Motor asíncrono: el principio del dispositivo, el circuito del convertidor de frecuencia.

Contenido:

  • Descripción del esquema?
  • Dispositivo?
  • ¿Alcance?
  • ¿Clases?
  • ¿Motores para redes monofásicas?
  • ?
  • ¿Motores para una red de dos fases?
  • ?
  • ¿Motores asíncronos trifásicos?
  • ?
  • ¿Motores trifásicos?
  • ¿Cómo funcionan los convertidores de frecuencia?

La producción industrial moderna, en constante evolución, requiere una aplicación para resolver diversas tareas de soluciones técnicas nuevas e innovadoras.Al mismo tiempo, muchos fabricantes ahora están utilizando como motores de máquinas herramientas, máquinas y varios mecanismos de motores asíncronos antiguos y confiables.

Entre los equipos electrónicos y eléctricos utilizados en la producción, un motor asíncrono ocupa un lugar especial: un motor eléctrico con una unidad de control electrónico que utiliza corriente alterna para convertir la energía eléctrica en una mecánica.

La divulgación más profunda de este concepto se basa en el principio de usar un campo magnético para crear un movimiento giratorio: el estator crea un campo magnético que es ligeramente mayor que la frecuencia del campo magnético de un rotor rotativo.

El campo magnético obliga al rotor a girar, mientras que su velocidad de rotación es ligeramente menor que el cambio en el campo magnético del estator, intenta alcanzar el campo formado por el estator.

Los motores de este principio son los tipos más comunes de máquinas eléctricas : este es el tipo más simple y económico de transformación de energía eléctrica de una corriente alterna en energía mecánica rotacional.

Me gustaLa mayoría de los mecanismos técnicamente complejos, tales motores tienen muchos lados positivos, el principal de los cuales es la falta de contacto eléctrico entre las partes móviles y estacionarias de la máquina.

Esta es la dignidad de los asíncronos y es fundamental en la elección de los modelos de motor en los desarrollos de diseño: la falta de colector y escobillas, los contactos entre el estator y el rotor aumentan significativamente la confiabilidad y reducen el costo de producción de tales motores.

Sin embargo, debe tenerse en cuenta que esta regla es válida solo para una de las especies (aunque es el tipo más común): motores con rotor cortocircuitado.

Descripción del sistema

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El funcionamiento de un motor eléctrico asíncrono destinado a una alimentación de CA convencional se puede describir mediante el siguiente esquema:

  • Una corriente eléctrica alterna de cada fase se alimenta a los devanados del estator del motor(en el caso de que el motor sea trifásico, si la corriente es monofásica, entonces la inclusión de otros devanados se produce a través de la inclusión de los capacitores de arranque que desempeñan el papel de simular una red trifásica).
  • Como resultado del suministro de voltaje , en cada uno de los devanados existentes, se crea un campo eléctrico con una frecuencia de voltaje, y dado que tienen un desplazamiento de 120 grados entre sí, existe un sesgo de suministro en el tiempo (incluso insignificante), y en el espacio (también bastante pequeño).
  • Obtenido como resultado del flujo magnético giratorio , el estator crea con su fuerza en el rotor, o más bien en sus conductores, fuerza electromotriz.
  • El estator creó flujo magnético., que, al interactuar con el campo magnético del rotor, crea un par, cuyo campo magnético tiende a regresar en la dirección del campo magnético del estator.
  • El campo magnético aumenta gradualmente y excede el llamado par de freno , gira el rotor.
  • Por lo tanto, el circuito de la unidad asíncrona es la interacción del campo magnético del estator y las corrientes generadas por el mismo campo magnético en el rotor del motor.

    Dispositivo

    Dispositivo del motor

    Más claramente, el diseño de la unidad se puede ver en un ejemplo de un motor asíncrono con un rotor cortocircuitado, el segundo tipo de motores eléctricosDiseño algo diferente, debido al hecho de que utilizan una red industrial de 380 voltios.

    Los componentes principales de tal máquina eléctrica son el estator y el rotor , que no entran en contacto entre sí y tienen un espacio de aire.Tal diseño de las partes principales se debe al hecho de que las dos partes principales del motor eléctrico, incluidas las llamadas partes activas, consisten en un conductor metálico de excitación de bobinado.

    Para cada parte hay sus propios devanados de rotor y estator, respectivamente, y el núcleo de acero - imán.Estas son las partes principales del motor eléctrico, que son esencialmente necesarias para la máquina, todas las demás partes (cuerpo, rodamientos de rodillos, eje, ventilador) son constructivamente necesarias, pero no afectan el principio de funcionamiento del dispositivo.

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    Juegan un papel importante, por ejemplo, los rodamientos de rodillos, proporcionan un funcionamiento suave, el cuerpo protege contraInfluencia mecánica en las partes principales de trabajo, el ventilador enfría el motor y elimina el calor liberado durante el funcionamiento, pero el principio de transformación de la energía eléctrica en mecánica no afecta.

  • El estatores el elemento principal de un motor eléctrico que consiste en un trifásico (o multifase)sinuosoLa característica del devanado es una cierta disposición de giros: los conductores están espaciados uniformemente en ranuras que tienen un ángulo de 120 grados a lo largo del círculo.
  • Rotores el segundo elemento principal de la unidad, que es un núcleo cilíndrico con ranuras con ranuras de aluminio.Tal diseño debido a su especificidad se llama "jaula de ardilla" o un tipo de rotor en cortocircuito.En ella, las varillas de cobre están cerradas en los extremos del anillo en ambos lados del cilindro.
  • Además del tipo más simple de motor eléctrico asíncrono con un rotor simple, la familia de motores asíncronos también incluye máquinas que tienen una estructura más complicada, bobinas en las que hay un estator y un rotor.

    Los devanados trifásicos, y uno por uno constructivamente para cada fase, se conectan como devanados de estator o "estrellas" o "triángulos" , y los extremos de estos devanados se emiten en anillos de contacto giratoriosEn el eje, la corriente eléctrica se transmite a través de los cepillos de grafito.Este tipo de motores eléctricos tiene una gran potencia y ya se utiliza en máquinas y máquinas industriales.

    Ámbito

    En particular, las característicasDiseño y simplicidad de fabricación, tales motores eléctricos han encontrado la aplicación básica en máquinas y mecanismos que no requieren un gran esfuerzo y potencia en el trabajo.

    Básicamente, tales motores se instalan en prácticamente todos los electrodomésticos:

    • molinos de carne;
    • horquillas para el cabello;
    • batidoras eléctricas;
    • ventiladores domésticos;
    • máquinas domésticas pequeñas de baja potencia;

    Los motores asíncronos trifásicos tienen diferentes potencias que van desde 150 W a varios kilovatiosy se utilizan principalmente en la industria como motores para máquinas y mecanismos.

    El uso de este tipo de motor se debe a la relación de potencia /rendimiento y, además, como los más fáciles de ensamblar, tales motores no requieren mucha atención y un mantenimiento cuidadoso, especialmente aquellos tipos de cascos que están especialmente diseñados para funcionarCondiciones de producción difíciles.

    Tipos

    En la forma de varios problemas de diseño que enfrentan las máquinas y mecanismos desarrollados en la producción industrial en serie, se encontraron los motores eléctricos lineales asíncronos de los cuatro tipos principales:

    Motores para red monofásica

    Con rotor cortocircuitado.

    Motores para una red de dos fases

    Con rotor cortocircuitado.

    Motores asíncronos trifásicos

    Con rotor cortocircuitado.

    Motores trifásicos

    Con rotor de fase.

    CaracterísticaEl diseño se basa en el principio del motor asíncrono monofásico: solo tiene un estator de bobinado en funcionamiento.Pero para comenzar, se utiliza un devanado adicional, y su propósito es conectarse a la red utilizando un condensador.Esta conexión se usa para crear un cambio de fase inicial y un par, más simplemente, para que el eje gire.

    El segundo tipo de motores eléctricosson ​​motores de dos fases, que tienen dos devanados en funcionamiento.Dicha solución técnica permite operar de manera más eficiente desde una red monofásica utilizando un condensador de duplicación de fase para obtener un campo magnético giratorio.

    Asíncrono trifásico, que tiene en su composición un devanado único para cada fase de la tensión de alimentación : tres devanados en funcionamiento con un desplazamiento apropiado entre sí de 120 grados.Esto permite la inclusión en una red trifásica, para obtener un campo eléctrico que acciona un rotor cortocircuitado.

    Para un cuarto trifásico asíncrono con un rotor de fase, el estator está dispuesto de la misma manera: tres conexiones de bobinado de tipo estrella.

    El rotor, a diferencia de los bigotes, ya tiene un devanado completo con cepillos.Conexión de un devanado, que se realiza tanto directamente como a través de reóstatos.Estas máquinas tienen el par de arranque más grande y la potencia más desarrollada.

    El principio de funcionamiento de los convertidores de frecuencia

    Junto con todas las cualidades positivas de los motores asíncronos, también hay momentos desagradables: un disparador demasiado grandeCorriente y la imposibilidad de regular la velocidad de rotación del rotor.

    Puede resolver estos problemas utilizando convertidores de frecuencia.

    El principio de un dispositivo de este tipo se puede describir en dos palabras de la siguiente manera:utilizando un circuito rectificador electrónico, la tensión de la red primero se suaviza y luego se filtra por medio de condensadores.

    El uso de tales convertidores de frecuencia durante el arranque, evita la rotación inversa del eje del motor y reduce significativamente (hasta un 50%) la energía consumida.