек, асинхронды қозғалтқыш деген атау осыдан пайда болды (синхронды емес, айналу жиілігі магнит өрісінің жиілігіне сәйкес келеді).
Асинхронды қозғалтқыштар айнымалы ток машиналарына жатады және олардың жалпы өндірістік орыңдалуы асинхронды қозғалтқыш түрінде жасалады. Асинхронды машиналар электротехникалық құрылысы бойынша энергияны түрлендіргіш болып табылады, асинхронды генератор ретінде қосымша конструкциялық және сұлбалық өзгеріс кіргізбей жұмыс істей алмайды. Асинхронды қозғалтқышты ойлап тапқан орыс инженері М.О. Доливо-Добровольский болып саналады. (№ 51083 1889 жылы герман потенті). Асинхронды қозғалтқыштар құрлысының қарапайымдылығы мен жұмысының сенімділігі арқасында адамзат тіршілігінде, иінді біліктерді айнал-дыруға механикалық энергияны керекететін қызметтердің бәрінде кеңінен пайдаланылы Ауылшаруашылығында шаңды орта мен химиялық зиянды орталарда жұмыс жасай алатын бірден-бір электр қозғалтқыш осы асинхронды машина ғана.
Асинхронды қозғалтқыштарды, үшфазалы және бір фазалы электр желілеріне қосу үшін үшфазалы немесе бір фазалы етіп жасайды. Үшфазалы асинхронды қозғалтқыштар роторларының орамаларының түрлеріне қарай, фазалық немесе қысқа тұйыкталған роторлары асинхронды қозғалтқыштар деп бөледі. Ауылшаруашылығында, негізінде механикалық энергияның ең арзан әрі сенімді көзі ретінде қысқа тұйықталған роторлы асинхронды электроқозғалтқыштар қолданылады.
2. Асихронды машиналардың артықшылықтары мен кемшіліктері
Асинхрондық қозғалтқыштың басқа да машиналармен салыстырғанда, қысқа тұйықталған роторымен артықшылығы мен кемшіліктері:
Артықшылықтары.:
Өндірістің қарапайымдылығы.
Салыстырмалы арзандық.
Жұмыс кезінде жоғары сенімділік.
Төмен пайдалану шығыны.
Кез келген түрлендіргішсіз желіге қосылу мүмкіндігі (жылдамдықты реттеу қажет емес жүктемелер үшін).
Жоғарыда көрсетілген барлық артықшылықтар ротордың тізбегіндегі механикалық ажыратқыштардың болмауының салдары болып табылады және өнеркәсіпте пайдаланылатын электр қозғалтқыштардың көпшілігі қысқа тұйықталу роторлары бар асинхронды машиналар болып табылады.
Асинхронды қозғалтқыштың кемшіліктері қатаң сипаттамаға байланысты:
Шағын іске қосу сәті.
Айтарлықтай іске қосу тогы.
Желі жиілігіне тікелей қосылғанда және желі жиілігінің ең жоғары жылдамдығын шектегенде жылдамдықты басқарудың болмауы (AДКЗ үшін үш фазалы желіден 50 Гц - 3000 айн мин).
Электр магнитті сәттен кернеудің күшті тәуелділігі (кернеу 2 есе өзгерген кезде, айналым 4 есе өзгереді; ал айналым сәтте кернеуіне байланысты бірінші дәрежеде болады, бұл қолайлы).
Төмен қуат коэффициенті.
Жоғарыда келтірілген кемшіліктерді жоюға арналған ең керемет тәсіл - қозғалтқышты статикалық жиілікті түрлендіргіштен қуат алу.
2.1 Асихронды машинаның магнит тізбегі
Асихронды машинаның магнит жүйесі анық емес полюсті деп аталады, өйткені магнит полюстері анық көрсетілмеген. Машинаның магнит жүйесі статор және ротор өзекшелерінен тұрады да тармақталмаған, симметриялық магнит тізбек болып табылады.
Айқын кескінделген СМ магнит тармақталған симметриялық магнит жүйесі болып анықталып, 2р параллель тармақтан тұрады. Әр бір тармақталмаған магнит тізбегі болып анықталып бір қос полюстен тұрады.
Негізгі магнит ағыны Ф, магнит тізбекте тұйықталып келесі элементерден тұрады: ауа саңылауы, статор тістерінің қабаты, ротор тістерінің арқасы, статор арқасы және ротор полюсі. Магнит тізбектің әр бір аумағының магнит кернеулерінің соммасы бос жүріс режіміндегі қос полюске келетін қоздыру орамның МҚК анықталады (А) :
Fво = ∑ F = 2Fϭ + 2Fz1+2Fz2+2Fm+Fcl+Foб,
2.2 Асинхронды электр моторларды сынау
Электр машиналардың әрқайсысы көлеміне қарамай жөнделгеннен кейін алым-берім сынағынан өтеді. Сынақ кезінде өлшем аспаптарын таңдауда, өлшем сұлбасын жинауда, сыналатын электр машиналарын даярлауда, сынақ әдістемесі мен нормасын қоюда, сондай-ақ сынақ қорытындысын бағалағанда лайықты стандарттар мен нұсқауларды пайдаланылады. Машиналарды жөндеуден кейін сынау және жиналуын тексеру мын ретпен жүргізіледі:
Барлық орамалардың тұрқымен арадағы және өз арасындағы оқшаулағыштарының кедергісін тексеру;
Шығу ұштарының маркалануының дұрыстығын тексеру;
Орамалардың тұрақты токқа кедергісін өлшеу;
Фазалық роторы бар асинхронды электр моторлардың трансформациялау еселеуішін тексеру;
Бос жүріс тәжірбиесін өткізу;
Жоғарылатылған айналу жиілігінде сынау;
Орамаралық оқшаулағышты сынау;
Оқшаулағыштың электр төзімділігін сынау.
Жасалған жөндеу жұмысының сипаты мен көлеміне байланысты аталған жұмыстардың кейбіреуін орындаумен ғана шектеледі. Егер сынақ жөндеуге дейін ақауларды анықтау мақсатымен жүргізілсе, сынақ бағдарламасының бөліктерін атқару да жеткілікті.
Жөнделген электр машиналардың жұмысының сенімділігін анықтауда жөндеу жұмысының сапасын көрсететін негізгі көрсеткіштер, оның оқшаулағыштарының кедергілері мен қалыпты жүктемені көтеруге қабілеттілігі болып табылады. Сондықтан жөндеу әрекеттерінің технологиясы дұрыс сақталған кезде жөндеу тәжірибесінде, көп жағдайда электр машинаның оқшаулағышын сынау мен жөндеуден кейін жүктелімдік қабілетін тексерумен ғана шектеледі. Оқшаулағыштың кедергісін мегометрмен, ал жүктелім қабілеттілігін электромагниттік тежеуішпен сынайды. Жөнделген машиналардың орамаларын жасау барысында, технологиялық бір әрекеттен екінші әрекетке өткен сайын қажетті сынақты мегометрмен атқарады. Ораманы даярлау әрекетінің орындалуына байланысты және аяқтау азайтылып, қолданымдағы нормадағы көрсетілген шекті ең аз әрекеттерді орындағаннан кейін, орама элементтері оқшаулағышының кедергісінің төмендеуінен, жөндеудің келесі сатысында ораманың дайын боп қалған кезінде оқшаулағыштың тесілуін ақауды жөндеу үшін бұрынғы жасалған жұмыстың бәрін қайта жасауға тура келетіндігімен түсіндіруге болады. Сынақ кернеуі сынау барысында ақаулы бөлімді табуға оқшаулағыштың бүтін бөлігін зақымданбауға мүмкіншілік жасайтындай болуы керек. Сынақ жұмысының қатарына ораманы қанықтыру және кептіру оқшаулағыштың кедергісін өлшеу кіреді. Сонымен қатар, орама оқшаулағышының электрлік бекемдігін, жоғары кренек бере отырып сынайды.
2.3 Асихронды және сихронды қозғалтқыштардың жүріс принципі
Асихронды қозғалтқыштардың жүріс принципі айналмалы магнит өрісі құбылысын пайдалануға негізделген. Мейлі, үш біркелкі қозғалмайтын орауыш кеңістікте бір-бірінен 120º статор бойынша орналасқан делік.Орауыштар бірдей амплитудаға және фаза бойынша 2PI\3 бұрышына ығысқан токтармен қоректенеді және орауыштардың ортасына металдан жасалған барабар (ротор) орналастырсақ, ол шеңбер деңгейіне салынған өткізгіштермен жабықталса, онда осы өткізгіштерде индукцияланудың әсерінен ЭҚК және ток пайда болады.
Магнит өрісі сағат тілі бағытымен айналса, онда бұл барабанның (ротордың) оған қарам-қарсы бағытта айналуына теңбе-тең болып саналады. Осыны еске ала отырып, оң қол ережесін пайдаланып, барабан өткізгішіндегі пайда болған ток бағытын табасыз, ол барабанның жоғары бөлігінен ары қарац бағытталғал, ал төмен бөлігінде керісінше.
Содай кейін сол қол ережесін пайдаланып, барабандағы ток пен магнит өрісі арасындағы өзара байланыстылықтың тудырған күші арқасында барабанның магнит өрісі бағытында айналу қозғалысына көзімізді жеткіземіз. Орауыш арқылы қарағанда барабанның айналу жылдамдығы әр уақытта магнит өрісінің айналу жылдамдығынан кем, себебі бірдей бұрыштық жылдамдықпен айналса, онда барабан өткізгіштігінде индукцияланған ЭҚК жоғалады және сондай-ақ айналыс сәтін туғызатын күш те болмас еді.
Қарастырылған қарапайым қондырғы үш фазалық асихронды қозғалтқыштың жүріс принципін түсіндіреді. Аснхронды деген сөз грек тілінен алынған біруақыттылық емес деген ұғым береді, яғни өрістің және ротордың айналу жылдамдықтарының әртүрлі екендігі көрсетілген.
Қозғалмайтын орауыштардың ортасына айналмалы магнит өрісі аймағына орналасқан қолғалмалы өсіне бекітілген тұрақты токпен қоректендірілген электр магнитін қарастырайық. Электр магнитіне айналмалы сәт әсер етеді, магнит өрісінің әрбір айналысында электр бағытының кезеңдік түрде өзгеруі және электр магнитінің қозғалмалы жүйесінің инерциясы қозғалмай қалады.
Бірақ егер оны қандай болса да бір күштің көмегімен белгілі өрістің бұрыштық жылдамдығына жақын жылдамдықпен айналдырсақ, онда ол өзінің айналыс жылдамдығын жалғастыра беріп, айналыс жиілігімен бірдей болғанша айналады.
Қарастырып отырған осы құрылғы үш фазалы синхронды қозғалтқыштың жүріс принципін түсіндіреді. Синхронды деген грек сөзі біруақыттылықты білдіреді. Яғни айналмалы өріспен ротордың бірдей айналыс жиілігін көрсетеді.Электр машиналарда айналмалы магнит өрісін туғызу үшін магнит тізбегі құрылады. Статор машинаның қозғалмайтын бөлігі, ортасы қуыс цилиндр түрінде бір-бірінен оқшауланған электротехникалық болат қаңылтыр қабығынан құралады. Ротор-машинаның қозғалмалы бөлігі.
Асинхронды қозғалтқыштарда жалпы жағдайда цилиндр түрінде қабығынан жиналған және оның бетіне жасалған қуысқа орналасқан өткізгіш орамдары бар құрылғы. Синхронды қозғалтқыштар статорында өзгешелі жоқ, ол ротор орамдарында тұрақты ток беріледі немесе роторын тұрақты магниттен жасайды.
2.4 Асихронды қозғалтқыштың жұмыс принципі.
Асихронды қозғалтқыш құрылысының қарапайымдылығымен және пайдалануға ыңғайлылығымен ерекшеленеді. Айнымалы токтық кез келген машинася сияқты, асинхронды қозғалқышта басты екі бөліктен: статор мен ротордан тұрады. Машинаның қозғалмайтын бөлігі статор, ал қозғалмалы бөлігі ротор деп аталады. Кез келген электр машинасы сияқты асинхронды машина қозғалқыш режимінде де қолданылады. Елеулі кемшіліктері болғандықтан, асинхронды генераторлар іс жүзінде қолданылмайды. Сондықтан да біз асинхронды машиналардың қозғалтқыш режиміндегі жұмысын, яғни электр энергиясының механикалық энергияға айналу процестерін қарастыралық. Жоғарыда айтылғандай, әрбір көп фазалы айнымалы ток машинасының жүмысы айнымалы магнит өрісін пайдалануға негізделген. Айнымалы токтың көп фазалы орамасы айнымалы магнит өрісін туғызады, оның әрбір минуттағы айналу саны:
n1=60xf1p
Мұндағы f1-жиілік, р-жұп полюстерінің саны.
Егер ротор магнит өрісінің айналу жылдамдығына тең n2 жылдамдықпен айналса (n2=n1), яғни өріспен синхронды болса, онда бұл жылдамдық синхронды деп аталады. Егер ротордың жылдамдығы өрісітің айналу жылдамдығына тең болмаса (n2!=n1), онда бұл жылдамдық асинхронды деп аталады.
Асинхронды электрқозғалтқыш тек асинхронды жылдамдық нәтижесінде, яғни магнит өрісінің айналу жылдамдығы ротордың айналу жылдамдығына тең болмаған жағдайда ғана айналдырушы кезең туғызады.
Ротор жылдамдығының өріс жылдамдығынан айырмасы өте аз болуы мүмкін, біраз қозғалтқыштың жұмыс істеп тұрған кезінде оның барлық уақытта да өріс жылдамдығынан аз (n2˂n1) болуының принциптік маңызы зор. Асинхронды электр қозғалтқышының жұмысын Арго-Ленц деп аталатын қарапайым тетіктің жәрдемімен түсіндіруге болады. Тұрақты магнит полюстерінің N-S алдына оське бекітілген мыс диск орналастырылған. Егер тұтқаның жәрдемімен магнитті осінің айналасында айналдырсақ, онда мыс дискі де сол бағытта айнала бастайды. Мұның өзі магнитті айналдырғанда, оның өріс сызықтары солтүстік полюстен шығып, оңтүстік полюске ене тұйықталып, дискіні тесіп өткенде, онда құйынды тоқтарды индукциялайтындығымен түсіндіріледі. Құйынды токтардың магниттің магнит өрісімен әсерлесуінің нәтижесінде дискіні айналдыратын күш пайда болады. Ленц ережесі негізінде әрбір индукцияланған токтың бағыты оны тудырушы шамаға қарама-қарсы болады. Ленц ережесі негізінде әрбір индукцияланған токтың бағыты оны тудырушы шамаға қарама-қарсы болады. Сондықтан дискіде пайда болған құйынды токтар магниттің қозғалысын тоқтатуға тырысады, бірақ олай жасауға шамасы келмегендіктен, дискіні магниттің соңынан ілесетіндей айналдырады. Бұл жағдайда дискінің айналу жылдамдығы барлық уақытта магниттің айналу жылдамдығынан аз болады. Егер бұл жылдамдықтар әйтеуір бір себептен бірдей болса, онда магнит күш сызықтары дискіні қиып өтпеген болар еді, демек онда құйынды токтар да пайда болмас еді, яғни дискіні айналдыруға әсерін тигізетін күш те рпайда болмас еді.
Асинхронды қозғалтқыштарда тұрақты магнит үш фазалы ток желісіне жалғаннан үш фазалы статор орамасының тогы қыздыратын айналмалы магнит өрісімен алмастырылған. Статордың айналмалы магнит өрісі ротордың орама өткізгіштерін қиып өтеді де, олдар электр қозғаушы күшін индукциялайды. Егер ротор орамалары, әйтеуір бір кедергімен тұйықталған болса немесе қысқа тұйықталса, онда индукцияланған электр қозғаушы күштің әсерінен оның бойында ток жүреді. Ротор орамдағы ток пен статор орамадағы айналмалы магнит өрісінің өзара әсерлесуі нәтижесінде роторды айналдыратын айналдырушы кезең пайда болады.
Суретте ротордың шеңбер бөлігі түрінде орамасының бір өткізгіші бөлек көрсетілген. Статор өрісі ротор айналасында сағат тілінің бағытымен минутына n1 санын тең айналым жасацтын және кеңістікте айналатын солтүстік полюс N ротор орамасының өткізгішіне қарағанда солдан оңға қарай қозғалады, осының нәтижесінде, бұл өткізгіште оң қол ережесіне сайғһ, бақылаушыға қарай бағытталған электр қозғаушы күші индукцияланады. Егер ротор тұйықталған болсағ онда электр қозғаушы
Күштің әсерімен орам арқылы ток жүреді, оның бағыты да қарастырылып отырған өткізгіш үшін бақылаушыға қарай бағытталады.
Ротор орамасы өткізгішіндегі ток пен магнит өрісінің өзара әсерінің нәтижесінде, сол қол ережесі бойынша анықталатын бағытта қозғалтуға тырысатын немесе солдан оңға қарай айналатын, өріс бағытымен бағыттас F күші пайда болады. Осы электрмагниттік күштер роторды магнит өрісінің соңынан айналуға мәжбүр етеді.
Егер ротор орамасының өткізгішіне әсер ететін F күшті осы өткізгіштің ротор осінен қашықтығына көбейтсек, онда берілген өткізгіштегі токтың әсерінен туындайтын айналдырушы кезең шығады. Роторда бірнеше өткізгіш орналастырылғандықтан, әрбір өткізгішке әсер ететін күштердің осы өткізгіштердің ротор осінен қашықтықтарына көбейтінділерінің қосындысы қозғалтқыш қосындысы қозғалтқыш өндіретін айналдырушы кезеңді береді. Айналдырушы кезеңнің әсерінен ротор магнит өрісінің айналу бағытын өзгерту үшін статор орамасы туғызған магнит өрісінің айналу бағытын өзгерту керек болады. Бұл статордың орама фазаларын жалғастыру ретін өзгерту арқылы орындалады, ол үшін статор орамасын желімен қосатын электр желісінің қысқышындағы үш өткізгіштің кез келген екеуін ауыстырып қосса болғаны. Реверстеу қозғалтқыштары статор орамаларының фазаларын ауыстырып-қосып, ротордың айналу бағытын өзгертуге мүмкіндік беретін ауыстырып-қосқышпен жабдықталады.
Ротордың қозғалу бағытынан тәуелсіз оның n2 жылдамдығы, жоғарыда көрсетілгендей, үнемі статордың магнит өрісінің жылдамдығынан аз болады.
Егер кез келген уақыт ішіндегі ротордың айналу саны статор өрісінің айналу санына тең болады деп жорамалдасақ, онда ротор орамасының өткізгіштері статор магнит өрісінің күш сызықтарын қиып өтпейді, роторда ток пайда болмайды. Бұл жағдайда ротордың айналдырушы кезеңі нөлге тең болады, тежеуші кезеңді теңгеретін айналдырушы кезең пайда болмайынша, ротордың айналу жылдамдығы статор өрісінің айналу жылдамдығымен салыстырғанда кем болады. Соңғы кезең қозғалтқыш білігіндегі тежеуші кезеңнен, машинадағы үйкеліс күштерінің кезеңінен т.б. құралады.
3. Асинхронды қозғалтқыштың құрылысы
Статор өзекшесінің қалыңдығы 0,35 немесе 0,5 мм болат пластиналардан құралады. Пластиналарды қуыс қалатындай тығыздайды да, құйынды токтарға жұмсалатын шығынды азайту үшін араларын лакпен, қабыршақ немесе жұқа қағазбен оқшаулайды. Пластинкаларды жеке паеттерге жинайды, қозғалтқыштың корпусына бекітеді. Сондай-ақ, ротор білігі сүйенетін корпустың қақпағы, не иінтіректер орналастырылған бүйір қалқандар бекітіледі. Корпус фундаментке орнатылады.
Статордың көлденең паздарына өзара үш фазалы жүйе құрайтындай етіп оның орамасының өткізгіштері жалғастырылады. Машина қалқанында әр фаза орамаларының бастары мен аяқтарына жалғасқан алты қысқыш бар. Үш фазалы ток желісіне статор орамасын жұлдызша немесе үшбұрыштап етіп қосуға болады, мұның өзі қозғалтқышты әр түрлі сызықтық керенуі бар электр желісіне қосуға мүмкіндік береді. Мысалы, қозғалтқыш кернеуі 220\127В немесе 380\220 В болатын желіде жұмыс істей алады. Машинаның қалқанында қозғалтқышқа шамаланған екі түрлі желі керенулері қатар көрсетілген, яғни 220\127 В немесе 380\220В.
Қалқанда көрсетілгендей, төменгі кернеуге қосу үшін статордың орамаларын үщбұрыштап жалғастырады, ал аса жоғары кернеуге қосу үшін жұлдызша түрінде жалғастырады.
Статор орамаларын электр жүйесіне үшбұрыштап қосу үшін машина қалқанының жоғары қысқыштарын төменгілермен ұстатқыш арқылы қосады, ал бірге жалғанған қысқыштардың әрбір жұбын үш фазалы электр желісінің сызықтық сымына қосады. Электр желісіне үшбұрыштап қосу үшін қалқандағы төменгі үш қысқышты ұстатқыш арқылы ортақ бір нүктеге қосып, ал жоғарғыларын үш фазалы ток желісінің сызықтық сымдарына жалғастырады. Ротордың өзекшесін құйынды токтарға жұмсалатын шығынды азайту үшін лак немесе жұқа қағазбен оқшауланған, қалыңдығы 0,55мм болат пластикаларды іріктеп алады. Пластинкаларды шұңқыр жасай тығыздайды да, қаптап, көлденең пазы бар цилиндр сияқты машина білігіне бекітеді. Паздарға роор орамасының өткізгіштері орнатылады. Осы ормалалардың типіне қарай асинхронды машиналар фазалық және қысқа тұйықталған роторлы болып бөлінеді.
Қысқа тұйықталған ротордың орамасын дөңгелек тиын сияқты жасайды. Ротордың паздарына екі ұштары мыс сақиналармен ұсатылған үлкен біліктер бекітіледі. Қысқа тұйықталған ротордың орамасын көбінесе алюминийден дайындайды. Алюминийді ыстық күйінде ротордың паздарына қысыммен құяды. Мұндай орама үнемі қысқа тұйықталатындықтан, оған кедергі келтіру мүмкін емес.
Ротордың фазалық орамасын статордікіндей жасайды, яғни өткізгіштерді өзара сәйкестендіріп, жүйе құратындай етіп қосады. Үш фазаның ротор орамаларының бастарын ротор білігіндегі түйіспелі мыс сақинаға жалғастырады. Сақиналар бірінен-бірі және біліктен оқшауланады да, ротормен қоса айналады. Сақиналар айналғанда, оның астына қозғалмайтын етіп бекітілген көмір немесе мыс щеткалар сақина бетімен сырғанай қозғалады. Ротордың орамасы кез келген юір кедергі арқылы тұйықталуы немесе жоғарыда көрсетілген щеткалар арқылы қысқа тұйықталуы мүмкін.
Қысқа тұйықталған роторлы қозғалтқыштар фазалық роторлы қозғалтқыштарға қарағанда қарапайым, әрі пайдалануға сенімді. Алайда, фазалық роторлы қозғалтқыштардың артықшылығы-оның жүргізіп жіберуші және реттеуші қасиеттерінің барлығында. Қазіргі уақытта асинхронды қозғалтқыштардың басым көпшілігі қысқа тұйықталған роторлы етіп жасалады,тек арнаулы мақсаттар үшін және өте ірі қуаттар үшін ғана фазалық орамалы роторлар пайдаланылады.
Құрылымының қарапайымдылығы, қызмет етуі оңай, құнының арзандығы сияқты қасиеттерімен бірге, асинхронды қозғалтқыштың кейбір кемшіліктері де бар, олардың ішіндегі ең бастысы-пайдалы қуатының едәуір төмендігі. Асинхронды қозғалтқыштарда соs ᵩ оның толық жүктелген кезінде 0,85-0,9 шамасына жетуі мүмкін; жүк азайғанда ол төмендейді де, бос жүріс кезінде 0,2-0,3 болады. Асинхронды қозғалтқыштың қуат коэфиициентінің кем болуының себебі-магнит өрісін қоздыруға қажет болатын реактивтік қуатқа өте көп энергия жұмсалатындығына.
Асинхронды қозғалтқыштағы магнит ағыны өзінің жолында магнит кедергісін едәуір арттыратын статор мен ротор арасындағы ауа қуысына кездеседі, осының салдарынан әлгі кедергіні жеңуге қажет болатын магниттеуші токтың артуын қоздырады. Қозғалтқыш тұынатын реактивтік қуат магниттеуші токқа пропорциолан болады.Асинхронды қозғалтқыштың қуат коэффициентін арттыру үшін қуысын мүмкіндігінше азайтуға тырысады, оны кішкентай қозғалтқыштарда 0,3мм-ге жеткізуге болады.
Қуаты қозғалтқыштарда ауа қуысын құралымдық талаптарға сай үлкейтуге тура келеді, бірақ ол 2-2,5мм-ден артпайды.
4. Қысқа тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқыш
Қысқа тұйықталған роторы бар қозғалтқыштардың ең басты жетістіктері - конструкциясының қарапайымдылығы және пайдаланудағы сенімділігі, сондықтан олар өнеркәсіпте өте кең қолданылып отыр. Алайда, бұл қозғалтқыштардың жүргізуші сипаттамаларында кемшіліктері де бар.
Қысқа тұйықталған роторы бар асинхронды қозғалтқыштардың жүргізуші сипаттамасын жақсарту ротордың конструкциясын өзгерту арқылы іске асырылады. Құрылымы жақсартылғандардың қатарына қысқа тұйықталған орамасы бар, терең пазды ротор жатады.
Құрылымның сыртқы ұқсастығына байланысты қысқа тұйықталған ротордың орамасы, көбінесе тиіннің доңғалағы (тиіннің торы) екі сақинадан қысқа тұйықталған алюминийден (қарапайым мыс, жезден) тұрады. Бұл орамның негіздері ротордың ядросының ойықтарына салынған. Ротордың және статордың корпусы беріліс құрылымына ие. Төмен және орташа қуатта жұмыс істейтін машиналарда, әдетте, орамдағы ротордың ядросының шұңқырларына балқытылған алюминий құймаларын құю арқылы жасалады. Тиін дөңгелек таяқшасымен бірге, қысқа тұйықталу сақиналары мен бет жүздері машинаны желдетуге арналған. Жоғары қуатты машиналарда тиін дөңгелек пісіру арқылы қысқа тұйықталу сақиналарына қосылған мыс шыбықтарынан жасалған.
Тікелей іске қосу кезінде (реттелмеген) қысқа тұйықталу роторымен асинхронды қозғалтқыштар кішкене іске қосу сәті мен айтарлықтай жетіспеушілігі бар, ол елеулі кемшілік болып табылады. Сондықтан, олар үлкен басталу нүктелерін қажет етпейтін электр жетектерінде қолданылады. Энергияның жартылай өткізгіштік технологиясын дамыту кезінде, жиілік түрлендіргіштері жиі кездеседі, бұл қозғалтқышты іске қосқан кезде ток беру жиілігін біртіндеп арттыруға мүмкіндік береді, бұл үлкен іске қосу моментіне жету дегенді білдіреді.
Өндірістің қарапайымдылығының артықшылығын атап өту керек, сондай-ақ машинаның динамикалық бөлігімен электрлік байланыстың болмауы, ол ұзақ уақытты қамтамасыз етеді және техникалық қызмет көрсету шығындарын азайтады. Арнайы ротордың конструкциясымен, тек алюминийлік цилиндр ауа ағынында айналғанда, қозғалтқыштың шағын инерциясына жетуге болады. Роторлы қысқа тұйықталған асинхронды қозғалтқыштың суреті төменде көрсетілген.
1-статор, 2-үш фазалы орам,3-болатты корпус,4-ротор,5-мысты қоссақиналар,6-білік,7,8-білік айналатын мойынтірік бар қапақтар.
Асинхрондық қозғалтқыштар, жоғарыда көрсетілген артықшылықтарына байланысты, қысқа тұйықталған ротормен, өнеркәсіптік электр қозғалтқыштарында қозғалтқыштардың негізгі түрі болып табылады, қозғалтқыштардың басқа түрлерін пайдалану шамалы және жоғары мамандандырылған сипатқа ие болып келеді.
Орама ҚТР-мыс стержендерінен жасалған және өзекшенің ойықтарына орналастырылған не болмаса өзекше ойықтарына қысымның күшімен құйылған алюминийден жасалады. Ораманың шеткі жақтары қысқа тұйықталған сақиналармен тұйықталған. Мұндай орама тиін дөңгелек деп аталады. Бұл ротордың кедергісін өзгертуге болмайды, себебі ертеректе солай жасалады.
Фазалық роторлы асинхронды қозғалтқыш.
Қазіргі уақытта асинхронды қозғалтқыштардың үлесі өнеркəсіпте өндірілген барлық электр қозғалтқыштарының кемінде 80% құрайды. Олар үш фазалы асинхронды қозғалтқыштарды қамтиды.
Үш фазалы асинхронды электр қозғалтқыштары автоматтандырылған және қашықтан басқарылатын құрылғыларда, тұрмыстық және медициналық құрылғыларда, дыбыс жазатын құрылғыларда және т.б. кеңінен қолданылады.
Фазалық роторлы асинхронды электр қозғалтқыштарының құрылысы.
Кез-келген асинхронды қозғалтқыштың негізгі бөліктері қозғалмайтын бөлігі болып табылады - статор және айналмалы бөлік, ротор деп аталады.
Үш фазалы асинхронды қозғалтқыштың статоры шойын рамасына басылған ламинатталған магниттік тізбектен тұрады. Магниттік контурдың ішкі бетінде орамдық өткізгіштерді төсеу үшін ойықтар бар. Бұл өткізгіштер статор орамасының үш фазасын құрайтын көпфункциялы жұмсақ катушкалардың жағы болып табылады. Роликтердің геометриялық осі бір-біріне 120 градусқа қатысты кеңістікте ауысады.
Электр қозғалтқышының бұл түрі кең жылдамдықтағы жылдамдығын біркелкі реттеуге мүмкіндік береді. Фазалық ротордың көпфазалы (әдетте үш фазалы) орамасы бар, әдетте жұлдыз схемасына сәйкес байланысады және байланыс сақиналарына шығарылады. Бұл сақиналардың бойымен сырғанайтын қылшақтардың көмегімен ротордың орамасының тізбегіне сыртқы басқару схемасы қосылады, бұл ротордың жылдамдығын басқаруға мүмкіндік береді.
Бұл тізбектің элементтері:
тұрақты ток көздері, осылайша синхронды машина алады.
қозғалтқыштың жылдамдығын және электромагниттік сәтін басқаруға мүмкіндік беретін терістеуіш арқылы қуатталады. Бұл арнайы жұмыс режимі (қос электр машинасы). Протофаз статорында терістеуішсіз электр желісінің кернеуін қосуға болады.
Әрбір фазаға арналған қосымша белсенді қарсылық рөлін атқаратын іске қосу сәті реостат. Бастапқы токты азайту, ең жоғарғы мәнге (бірінші нүктеде) іске қосу сәтін ұлғайту. Мұндай қозғалтқыштар үлкен жүктемені көтеретін немесе тегіс жылдамдықты басқаруды қажет ететін механизмдерді басқаруға арналған.
ротордың әрбір фазасындағы индуктивтілік (кедергіш).
Фазалық роторлы асихронды қозғалтқыштың суреті төменде көрсетілген.
Үш фазалы асинхронды қозғалтқыштың роторы электрлі болаттан таңбаланған парақтардан жасалған және білікке орнатылған цилиндр болып табылады.
Жоғары қуаттың асинхронды қозғалтқыштарында және төмен қуатты арнайы машиналарда фазалық роторлар іске қосу және реттеу қасиеттерін жақсарту үшін қолданылады. Мұндай жағдайларда үш фазалық орамасы роторға фазалық катушкалардың геометриялық осьтерімен 120 градусқа бір-біріне қатысты кеңістікте ауысады.
Орамның фазалары жұлдыз арқылы қосылады және олардың ұштары білікке (2) бекітілген үш контактілі сақинаға (3) қосылып, білікше және бір-бірінен электрлік оқшауланған. Сақиналармен (3) жылжымалы байланыста болатын щеткалар (4) көмегімен фазалық орамалардың тізбектерінде реттеу кедергісін (5) қамтуы мүмкін.
Фазалық роторы бар асинхронды қозғалтқыш жақсы іске қосу және реттеу қасиеттеріне ие, бірақ қысқа тұйықталу роторымен асинхронды қозғалтқышқа қарағанда массасы үлкен, өлшемі және құны бар.
5. Бірфазалы асинхронды электр қозғалтқыштарының сипаттамасы
Бір фазалы асинхронды қозғалтқыштар техникалық және күнделікті өмірде кеңінен қолданылады. Бір фазалы асинхронды электр қозғалтқыштары өндіріс қуаты 50 Вт-тан жүздеген ваттға дейінгі барлық қуатты электр машиналар өндірісінің жартысынан астамын құрайды және олардың өнімі үнемі өсіп келеді. Кез келген электр қозғалтқышының негізгі компоненттері ротор мен статор болып табылады. Ротор электр қозғалтқышының айналмалы бөлігі болып табылады, статор электр қозғалтқышының бекітілген бөлігі болып табылады, оның көмегімен ротордың айналуы үшін магнит өрісі құрылады.
Бір фазалы қозғалтқыштың негізгі бөліктері: ротор мен статор.
Статордың бір-біріне қатысты 90 ° бұрышында орналасқан екі орамасы бар. Негізгі орамасы негізгі (жұмыс істейтін) деп аталады және әдетте статор ядросының 23 бөлігін алады, қалған орамал қосалқы (басталу) деп аталады және әдетте статор ойықтарының 13 бөлігін алады.
Қозғалтқыш шын мәнінде екі фазалы, бірақ тек бір орамал жұмыс істеп тұрғандықтан, электр қозғалтқышы бірфазалы деп аталады.
Ротор әдетте қысқа тұйықталу орамасы болып табылады, сондай-ақ тиын тор деп аталатын ұқсастыққа байланысты болып табылады. Мыс немесе алюминий өзекшелері, ұштары сақиналармен жабылады, ал шыбықтар арасындағы кеңістік жиі алюминий қорытпасымен толтырылады.
Бір фазалы электр қозғалтқышының роторы қуыс емес магмалық немесе қуыс ферромагниттік цилиндр түрінде де жасалуы мүмкін.
6. Бірфазалы асинхронды қозғалтқыштың жұмыс істеу принципі
Бірфазалы асинхронды қозғалтқыштың жұмысын жақсы түсіну үшін оны негізгі және қосалқы орамаларда бір айналыммен қарастырайық. Көмекші орамда ағым болмаса, жағдайды қарастырайық. Негізгі статор орамасы қосылса, орамнан өтетін ауыспалы ток кеңістікте стационарлық болады, бірақ +Фmax -Фmax-ден өзгереді, пульсирленген магнит өрісін жасайды.
Егер пульсирленген магнит өрісіндегі бастапқы айналымға роторды орналастырса, ол сол бағытта айнала береді.
Бір фазалы асинхронды қозғалтқыштың жұмыс принципін түсіну үшін пульсирленген магнит өрісін Фmax 2 амплитудасы бар және бірдей жиілікте қарсы бағыттар бойынша айналатын бірдей дөңгелек өрістерге кеңейтеміз:
мұндағы ռпр - магнит өрісінің алдыңғы бағытында айналу жиілігі, айн мин,
ռбр - магнит өрісінің қарсы бағытта айналу жиілігі, айн мин,
f1 - статордың ток жиілігі, Гц,
p - полюстер жұптарының саны,
n1 - магниттік ағынның айналу жылдамдығы, айн. мин
Үш фазалы асинхронды электр қозғалтқыштары.
Үш фазалы асинхронды электр қозғалсқыштарда статор мен ротот орамаларының бірнеше түрі, олардың ішінде тұзақты, толқынды және қысқа тұйықталған орамалар қолданылады. Қуаттылығы кіші машиналар үшін тұзақты орамаларының бір түрі ретінде, тіркеспелі орамаларда қолданалады. Асинхронды машинаның қуаттылығына кернеуінің мөлшері мен ойыөтарының пішініне қарай орамаларының түрін таңдап алады. Бір қабатты тізбекті орамалар қуаттылығы 7кВт-қа дейінгі асинхронды қозғалтқыштарда қолданылады.
Үшфазалы асинхронды электр қозғалтқыштуың құрылысы. Үшфазалы асинхронды электр қозғалтқыштың негізгі құрылыс бөлшектеріне статор, ойықтарға орналасқан үшфазалы екі орама және басқа да қосалқы элементтер жатады. Асихронды қозғалтқыштың статоры-қозғалтқыштың статоры арнайы электр техникалық болаттан қалыпқа құйып жасалған тісті қаңылтырлардан жасалған, ішкі қуыс цилиндр, оның магнит өткізгіштіні кәдімгі конструкциялық болаттан жоғары болып келеді.
Бұл айнымалы магнит өрісі статор темірінде артық магниттелуден болатын шығындарды айтарлықтай азайтуға мүмкіндік береді. Статор асинхронды қозғалтқыштың қаңқасына мықтап тығыздалады. Қаңқа шойыннан немесе салмағы жеңіл арнайы қорытпалардан құйылады және жұмыс жағдайына арналған іргетасқа немесе арнайы тірекке бекітіледі. Статорды тісті қаңылтырлардан құрастырған кезде оның ішкі бетінде белгілі пішінде ойық пайда болады. Асихронды қозғалтқыштардың статоорындағы ойықтары негізінде тік бұрышты болады.
Массивті ротормен асинхронды қозғалтқыш
Масстивті ротормен асихронды машинаның өзгешелігі бар. Мұндай ротор тұтастай ферромагниттік материалдан жасалған, яғни шын мәнінде ол болат цилиндр болып табылады. Ферромагниттік ротор бір мезгілде магнит ядросының және өткізгіштің (орамның орнына) рөлін орындайды. Айналмалы магнит өрісі ротордың толқындық ағынын тудырады, олар айналым жасау үшін статордың магнит ағынымен өзара әрекеттеседі.
Артықшылықтары:
Өндірістің қарапайымдылығы, төмен баға
Жоғары механикалық беріктік (жоғары жылдамдықты машиналар үшін маңызды)
Жоғары іске қосу сәті
Кемшіліктері:
Ротордағы үлкен энергия шығыны
Ерекшеліктері:
Толық механикалық өнімділікке ие
Ротор төмен жүктемелерде айтарлықтай қызады.
Үлкен роторларды жақсартудың әртүрлі тәсілдері бар: роторды мыс қабаты арқылы жабу, ұштар бойынша мыс сақиналарын дәнекерлеу. Сонымен қатар машинаны қуыс ротормен қоюға болады. Бұл ферромагниттік немесе қарапайым өткізгіш материалдың қуыс цилиндр болуы мүмкін.
Асинхронды электр қозғалтқыштарының артықшылықтары.
Үш фазалы асинхронды қозғалтқыштардың кең таралуы оларды жобалаудың қарапайымдылығымен, пайдаланудағы сенімділіктен, жақсы өнімділік қасиеттерімен, төмен құны мен техникалық қызмет көрсетудің ыңғайлылығымен түсіндіріледі.
Асинхронды электр қозғалтқыштардың жұмыс істеу принципі
Асинхронды машинаның жұмыс істеу принципі айналмалы магнит өрісін пайдалануға негізделген. Үшфазалы статор орамасы желісіне қосылған кезде айналмалы магнит өрісі құрылады, оның бұрыштық жылдамдығы желілік жиілікпен және ораманың p полюстерінің жұптарымен анықталады, яғни ω1 = 2PIf p.
Статордың және роторлы орамдардың өткізгіштерін кесіп өтіп, бұл өріс ЭҚК орамасында индукцияланады (электромагниттік индукция заңына сәйкес). Ротор орамасы жабылған кезде, оның ЭҚК ротордың тізбегіндегі ток береді. Ақырлы шағын кен орнын өзара әрекеттесу нәтижесінде электромагниттік сәт пайда болады.
Егер бұл сәтте қозғалтқыш білігіне қарсыласу сәті асып кетсе, білік айналып, жұмыс механизмін қозғайды. Әдетте, ротордың ω2 бұрыштық жылдамдығы синхронды деп аталатын магнит өрісінің бұрыштық жылдамдығына тең емес. Осылайша асинхронды қозғалтқыштың атауы пайда болды, яғни асинхронды емес.
Асинхронды машинаның жұмысы ω1 мен ротордың ω2: s = (ω1-ω2) ω1 өрістерінің бұрыштық жылдамдықтары арасындағы салыстырмалы айырмашылық болып табылатын сырғудың көмегімен сипатталады.
Ротордың магнит өрісіне қатысты бұрыштық жылдамдығына байланысты сырғудың мәні мен белгісі асинхронды машинаның жұмыс режимін анықтайды. Осылайша, мінсіз бос режимде ротор мен магнит өрісі бірдей бағытта бірдей жиілікте айналады, сырғымасы s = 0, айналмалы магнит өрісіне қатысты стационар болып, орамдағы ЭҚК индуцияланғанбаған, машинаның роторгыток және электромагниттік сәті нөлге тең болады. Ротор іске қосылған кезде уақыттың бірінші кезіндегі қозғалысы: ω2 = 0, s = 1. Жалпы жағдайда, қозғалтқыш режиміндегі сырғу s = 0 мәнінен s = 0 мәніне дейін мінсіз бос жұмыс режимінде өзгерген кезде өзгереді.
Ротор магнит өрісінің айналу бағыты бойынша ω2 ω1 жылдамдықпен айналса, сырғытпаға айналады. Құрылғы генерациялау режиміне еніп, тежеуіш сәтін дамытады. Ротор айналдыру бағытына қарсы бағытта айналатын магниттік өріс (s 1), асинхронды машина қарсылық режиміне ауысады, сондай-ақ тежеу сәтін дамытады. Осылайша, сырғымаға қарай қозғалтқыш (s = 1 ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе
1. Асинхронды машинаның құрылысы және қозғалысқа келу принципі
2. Асихронды машиналардың артықшылықтары мен кемшіліктері
2.1 Асихронды машинаның магнит тізбегі
2.2 Асинхронды электр моторларды сынау
2.3 Асихронды және сихронды қозғалтқыштардың жүріс принципі
2.4 Асинхронды қозғалтқыштың жұмыс принципі
3. Асинхронды қозғалтқыштың құрылысы
4. Қысқа тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқыш
5. Бірфазалы асинхронды электр қозғалтқыштарының сипаттамасы
6. Үш фазалық айнымалы тоқтың асинхрондық қозғалушылары
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
Кіріспе
Ақсу ферроқорытпа завотындағы ЭлектроТехнология Лабораториясында өндірістік практиканы өттім. Бұл тақырыпты тандауымның себебі практика кезінде мен электр энергия саласындағы қолданылатын әр түрлі электрлік құрылғылармен таныстым, солардың ішінде асинхронды машиналар жайлы көп мағлұматтар алып, асинхронды машиналар туралы білімімді терендетіп оның қай салада не мақсатпен қолданылатыны жайлы білгім келді.
Жұмысымның теориялық бөлімінде барлық қажетті есептелулер сондай-ақ қоршаған ортаны қорғау мәселесі, өрт қауіпсіздігі,техника қауіпсіздігі және электр жұмыстарын жүргізу қауіпсіздігі қарастырылған.
Электр машиналары зауытта электр машиналары тағы басқалар әртүрлі өнеркәсіп салаларында, ауыл шаруашылығы, энергетикаға, авиация, көлік, дәрігерлікке, үй шарушалығында кең қолданылады, сонымен бірге метал кесетін станоктар, лоттар, конвейерлер, үрлегіштер, компрессорлар, желдеткіштердің мосы үшін қолданады.Электр машиналарында кең қолдану олардың биік энергетикалық көрсеткіштері, қызмет көрсетудің оралымдылықпен және басқаруды оңайлықпен шартталған.
Механикалық энергияны электр энергиясына айналдыратын машина генератор деп аталады. Электр энергиясын маханикалық энергияға электрқозғалтқыштарыдың жәрдемімен айналдырады. Кез келген электр машинасын генератор ретінде де, сондай-ақ қозғалтқыш ретінде де пайдалануға болады.
Асинхронды машиналар электр қозғаушылар ретінде үш фазалық токтардың негізінен қолданады. Электр қозғалтқыштардың бұл негізі түрлері болып саналады. Автоматты басқару жүйелеріндегі бір және екі фазалы басқарылатын асинхрондық қозғаушылар, асинхрондық техногенераторлар, сондай-ақ сельсиндерді кең қолданады.
Асихронды машиналар генератор режімінде де жұмыс жасай алады. Алайда, асихронды генераторларды электр энергиясының көзі ретінде қолданбайды, себебі олардың магнит өрісін қоздыратын өздерінің көздері жоқ болғандықтан, олардың көрсеткіштері өте жоғары және генераторлармен параллель жұмыс істей алады. Қуаты аз асихронды машиналарды генератор есебінде біліктің айналу жиілігін өлшеу үшін (тахногенератор) пайдаланылады.
Асихронды машина- бұл айнымалы токтың коллекторсыз машинасы. Оның қалыптасқан режімінде магнит өрісі энергияны түрлендіру процесіне араласады және оның роторы әр түрлі жылдамдықпен айналады.
Айнымалы токтың коллектор машиналары электр тұрмыстық құралдарда дәл қазір негізінен қолданылады.
Электр қозғағыштағы генератор және электр қозғағыштары, тиісті жерінде тұрақты токтың машиналары жылдамдық кеңінен реттеу сияқты қолданады: металл кесетін станоктар, жаймалау станы,электр көлігі және т.б.
1. Асинхронды машинаның құрылысы және қозғалысқа келу принципі.
Асинхронды машиналар айнымалы ток машиналарына жатады және олардың жалпы өндірістік орындалу асинхронды қозғалтқыш түрінде жасалады. Асинхронды машиналар элекетр техникалық құрылысы бойынша энергияны түрлендіргіш болып табылады, Асинхронды қозғалтқыштар құрылысының қарапайымдылығы мен жұмысының сенімділігі арқасында адамзат тіршілігінің, иінді біліктерді айналдыруға механикалық энергияны керек ететін қызметтердің бәрінде кеңінен пайдаланылып келеді.
Барлық электрқозғалтқыштардың ішінде ең көп тарағаны асхронды қозғалтқыштар болып табылады. Техникалық және электрқозғалқыштарының өте жоғары болғандықтан, электрқозғалтқыштың мұндай түрі, өндірісте және тұрмыста ең көп қолданыс тауып отыр. Асихронды электр қозғалтқыштар конструкциясы қарапайым, бағасы қымбат емес және өзіне қызмет етуге жоғары білімді маманды қажет етепейді. Қазіргі кезде көп қолданылып жүрген үш фазалы асихронды қозғалтқыштар бар. Оны ХIХ ғасырдың аяғында 1889 ж. М.О.Доливо-Доброволський ойлап тапқан болатын, алайда ол бүгінгі күнге дейін өзінің алғашқы белгілерін сақтады. Бұл фазалы асихронды қозғалтқыштар да өмірде кеңінен қолданылуда. Үш фазалы қозғалтқыштар халық шаруашылығының барлық салаларында қолданылады, бір фазалар-негізінен автоматика схемаларында, электр құралдарын, тұрмыстық машиналарды және тағы басқа жұмысқа қосуға пайдаланады. Өнеркәсіп шығаратын асихронды қозғалтқыштардың жұмыс кернеуі 127В-тан 10кВ-ке дейін, ал қуатты көбінесе 1,5кВт-тан аспайды.
Асихронды машиналар генератор режімінде де жұмыс жасай алады. Алайда, асихронды генераторларды электр энергиясының көзі ретінде қолданбайды, себебі олардың магнит өрісін қоздыратын өздерінің көздері жоқ болғандықтан, олардың көрсеткіштері өте жоғары және генераторлармен параллель жұмыс істей алады. Қуаты аз асихронды машиналарды генератор есебінде біліктің айналу жиілігін өлшеу үшін (тахногенератор) пайдаланылады.
Асинхронды машина негізінен екі бөліктен тұрады: қозғалмайтын бөлік - статордан және айналмалы бөлік - ротордан. Статормен ротордың арасында (0.2-3 мм) ауа саңылауы бар. Ауа саңылау үлкейген кезде қуат коэффициенті және қозғалтқыштың айналмалы күші азаяды.
Статордың өзекшесі жұқа электротехникалық болат табақтардан жиналады, ал орамасын жатқызу үшін арнайы ойықтар штампыланады.
Статор орамасымен бірге, машинаның қозғалмайтын табанына бекітіледі. Ротордың өзекшесіде электротехникалық болат табақтарынан жиналады да машинаның білігіне бекітіледі.
Ротордың құрылысына қарай асинхронды қозғалтқыш екі түрге бөлінеді: ротор қысқа тұйықталған және фазалы ротор бар. Статордың орамасы арқылы үш фазалы айнымалы ток өткен кезде айналмалы магнит өріс құрылады. Бұл өріс статормен ротордың арасындағы ауа салқындауында тиісті жиілікпен айналып ротордың орамасының өткізгіштіктерін кесіп өтеді. Орамада ЭҚК пайда болады, оның әсерімен орамада ток аға бастайды.
Ротор орамасының өткізгіштіктеріндегі ток пен статордың айналмалы магнит өрісінің арасындағы әрекеттесудің арқасында механикалық күш пайдалы болады, оның бағыты сол қол ережесі бойынша анықталады.
Асинхронды машинада ауа ағынымен бөлінген статор мен ротор бар. Оның белсенді бөліктері орамалар мен магниттік ядро (өзекше) болып табылады; барлық басқа бөліктер қажетті күшті, қатаңдықты, салқындатуды, айналу мүмкіндігін және т.б. қамтамасыз ететін құрылымдық болып табылады. Статор орамасы - үш фазалы (жалпы алғанда - көпфазалық) орама болып табылады, оның өткізгіштері статор шеңберінің айналасында біркелкі бөлінеді және фазалық түрде 120 ° бұрыштық қашықтықта жылжытылады. Статор орамасының фазалары стандартты үшбұрышты немесе жұлдызша схемаларына сәйкес қосылған және үш фазалы ток желісіне қосылған болып келеді. Пакеттегі магниттік өткізгішті құрастырудың негізгі әдісі шихталушы болып табылады.
Ротордың конструкциясына сәйкес асинхронды машиналар екі негізгі түрге бөлінеді: қысқа тұйықталған ротор мен фазалық ротор. Екі түрі да бірдей статорлық дизайнға ие және тек ротор орамасының дизайнынан ерекшеленеді. Ротордың магниттік ядросы статорлық магниттік тізбеге ұқсас - электрлі болат тақталардан жасалған.
Асинхронды машина - статор орамасының ток тудыратын магнит өрісінің айналу жиілігіне ротордың жылдамдығы тең емес (қозғалтқыш режимінде кем) электр қозғалтқышы. Бірқатар елдерде коллекторлық машиналар да асинхронды машиналар ретінде жіктеледі. Асинхронды машиналардың екінші атауы индукция болып табылады, бұл ротордың орамасындағы ток кернеудің статорға айналатын өрісі арқылы туындайды.
Асинхронды машиналар бүгінгі күні негізінен электр қозғалтқыштары ретінде пайдаланылатын және электр энергиясының негізгі түрлендіргіштері механикалық қуатқа айналатын электр машиналарының көпшілігін құрайды, олар көбінесе ақжелкенді индукциялық қозғалтқыштар болып табылады. Асинхрондық қозғалтқыштың принципі-статор орамасындағы ток айналмалы магнит өрісін жасайды. Бұл өріс магнит өрісі арқылы ротордың магнит өрісі сияқты бір бағытта айнала бастайтындай етіп өзара әрекеттесетін роторда ток береді. Ротордың айналу жылдамдығы магнит өрісінің айналу жылдамдығынан әрқашан сәл төмен егер жылдамдықтар тең болса, онда өріс ротордың ішінде ток соғуға кедергі болмайды және күш ротордың үстінде болмайды. Демек, асинхронды қозғалтқыш деген атау осыдан пайда болды (синхронды емес, айналу жиілігі магнит өрісінің жиілігіне сәйкес келеді).
Асинхронды қозғалтқыштар айнымалы ток машиналарына жатады және олардың жалпы өндірістік орыңдалуы асинхронды қозғалтқыш түрінде жасалады. Асинхронды машиналар электротехникалық құрылысы бойынша энергияны түрлендіргіш болып табылады, асинхронды генератор ретінде қосымша конструкциялық және сұлбалық өзгеріс кіргізбей жұмыс істей алмайды. Асинхронды қозғалтқышты ойлап тапқан орыс инженері М.О. Доливо-Добровольский болып саналады. (№ 51083 1889 жылы герман потенті). Асинхронды қозғалтқыштар құрлысының қарапайымдылығы мен жұмысының сенімділігі арқасында адамзат тіршілігінде, иінді біліктерді айнал-дыруға механикалық энергияны керекететін қызметтердің бәрінде кеңінен пайдаланылы Ауылшаруашылығында шаңды орта мен химиялық зиянды орталарда жұмыс жасай алатын бірден-бір электр қозғалтқыш осы асинхронды машина ғана.
Асинхронды қозғалтқыштарды, үшфазалы және бір фазалы электр желілеріне қосу үшін үшфазалы немесе бір фазалы етіп жасайды. Үшфазалы асинхронды қозғалтқыштар роторларының орамаларының түрлеріне қарай, фазалық немесе қысқа тұйыкталған роторлары асинхронды қозғалтқыштар деп бөледі. Ауылшаруашылығында, негізінде механикалық энергияның ең арзан әрі сенімді көзі ретінде қысқа тұйықталған роторлы асинхронды электроқозғалтқыштар қолданылады.
2. Асихронды машиналардың артықшылықтары мен кемшіліктері
Асинхрондық қозғалтқыштың басқа да машиналармен салыстырғанда, қысқа тұйықталған роторымен артықшылығы мен кемшіліктері:
Артықшылықтары.:
Өндірістің қарапайымдылығы.
Салыстырмалы арзандық.
Жұмыс кезінде жоғары сенімділік.
Төмен пайдалану шығыны.
Кез келген түрлендіргішсіз желіге қосылу мүмкіндігі (жылдамдықты реттеу қажет емес жүктемелер үшін).
Жоғарыда көрсетілген барлық артықшылықтар ротордың тізбегіндегі механикалық ажыратқыштардың болмауының салдары болып табылады және өнеркәсіпте пайдаланылатын электр қозғалтқыштардың көпшілігі қысқа тұйықталу роторлары бар асинхронды машиналар болып табылады.
Асинхронды қозғалтқыштың кемшіліктері қатаң сипаттамаға байланысты:
Шағын іске қосу сәті.
Айтарлықтай іске қосу тогы.
Желі жиілігіне тікелей қосылғанда және желі жиілігінің ең жоғары жылдамдығын шектегенде жылдамдықты басқарудың болмауы (AДКЗ үшін үш фазалы желіден 50 Гц - 3000 айн мин).
Электр магнитті сәттен кернеудің күшті тәуелділігі (кернеу 2 есе өзгерген кезде, айналым 4 есе өзгереді; ал айналым сәтте кернеуіне байланысты бірінші дәрежеде болады, бұл қолайлы).
Төмен қуат коэффициенті.
Жоғарыда келтірілген кемшіліктерді жоюға арналған ең керемет тәсіл - қозғалтқышты статикалық жиілікті түрлендіргіштен қуат алу.
2.1 Асихронды машинаның магнит тізбегі
Асихронды машинаның магнит жүйесі анық емес полюсті деп аталады, өйткені магнит полюстері анық көрсетілмеген. Машинаның магнит жүйесі статор және ротор өзекшелерінен тұрады да тармақталмаған, симметриялық магнит тізбек болып табылады.
Айқын кескінделген СМ магнит тармақталған симметриялық магнит жүйесі болып анықталып, 2р параллель тармақтан тұрады. Әр бір тармақталмаған магнит тізбегі болып анықталып бір қос полюстен тұрады.
Негізгі магнит ағыны Ф, магнит тізбекте тұйықталып келесі элементерден тұрады: ауа саңылауы, статор тістерінің қабаты, ротор тістерінің арқасы, статор арқасы және ротор полюсі. Магнит тізбектің әр бір аумағының магнит кернеулерінің соммасы бос жүріс режіміндегі қос полюске келетін қоздыру орамның МҚК анықталады (А) :
Fво = ∑ F = 2Fϭ + 2Fz1+2Fz2+2Fm+Fcl+Foб,
2.2 Асинхронды электр моторларды сынау
Электр машиналардың әрқайсысы көлеміне қарамай жөнделгеннен кейін алым-берім сынағынан өтеді. Сынақ кезінде өлшем аспаптарын таңдауда, өлшем сұлбасын жинауда, сыналатын электр машиналарын даярлауда, сынақ әдістемесі мен нормасын қоюда, сондай-ақ сынақ қорытындысын бағалағанда лайықты стандарттар мен нұсқауларды пайдаланылады. Машиналарды жөндеуден кейін сынау және жиналуын тексеру мын ретпен жүргізіледі:
Барлық орамалардың тұрқымен арадағы және өз арасындағы оқшаулағыштарының кедергісін тексеру;
Шығу ұштарының маркалануының дұрыстығын тексеру;
Орамалардың тұрақты токқа кедергісін өлшеу;
Фазалық роторы бар асинхронды электр моторлардың трансформациялау еселеуішін тексеру;
Бос жүріс тәжірбиесін өткізу;
Жоғарылатылған айналу жиілігінде сынау;
Орамаралық оқшаулағышты сынау;
Оқшаулағыштың электр төзімділігін сынау.
Жасалған жөндеу жұмысының сипаты мен көлеміне байланысты аталған жұмыстардың кейбіреуін орындаумен ғана шектеледі. Егер сынақ жөндеуге дейін ақауларды анықтау мақсатымен жүргізілсе, сынақ бағдарламасының бөліктерін атқару да жеткілікті.
Жөнделген электр машиналардың жұмысының сенімділігін анықтауда жөндеу жұмысының сапасын көрсететін негізгі көрсеткіштер, оның оқшаулағыштарының кедергілері мен қалыпты жүктемені көтеруге қабілеттілігі болып табылады. Сондықтан жөндеу әрекеттерінің технологиясы дұрыс сақталған кезде жөндеу тәжірибесінде, көп жағдайда электр машинаның оқшаулағышын сынау мен жөндеуден кейін жүктелімдік қабілетін тексерумен ғана шектеледі. Оқшаулағыштың кедергісін мегометрмен, ал жүктелім қабілеттілігін электромагниттік тежеуішпен сынайды. Жөнделген машиналардың орамаларын жасау барысында, технологиялық бір әрекеттен екінші әрекетке өткен сайын қажетті сынақты мегометрмен атқарады. Ораманы даярлау әрекетінің орындалуына байланысты және аяқтау азайтылып, қолданымдағы нормадағы көрсетілген шекті ең аз әрекеттерді орындағаннан кейін, орама элементтері оқшаулағышының кедергісінің төмендеуінен, жөндеудің келесі сатысында ораманың дайын боп қалған кезінде оқшаулағыштың тесілуін ақауды жөндеу үшін бұрынғы жасалған жұмыстың бәрін қайта жасауға тура келетіндігімен түсіндіруге болады. Сынақ кернеуі сынау барысында ақаулы бөлімді табуға оқшаулағыштың бүтін бөлігін зақымданбауға мүмкіншілік жасайтындай болуы керек. Сынақ жұмысының қатарына ораманы қанықтыру және кептіру оқшаулағыштың кедергісін өлшеу кіреді. Сонымен қатар, орама оқшаулағышының электрлік бекемдігін, жоғары кренек бере отырып сынайды.
2.3 Асихронды және сихронды қозғалтқыштардың жүріс принципі
Асихронды қозғалтқыштардың жүріс принципі айналмалы магнит өрісі құбылысын пайдалануға негізделген. Мейлі, үш біркелкі қозғалмайтын орауыш кеңістікте бір-бірінен 120º статор бойынша орналасқан делік.Орауыштар бірдей амплитудаға және фаза бойынша 2PI\3 бұрышына ығысқан токтармен қоректенеді және орауыштардың ортасына металдан жасалған барабар (ротор) орналастырсақ, ол шеңбер деңгейіне салынған өткізгіштермен жабықталса, онда осы өткізгіштерде индукцияланудың әсерінен ЭҚК және ток пайда болады.
Магнит өрісі сағат тілі бағытымен айналса, онда бұл барабанның (ротордың) оған қарам-қарсы бағытта айналуына теңбе-тең болып саналады. Осыны еске ала отырып, оң қол ережесін пайдаланып, барабан өткізгішіндегі пайда болған ток бағытын табасыз, ол барабанның жоғары бөлігінен ары қарац бағытталғал, ал төмен бөлігінде керісінше.
Содай кейін сол қол ережесін пайдаланып, барабандағы ток пен магнит өрісі арасындағы өзара байланыстылықтың тудырған күші арқасында барабанның магнит өрісі бағытында айналу қозғалысына көзімізді жеткіземіз. Орауыш арқылы қарағанда барабанның айналу жылдамдығы әр уақытта магнит өрісінің айналу жылдамдығынан кем, себебі бірдей бұрыштық жылдамдықпен айналса, онда барабан өткізгіштігінде индукцияланған ЭҚК жоғалады және сондай-ақ айналыс сәтін туғызатын күш те болмас еді.
Қарастырылған қарапайым қондырғы үш фазалық асихронды қозғалтқыштың жүріс принципін түсіндіреді. Аснхронды деген сөз грек тілінен алынған біруақыттылық емес деген ұғым береді, яғни өрістің және ротордың айналу жылдамдықтарының әртүрлі екендігі көрсетілген.
Қозғалмайтын орауыштардың ортасына айналмалы магнит өрісі аймағына орналасқан қолғалмалы өсіне бекітілген тұрақты токпен қоректендірілген электр магнитін қарастырайық. Электр магнитіне айналмалы сәт әсер етеді, магнит өрісінің әрбір айналысында электр бағытының кезеңдік түрде өзгеруі және электр магнитінің қозғалмалы жүйесінің инерциясы қозғалмай қалады.
Бірақ егер оны қандай болса да бір күштің көмегімен белгілі өрістің бұрыштық жылдамдығына жақын жылдамдықпен айналдырсақ, онда ол өзінің айналыс жылдамдығын жалғастыра беріп, айналыс жиілігімен бірдей болғанша айналады.
Қарастырып отырған осы құрылғы үш фазалы синхронды қозғалтқыштың жүріс принципін түсіндіреді. Синхронды деген грек сөзі біруақыттылықты білдіреді. Яғни айналмалы өріспен ротордың бірдей айналыс жиілігін көрсетеді.Электр машиналарда айналмалы магнит өрісін туғызу үшін магнит тізбегі құрылады. Статор машинаның қозғалмайтын бөлігі, ортасы қуыс цилиндр түрінде бір-бірінен оқшауланған электротехникалық болат қаңылтыр қабығынан құралады. Ротор-машинаның қозғалмалы бөлігі.
Асинхронды қозғалтқыштарда жалпы жағдайда цилиндр түрінде қабығынан жиналған және оның бетіне жасалған қуысқа орналасқан өткізгіш орамдары бар құрылғы. Синхронды қозғалтқыштар статорында өзгешелі жоқ, ол ротор орамдарында тұрақты ток беріледі немесе роторын тұрақты магниттен жасайды.
2.4 Асихронды қозғалтқыштың жұмыс принципі.
Асихронды қозғалтқыш құрылысының қарапайымдылығымен және пайдалануға ыңғайлылығымен ерекшеленеді. Айнымалы токтық кез келген машинася сияқты, асинхронды қозғалқышта басты екі бөліктен: статор мен ротордан тұрады. Машинаның қозғалмайтын бөлігі статор, ал қозғалмалы бөлігі ротор деп аталады. Кез келген электр машинасы сияқты асинхронды машина қозғалқыш режимінде де қолданылады. Елеулі кемшіліктері болғандықтан, асинхронды генераторлар іс жүзінде қолданылмайды. Сондықтан да біз асинхронды машиналардың қозғалтқыш режиміндегі жұмысын, яғни электр энергиясының механикалық энергияға айналу процестерін қарастыралық. Жоғарыда айтылғандай, әрбір көп фазалы айнымалы ток машинасының жүмысы айнымалы магнит өрісін пайдалануға негізделген. Айнымалы токтың көп фазалы орамасы айнымалы магнит өрісін туғызады, оның әрбір минуттағы айналу саны:
n1=60xf1p
Мұндағы f1-жиілік, р-жұп полюстерінің саны.
Егер ротор магнит өрісінің айналу жылдамдығына тең n2 жылдамдықпен айналса (n2=n1), яғни өріспен синхронды болса, онда бұл жылдамдық синхронды деп аталады. Егер ротордың жылдамдығы өрісітің айналу жылдамдығына тең болмаса (n2!=n1), онда бұл жылдамдық асинхронды деп аталады.
Асинхронды электрқозғалтқыш тек асинхронды жылдамдық нәтижесінде, яғни магнит өрісінің айналу жылдамдығы ротордың айналу жылдамдығына тең болмаған жағдайда ғана айналдырушы кезең туғызады.
Ротор жылдамдығының өріс жылдамдығынан айырмасы өте аз болуы мүмкін, біраз қозғалтқыштың жұмыс істеп тұрған кезінде оның барлық уақытта да өріс жылдамдығынан аз (n2˂n1) болуының принциптік маңызы зор. Асинхронды электр қозғалтқышының жұмысын Арго-Ленц деп аталатын қарапайым тетіктің жәрдемімен түсіндіруге болады. Тұрақты магнит полюстерінің N-S алдына оське бекітілген мыс диск орналастырылған. Егер тұтқаның жәрдемімен магнитті осінің айналасында айналдырсақ, онда мыс дискі де сол бағытта айнала бастайды. Мұның өзі магнитті айналдырғанда, оның өріс сызықтары солтүстік полюстен шығып, оңтүстік полюске ене тұйықталып, дискіні тесіп өткенде, онда құйынды тоқтарды индукциялайтындығымен түсіндіріледі. Құйынды токтардың магниттің магнит өрісімен әсерлесуінің нәтижесінде дискіні айналдыратын күш пайда болады. Ленц ережесі негізінде әрбір индукцияланған токтың бағыты оны тудырушы шамаға қарама-қарсы болады. Ленц ережесі негізінде әрбір индукцияланған токтың бағыты оны тудырушы шамаға қарама-қарсы болады. Сондықтан дискіде пайда болған құйынды токтар магниттің қозғалысын тоқтатуға тырысады, бірақ олай жасауға шамасы келмегендіктен, дискіні магниттің соңынан ілесетіндей айналдырады. Бұл жағдайда дискінің айналу жылдамдығы барлық уақытта магниттің айналу жылдамдығынан аз болады. Егер бұл жылдамдықтар әйтеуір бір себептен бірдей болса, онда магнит күш сызықтары дискіні қиып өтпеген болар еді, демек онда құйынды токтар да пайда болмас еді, яғни дискіні айналдыруға әсерін тигізетін күш те рпайда болмас еді.
Асинхронды қозғалтқыштарда тұрақты магнит үш фазалы ток желісіне жалғаннан үш фазалы статор орамасының тогы қыздыратын айналмалы магнит өрісімен алмастырылған. Статордың айналмалы магнит өрісі ротордың орама өткізгіштерін қиып өтеді де, олдар электр қозғаушы күшін индукциялайды. Егер ротор орамалары, әйтеуір бір кедергімен тұйықталған болса немесе қысқа тұйықталса, онда индукцияланған электр қозғаушы күштің әсерінен оның бойында ток жүреді. Ротор орамдағы ток пен статор орамадағы айналмалы магнит өрісінің өзара әсерлесуі нәтижесінде роторды айналдыратын айналдырушы кезең пайда болады.
Суретте ротордың шеңбер бөлігі түрінде орамасының бір өткізгіші бөлек көрсетілген. Статор өрісі ротор айналасында сағат тілінің бағытымен минутына n1 санын тең айналым жасацтын және кеңістікте айналатын солтүстік полюс N ротор орамасының өткізгішіне қарағанда солдан оңға қарай қозғалады, осының нәтижесінде, бұл өткізгіште оң қол ережесіне сайғһ, бақылаушыға қарай бағытталған электр қозғаушы күші индукцияланады. Егер ротор тұйықталған болсағ онда электр қозғаушы
Күштің әсерімен орам арқылы ток жүреді, оның бағыты да қарастырылып отырған өткізгіш үшін бақылаушыға қарай бағытталады.
Ротор орамасы өткізгішіндегі ток пен магнит өрісінің өзара әсерінің нәтижесінде, сол қол ережесі бойынша анықталатын бағытта қозғалтуға тырысатын немесе солдан оңға қарай айналатын, өріс бағытымен бағыттас F күші пайда болады. Осы электрмагниттік күштер роторды магнит өрісінің соңынан айналуға мәжбүр етеді.
Егер ротор орамасының өткізгішіне әсер ететін F күшті осы өткізгіштің ротор осінен қашықтығына көбейтсек, онда берілген өткізгіштегі токтың әсерінен туындайтын айналдырушы кезең шығады. Роторда бірнеше өткізгіш орналастырылғандықтан, әрбір өткізгішке әсер ететін күштердің осы өткізгіштердің ротор осінен қашықтықтарына көбейтінділерінің қосындысы қозғалтқыш қосындысы қозғалтқыш өндіретін айналдырушы кезеңді береді. Айналдырушы кезеңнің әсерінен ротор магнит өрісінің айналу бағытын өзгерту үшін статор орамасы туғызған магнит өрісінің айналу бағытын өзгерту керек болады. Бұл статордың орама фазаларын жалғастыру ретін өзгерту арқылы орындалады, ол үшін статор орамасын желімен қосатын электр желісінің қысқышындағы үш өткізгіштің кез келген екеуін ауыстырып қосса болғаны. Реверстеу қозғалтқыштары статор орамаларының фазаларын ауыстырып-қосып, ротордың айналу бағытын өзгертуге мүмкіндік беретін ауыстырып-қосқышпен жабдықталады.
Ротордың қозғалу бағытынан тәуелсіз оның n2 жылдамдығы, жоғарыда көрсетілгендей, үнемі статордың магнит өрісінің жылдамдығынан аз болады.
Егер кез келген уақыт ішіндегі ротордың айналу саны статор өрісінің айналу санына тең болады деп жорамалдасақ, онда ротор орамасының өткізгіштері статор магнит өрісінің күш сызықтарын қиып өтпейді, роторда ток пайда болмайды. Бұл жағдайда ротордың айналдырушы кезеңі нөлге тең болады, тежеуші кезеңді теңгеретін айналдырушы кезең пайда болмайынша, ротордың айналу жылдамдығы статор өрісінің айналу жылдамдығымен салыстырғанда кем болады. Соңғы кезең қозғалтқыш білігіндегі тежеуші кезеңнен, машинадағы үйкеліс күштерінің кезеңінен т.б. құралады.
3. Асинхронды қозғалтқыштың құрылысы
Статор өзекшесінің қалыңдығы 0,35 немесе 0,5 мм болат пластиналардан құралады. Пластиналарды қуыс қалатындай тығыздайды да, құйынды токтарға жұмсалатын шығынды азайту үшін араларын лакпен, қабыршақ немесе жұқа қағазбен оқшаулайды. Пластинкаларды жеке паеттерге жинайды, қозғалтқыштың корпусына бекітеді. Сондай-ақ, ротор білігі сүйенетін корпустың қақпағы, не иінтіректер орналастырылған бүйір қалқандар бекітіледі. Корпус фундаментке орнатылады.
Статордың көлденең паздарына өзара үш фазалы жүйе құрайтындай етіп оның орамасының өткізгіштері жалғастырылады. Машина қалқанында әр фаза орамаларының бастары мен аяқтарына жалғасқан алты қысқыш бар. Үш фазалы ток желісіне статор орамасын жұлдызша немесе үшбұрыштап етіп қосуға болады, мұның өзі қозғалтқышты әр түрлі сызықтық керенуі бар электр желісіне қосуға мүмкіндік береді. Мысалы, қозғалтқыш кернеуі 220\127В немесе 380\220 В болатын желіде жұмыс істей алады. Машинаның қалқанында қозғалтқышқа шамаланған екі түрлі желі керенулері қатар көрсетілген, яғни 220\127 В немесе 380\220В.
Қалқанда көрсетілгендей, төменгі кернеуге қосу үшін статордың орамаларын үщбұрыштап жалғастырады, ал аса жоғары кернеуге қосу үшін жұлдызша түрінде жалғастырады.
Статор орамаларын электр жүйесіне үшбұрыштап қосу үшін машина қалқанының жоғары қысқыштарын төменгілермен ұстатқыш арқылы қосады, ал бірге жалғанған қысқыштардың әрбір жұбын үш фазалы электр желісінің сызықтық сымына қосады. Электр желісіне үшбұрыштап қосу үшін қалқандағы төменгі үш қысқышты ұстатқыш арқылы ортақ бір нүктеге қосып, ал жоғарғыларын үш фазалы ток желісінің сызықтық сымдарына жалғастырады. Ротордың өзекшесін құйынды токтарға жұмсалатын шығынды азайту үшін лак немесе жұқа қағазбен оқшауланған, қалыңдығы 0,55мм болат пластикаларды іріктеп алады. Пластинкаларды шұңқыр жасай тығыздайды да, қаптап, көлденең пазы бар цилиндр сияқты машина білігіне бекітеді. Паздарға роор орамасының өткізгіштері орнатылады. Осы ормалалардың типіне қарай асинхронды машиналар фазалық және қысқа тұйықталған роторлы болып бөлінеді.
Қысқа тұйықталған ротордың орамасын дөңгелек тиын сияқты жасайды. Ротордың паздарына екі ұштары мыс сақиналармен ұсатылған үлкен біліктер бекітіледі. Қысқа тұйықталған ротордың орамасын көбінесе алюминийден дайындайды. Алюминийді ыстық күйінде ротордың паздарына қысыммен құяды. Мұндай орама үнемі қысқа тұйықталатындықтан, оған кедергі келтіру мүмкін емес.
Ротордың фазалық орамасын статордікіндей жасайды, яғни өткізгіштерді өзара сәйкестендіріп, жүйе құратындай етіп қосады. Үш фазаның ротор орамаларының бастарын ротор білігіндегі түйіспелі мыс сақинаға жалғастырады. Сақиналар бірінен-бірі және біліктен оқшауланады да, ротормен қоса айналады. Сақиналар айналғанда, оның астына қозғалмайтын етіп бекітілген көмір немесе мыс щеткалар сақина бетімен сырғанай қозғалады. Ротордың орамасы кез келген юір кедергі арқылы тұйықталуы немесе жоғарыда көрсетілген щеткалар арқылы қысқа тұйықталуы мүмкін.
Қысқа тұйықталған роторлы қозғалтқыштар фазалық роторлы қозғалтқыштарға қарағанда қарапайым, әрі пайдалануға сенімді. Алайда, фазалық роторлы қозғалтқыштардың артықшылығы-оның жүргізіп жіберуші және реттеуші қасиеттерінің барлығында. Қазіргі уақытта асинхронды қозғалтқыштардың басым көпшілігі қысқа тұйықталған роторлы етіп жасалады,тек арнаулы мақсаттар үшін және өте ірі қуаттар үшін ғана фазалық орамалы роторлар пайдаланылады.
Құрылымының қарапайымдылығы, қызмет етуі оңай, құнының арзандығы сияқты қасиеттерімен бірге, асинхронды қозғалтқыштың кейбір кемшіліктері де бар, олардың ішіндегі ең бастысы-пайдалы қуатының едәуір төмендігі. Асинхронды қозғалтқыштарда соs ᵩ оның толық жүктелген кезінде 0,85-0,9 шамасына жетуі мүмкін; жүк азайғанда ол төмендейді де, бос жүріс кезінде 0,2-0,3 болады. Асинхронды қозғалтқыштың қуат коэфиициентінің кем болуының себебі-магнит өрісін қоздыруға қажет болатын реактивтік қуатқа өте көп энергия жұмсалатындығына.
Асинхронды қозғалтқыштағы магнит ағыны өзінің жолында магнит кедергісін едәуір арттыратын статор мен ротор арасындағы ауа қуысына кездеседі, осының салдарынан әлгі кедергіні жеңуге қажет болатын магниттеуші токтың артуын қоздырады. Қозғалтқыш тұынатын реактивтік қуат магниттеуші токқа пропорциолан болады.Асинхронды қозғалтқыштың қуат коэффициентін арттыру үшін қуысын мүмкіндігінше азайтуға тырысады, оны кішкентай қозғалтқыштарда 0,3мм-ге жеткізуге болады.
Қуаты қозғалтқыштарда ауа қуысын құралымдық талаптарға сай үлкейтуге тура келеді, бірақ ол 2-2,5мм-ден артпайды.
4. Қысқа тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқыш
Қысқа тұйықталған роторы бар қозғалтқыштардың ең басты жетістіктері - конструкциясының қарапайымдылығы және пайдаланудағы сенімділігі, сондықтан олар өнеркәсіпте өте кең қолданылып отыр. Алайда, бұл қозғалтқыштардың жүргізуші сипаттамаларында кемшіліктері де бар.
Қысқа тұйықталған роторы бар асинхронды қозғалтқыштардың жүргізуші сипаттамасын жақсарту ротордың конструкциясын өзгерту арқылы іске асырылады. Құрылымы жақсартылғандардың қатарына қысқа тұйықталған орамасы бар, терең пазды ротор жатады.
Құрылымның сыртқы ұқсастығына байланысты қысқа тұйықталған ротордың орамасы, көбінесе тиіннің доңғалағы (тиіннің торы) екі сақинадан қысқа тұйықталған алюминийден (қарапайым мыс, жезден) тұрады. Бұл орамның негіздері ротордың ядросының ойықтарына салынған. Ротордың және статордың корпусы беріліс құрылымына ие. Төмен және орташа қуатта жұмыс істейтін машиналарда, әдетте, орамдағы ротордың ядросының шұңқырларына балқытылған алюминий құймаларын құю арқылы жасалады. Тиін дөңгелек таяқшасымен бірге, қысқа тұйықталу сақиналары мен бет жүздері машинаны желдетуге арналған. Жоғары қуатты машиналарда тиін дөңгелек пісіру арқылы қысқа тұйықталу сақиналарына қосылған мыс шыбықтарынан жасалған.
Тікелей іске қосу кезінде (реттелмеген) қысқа тұйықталу роторымен асинхронды қозғалтқыштар кішкене іске қосу сәті мен айтарлықтай жетіспеушілігі бар, ол елеулі кемшілік болып табылады. Сондықтан, олар үлкен басталу нүктелерін қажет етпейтін электр жетектерінде қолданылады. Энергияның жартылай өткізгіштік технологиясын дамыту кезінде, жиілік түрлендіргіштері жиі кездеседі, бұл қозғалтқышты іске қосқан кезде ток беру жиілігін біртіндеп арттыруға мүмкіндік береді, бұл үлкен іске қосу моментіне жету дегенді білдіреді.
Өндірістің қарапайымдылығының артықшылығын атап өту керек, сондай-ақ машинаның динамикалық бөлігімен электрлік байланыстың болмауы, ол ұзақ уақытты қамтамасыз етеді және техникалық қызмет көрсету шығындарын азайтады. Арнайы ротордың конструкциясымен, тек алюминийлік цилиндр ауа ағынында айналғанда, қозғалтқыштың шағын инерциясына жетуге болады. Роторлы қысқа тұйықталған асинхронды қозғалтқыштың суреті төменде көрсетілген.
1-статор, 2-үш фазалы орам,3-болатты корпус,4-ротор,5-мысты қоссақиналар,6-білік,7,8-білік айналатын мойынтірік бар қапақтар.
Асинхрондық қозғалтқыштар, жоғарыда көрсетілген артықшылықтарына байланысты, қысқа тұйықталған ротормен, өнеркәсіптік электр қозғалтқыштарында қозғалтқыштардың негізгі түрі болып табылады, қозғалтқыштардың басқа түрлерін пайдалану шамалы және жоғары мамандандырылған сипатқа ие болып келеді.
Орама ҚТР-мыс стержендерінен жасалған және өзекшенің ойықтарына орналастырылған не болмаса өзекше ойықтарына қысымның күшімен құйылған алюминийден жасалады. Ораманың шеткі жақтары қысқа тұйықталған сақиналармен тұйықталған. Мұндай орама тиін дөңгелек деп аталады. Бұл ротордың кедергісін өзгертуге болмайды, себебі ертеректе солай жасалады.
Фазалық роторлы асинхронды қозғалтқыш.
Қазіргі уақытта асинхронды қозғалтқыштардың үлесі өнеркəсіпте өндірілген барлық электр қозғалтқыштарының кемінде 80% құрайды. Олар үш фазалы асинхронды қозғалтқыштарды қамтиды.
Үш фазалы асинхронды электр қозғалтқыштары автоматтандырылған және қашықтан басқарылатын құрылғыларда, тұрмыстық және медициналық құрылғыларда, дыбыс жазатын құрылғыларда және т.б. кеңінен қолданылады.
Фазалық роторлы асинхронды электр қозғалтқыштарының құрылысы.
Кез-келген асинхронды қозғалтқыштың негізгі бөліктері қозғалмайтын бөлігі болып табылады - статор және айналмалы бөлік, ротор деп аталады.
Үш фазалы асинхронды қозғалтқыштың статоры шойын рамасына басылған ламинатталған магниттік тізбектен тұрады. Магниттік контурдың ішкі бетінде орамдық өткізгіштерді төсеу үшін ойықтар бар. Бұл өткізгіштер статор орамасының үш фазасын құрайтын көпфункциялы жұмсақ катушкалардың жағы болып табылады. Роликтердің геометриялық осі бір-біріне 120 градусқа қатысты кеңістікте ауысады.
Электр қозғалтқышының бұл түрі кең жылдамдықтағы жылдамдығын біркелкі реттеуге мүмкіндік береді. Фазалық ротордың көпфазалы (әдетте үш фазалы) орамасы бар, әдетте жұлдыз схемасына сәйкес байланысады және байланыс сақиналарына шығарылады. Бұл сақиналардың бойымен сырғанайтын қылшақтардың көмегімен ротордың орамасының тізбегіне сыртқы басқару схемасы қосылады, бұл ротордың жылдамдығын басқаруға мүмкіндік береді.
Бұл тізбектің элементтері:
тұрақты ток көздері, осылайша синхронды машина алады.
қозғалтқыштың жылдамдығын және электромагниттік сәтін басқаруға мүмкіндік беретін терістеуіш арқылы қуатталады. Бұл арнайы жұмыс режимі (қос электр машинасы). Протофаз статорында терістеуішсіз электр желісінің кернеуін қосуға болады.
Әрбір фазаға арналған қосымша белсенді қарсылық рөлін атқаратын іске қосу сәті реостат. Бастапқы токты азайту, ең жоғарғы мәнге (бірінші нүктеде) іске қосу сәтін ұлғайту. Мұндай қозғалтқыштар үлкен жүктемені көтеретін немесе тегіс жылдамдықты басқаруды қажет ететін механизмдерді басқаруға арналған.
ротордың әрбір фазасындағы индуктивтілік (кедергіш).
Фазалық роторлы асихронды қозғалтқыштың суреті төменде көрсетілген.
Үш фазалы асинхронды қозғалтқыштың роторы электрлі болаттан таңбаланған парақтардан жасалған және білікке орнатылған цилиндр болып табылады.
Жоғары қуаттың асинхронды қозғалтқыштарында және төмен қуатты арнайы машиналарда фазалық роторлар іске қосу және реттеу қасиеттерін жақсарту үшін қолданылады. Мұндай жағдайларда үш фазалық орамасы роторға фазалық катушкалардың геометриялық осьтерімен 120 градусқа бір-біріне қатысты кеңістікте ауысады.
Орамның фазалары жұлдыз арқылы қосылады және олардың ұштары білікке (2) бекітілген үш контактілі сақинаға (3) қосылып, білікше және бір-бірінен электрлік оқшауланған. Сақиналармен (3) жылжымалы байланыста болатын щеткалар (4) көмегімен фазалық орамалардың тізбектерінде реттеу кедергісін (5) қамтуы мүмкін.
Фазалық роторы бар асинхронды қозғалтқыш жақсы іске қосу және реттеу қасиеттеріне ие, бірақ қысқа тұйықталу роторымен асинхронды қозғалтқышқа қарағанда массасы үлкен, өлшемі және құны бар.
5. Бірфазалы асинхронды электр қозғалтқыштарының сипаттамасы
Бір фазалы асинхронды қозғалтқыштар техникалық және күнделікті өмірде кеңінен қолданылады. Бір фазалы асинхронды электр қозғалтқыштары өндіріс қуаты 50 Вт-тан жүздеген ваттға дейінгі барлық қуатты электр машиналар өндірісінің жартысынан астамын құрайды және олардың өнімі үнемі өсіп келеді. Кез келген электр қозғалтқышының негізгі компоненттері ротор мен статор болып табылады. Ротор электр қозғалтқышының айналмалы бөлігі болып табылады, статор электр қозғалтқышының бекітілген бөлігі болып табылады, оның көмегімен ротордың айналуы үшін магнит өрісі құрылады.
Бір фазалы қозғалтқыштың негізгі бөліктері: ротор мен статор.
Статордың бір-біріне қатысты 90 ° бұрышында орналасқан екі орамасы бар. Негізгі орамасы негізгі (жұмыс істейтін) деп аталады және әдетте статор ядросының 23 бөлігін алады, қалған орамал қосалқы (басталу) деп аталады және әдетте статор ойықтарының 13 бөлігін алады.
Қозғалтқыш шын мәнінде екі фазалы, бірақ тек бір орамал жұмыс істеп тұрғандықтан, электр қозғалтқышы бірфазалы деп аталады.
Ротор әдетте қысқа тұйықталу орамасы болып табылады, сондай-ақ тиын тор деп аталатын ұқсастыққа байланысты болып табылады. Мыс немесе алюминий өзекшелері, ұштары сақиналармен жабылады, ал шыбықтар арасындағы кеңістік жиі алюминий қорытпасымен толтырылады.
Бір фазалы электр қозғалтқышының роторы қуыс емес магмалық немесе қуыс ферромагниттік цилиндр түрінде де жасалуы мүмкін.
6. Бірфазалы асинхронды қозғалтқыштың жұмыс істеу принципі
Бірфазалы асинхронды қозғалтқыштың жұмысын жақсы түсіну үшін оны негізгі және қосалқы орамаларда бір айналыммен қарастырайық. Көмекші орамда ағым болмаса, жағдайды қарастырайық. Негізгі статор орамасы қосылса, орамнан өтетін ауыспалы ток кеңістікте стационарлық болады, бірақ +Фmax -Фmax-ден өзгереді, пульсирленген магнит өрісін жасайды.
Егер пульсирленген магнит өрісіндегі бастапқы айналымға роторды орналастырса, ол сол бағытта айнала береді.
Бір фазалы асинхронды қозғалтқыштың жұмыс принципін түсіну үшін пульсирленген магнит өрісін Фmax 2 амплитудасы бар және бірдей жиілікте қарсы бағыттар бойынша айналатын бірдей дөңгелек өрістерге кеңейтеміз:
мұндағы ռпр - магнит өрісінің алдыңғы бағытында айналу жиілігі, айн мин,
ռбр - магнит өрісінің қарсы бағытта айналу жиілігі, айн мин,
f1 - статордың ток жиілігі, Гц,
p - полюстер жұптарының саны,
n1 - магниттік ағынның айналу жылдамдығы, айн. мин
Үш фазалы асинхронды электр қозғалтқыштары.
Үш фазалы асинхронды электр қозғалсқыштарда статор мен ротот орамаларының бірнеше түрі, олардың ішінде тұзақты, толқынды және қысқа тұйықталған орамалар қолданылады. Қуаттылығы кіші машиналар үшін тұзақты орамаларының бір түрі ретінде, тіркеспелі орамаларда қолданалады. Асинхронды машинаның қуаттылығына кернеуінің мөлшері мен ойыөтарының пішініне қарай орамаларының түрін таңдап алады. Бір қабатты тізбекті орамалар қуаттылығы 7кВт-қа дейінгі асинхронды қозғалтқыштарда қолданылады.
Үшфазалы асинхронды электр қозғалтқыштуың құрылысы. Үшфазалы асинхронды электр қозғалтқыштың негізгі құрылыс бөлшектеріне статор, ойықтарға орналасқан үшфазалы екі орама және басқа да қосалқы элементтер жатады. Асихронды қозғалтқыштың статоры-қозғалтқыштың статоры арнайы электр техникалық болаттан қалыпқа құйып жасалған тісті қаңылтырлардан жасалған, ішкі қуыс цилиндр, оның магнит өткізгіштіні кәдімгі конструкциялық болаттан жоғары болып келеді.
Бұл айнымалы магнит өрісі статор темірінде артық магниттелуден болатын шығындарды айтарлықтай азайтуға мүмкіндік береді. Статор асинхронды қозғалтқыштың қаңқасына мықтап тығыздалады. Қаңқа шойыннан немесе салмағы жеңіл арнайы қорытпалардан құйылады және жұмыс жағдайына арналған іргетасқа немесе арнайы тірекке бекітіледі. Статорды тісті қаңылтырлардан құрастырған кезде оның ішкі бетінде белгілі пішінде ойық пайда болады. Асихронды қозғалтқыштардың статоорындағы ойықтары негізінде тік бұрышты болады.
Массивті ротормен асинхронды қозғалтқыш
Масстивті ротормен асихронды машинаның өзгешелігі бар. Мұндай ротор тұтастай ферромагниттік материалдан жасалған, яғни шын мәнінде ол болат цилиндр болып табылады. Ферромагниттік ротор бір мезгілде магнит ядросының және өткізгіштің (орамның орнына) рөлін орындайды. Айналмалы магнит өрісі ротордың толқындық ағынын тудырады, олар айналым жасау үшін статордың магнит ағынымен өзара әрекеттеседі.
Артықшылықтары:
Өндірістің қарапайымдылығы, төмен баға
Жоғары механикалық беріктік (жоғары жылдамдықты машиналар үшін маңызды)
Жоғары іске қосу сәті
Кемшіліктері:
Ротордағы үлкен энергия шығыны
Ерекшеліктері:
Толық механикалық өнімділікке ие
Ротор төмен жүктемелерде айтарлықтай қызады.
Үлкен роторларды жақсартудың әртүрлі тәсілдері бар: роторды мыс қабаты арқылы жабу, ұштар бойынша мыс сақиналарын дәнекерлеу. Сонымен қатар машинаны қуыс ротормен қоюға болады. Бұл ферромагниттік немесе қарапайым өткізгіш материалдың қуыс цилиндр болуы мүмкін.
Асинхронды электр қозғалтқыштарының артықшылықтары.
Үш фазалы асинхронды қозғалтқыштардың кең таралуы оларды жобалаудың қарапайымдылығымен, пайдаланудағы сенімділіктен, жақсы өнімділік қасиеттерімен, төмен құны мен техникалық қызмет көрсетудің ыңғайлылығымен түсіндіріледі.
Асинхронды электр қозғалтқыштардың жұмыс істеу принципі
Асинхронды машинаның жұмыс істеу принципі айналмалы магнит өрісін пайдалануға негізделген. Үшфазалы статор орамасы желісіне қосылған кезде айналмалы магнит өрісі құрылады, оның бұрыштық жылдамдығы желілік жиілікпен және ораманың p полюстерінің жұптарымен анықталады, яғни ω1 = 2PIf p.
Статордың және роторлы орамдардың өткізгіштерін кесіп өтіп, бұл өріс ЭҚК орамасында индукцияланады (электромагниттік индукция заңына сәйкес). Ротор орамасы жабылған кезде, оның ЭҚК ротордың тізбегіндегі ток береді. Ақырлы шағын кен орнын өзара әрекеттесу нәтижесінде электромагниттік сәт пайда болады.
Егер бұл сәтте қозғалтқыш білігіне қарсыласу сәті асып кетсе, білік айналып, жұмыс механизмін қозғайды. Әдетте, ротордың ω2 бұрыштық жылдамдығы синхронды деп аталатын магнит өрісінің бұрыштық жылдамдығына тең емес. Осылайша асинхронды қозғалтқыштың атауы пайда болды, яғни асинхронды емес.
Асинхронды машинаның жұмысы ω1 мен ротордың ω2: s = (ω1-ω2) ω1 өрістерінің бұрыштық жылдамдықтары арасындағы салыстырмалы айырмашылық болып табылатын сырғудың көмегімен сипатталады.
Ротордың магнит өрісіне қатысты бұрыштық жылдамдығына байланысты сырғудың мәні мен белгісі асинхронды машинаның жұмыс режимін анықтайды. Осылайша, мінсіз бос режимде ротор мен магнит өрісі бірдей бағытта бірдей жиілікте айналады, сырғымасы s = 0, айналмалы магнит өрісіне қатысты стационар болып, орамдағы ЭҚК индуцияланғанбаған, машинаның роторгыток және электромагниттік сәті нөлге тең болады. Ротор іске қосылған кезде уақыттың бірінші кезіндегі қозғалысы: ω2 = 0, s = 1. Жалпы жағдайда, қозғалтқыш режиміндегі сырғу s = 0 мәнінен s = 0 мәніне дейін мінсіз бос жұмыс режимінде өзгерген кезде өзгереді.
Ротор магнит өрісінің айналу бағыты бойынша ω2 ω1 жылдамдықпен айналса, сырғытпаға айналады. Құрылғы генерациялау режиміне еніп, тежеуіш сәтін дамытады. Ротор айналдыру бағытына қарсы бағытта айналатын магниттік өріс (s 1), асинхронды машина қарсылық режиміне ауысады, сондай-ақ тежеу сәтін дамытады. Осылайша, сырғымаға қарай қозғалтқыш (s = 1 ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz