Asünkroonsed täitevmootorid

Asünkroonseid täiturmootoreid kasutatakse automaatjuhtimissüsteemides erinevate seadmete juhtimiseks ja reguleerimiseks.

Asünkroonse ajamiga mootorid hakkavad tööle siis, kui neile antakse elektriline signaal, mille nad muundavad võlli või selle pöörlemise teatud pöördenurgaks. Signaali eemaldamine toob kaasa töötava mootori rootori kohese ülemineku pidurdusseadmeid kasutamata seisvasse olekusse. Selliste mootorite töö jätkub kogu aeg siirdetingimustes, mille tulemusena ei jõua rootori pöörlemissagedus lühikese signaaliga sageli statsionaarset väärtust. Sellele aitavad kaasa ka sagedased stardid, suunamuutused ja peatused.

Disaini järgi on täitevmootorid asünkroonsed masinad, millel on kahefaasiline staatorimähis, mis on valmistatud nii, et selle kahe faasi magnetteljed nihutatakse ruumis üksteise suhtes, mitte 90-kraadise nurga all.

Üks staatorimähise faasidest on väljamähis ja sellel on juhid klemmidega, mis on tähistatud C1 ja C2.Teisel, mis toimib juhtmähisena, on juhtmed ühendatud U1 ja U2 klemmidega.

Staatori mähise mõlemad faasid on varustatud sama sagedusega vastavate vahelduvpingetega. Seega ühendatakse ergutuspooli ahel toitevõrku konstantse pingega U ja juhtpooli vooluringile antakse signaal juhtpinge Uy kujul (joonis 1, a, b, c).

Riis. 1. Asünkroonsete täitevmootorite sisselülitamise skeemid juhtimise ajal: a — amplituud, b — faas, c — amplituudifaas.

Selle tulemusena tekivad staatorimähise mõlemas faasis vastavad voolud, mis kondensaatorite või faasiregulaatori kujul olevate kaasasolevate faasinihutavate elementide tõttu nihkuvad üksteise suhtes ajas, mis viib ergastuseni. elliptiline pöörlev magnetväli, mis sisaldab orava puuri rootorit.

Mootori töörežiimide muutmisel muutub elliptiline pöörlev magnetväli piiratud juhtudel vahelduvaks fikseeritud sümmeetriateljega või ringikujulise pöörlemisega, mis mõjutab mootori omadusi.

Täitevmootorite käivitamine, kiiruse reguleerimine ja seiskamine on määratud magnetvälja tekkimise tingimustega amplituudi, faasi ja amplituud-faasi juhtimise abil.

Amplituudi juhtimisel hoitakse pinge U ergutuspooli klemmidel muutumatuna ja muutub ainult pinge Uy amplituud. Nende pingete vaheline faasinihe on tänu lahtiühendatud kondensaatorile 90 ° (joonis 1, a).

Faasijuhtimist iseloomustab asjaolu, et pinged U ja Uy jäävad muutumatuks ning nendevahelist faasinihet reguleeritakse faasiregulaatori rootori pööramisega (joonis 1, b).

Amplituud-faasi juhtimisega reguleeritakse küll ainult pinge Uy amplituudi, kuid samal ajal toimub ergutusahelas kondensaatori olemasolu ja staatori mähise faaside elektromagnetilise vastasmõju tõttu samaaegne pinge faasi muutus mähise klemmidel ergastamiseks ja faasinihe selle pinge ja juhtpooli klemmide pinge vahel (joonis 1, c).

Mõnikord on lisaks väljamähise ahelas olevale kondensaatorile ette nähtud ka juhtmähise ahela kondensaator, mis kompenseerib reaktiivset magnetiseerimisjõudu, vähendab energiakadusid ja parandab asünkroonmootori mehaanilisi omadusi.

Amplituudi juhtimisel vaadeldakse ringjalt pöörlevat magnetvälja nimisignaali juures sõltumata rootori pöörlemiskiirusest ja selle vähenemisel muutub see elliptiliseks Faasijuhtimise korral ergastatakse ringikujulist pöörlevat magnetvälja ainult nimisignaaliga ja faasinihe pingete U ja Uy vahel, mis võrdub 90 °, olenemata rootori kiirusest ja erineva faasinihkega muutub elliptiliseks. Amplituudfaasi juhtimisel eksisteerib ringikujuline pöörlev magnetväli ainult ühes režiimis - nimisignaali korral mootori käivitamise ajal ja seejärel, kui rootor kiirendab, muutub see elliptiliseks.

Kõigi juhtimismeetodite puhul juhitakse rootori kiirust pöörleva magnetvälja olemuse muutmisega ja rootori pöörlemissuunda muudetakse juhtpooli klemmidele rakendatava pinge faasi muutmisega 180 ° võrra. .

Asünkroonsetele täitevmootoritele esitatakse erinõuded iseliikuva võimsuse puudumise osas, mis pakkuvad laias valikus rootori kiiruse reguleerimist, kiirust, suurt käivitusmoment ja madal juhtimisvõimsus koos nende omaduste lineaarsuse suhtelise säilimisega.

Iseliikuvad asünkroonsed mootorid ilmnevad juhtsignaali puudumisel rootori spontaanse pöörlemise kujul. Selle põhjuseks on kas metoodiliselt iseliikuva rootori mähise ebapiisavalt suur aktiivne takistus või mootori enda halb jõudlus - tehnoloogiliselt iseliikuv.

Esimene on mootorite projekteerimisel välistatud, mis näeb ette rootori tootmise, millel on suurenenud mähistakistus ja kriitiline libisemine scr = 2–4, mis lisaks tagab laia stabiilse rootori kiiruse reguleerimise vahemiku, ja teine ​​- magnetahelate ja masinapoolide kvaliteetne tootmine hoolika kokkupanemisega.

Kuna suurenenud aktiivtakistusega lühise rootoriga asünkroonseid täiturmootoreid iseloomustab madal kiirus, mida iseloomustab elektromehaaniline ajakonstant - aeg, mil rootor võtab kiiruse nullist pooleni sünkroonkiirusest - Tm = 0,2 - 1,5 s , siis automaatsetes paigaldistes eelistatakse juhtimist õõnsa mittemagnetilise rootoriga täiturmootoritele, mille elektromehaanilise ajakonstandi väärtus on väiksem — Tm = 0,01 — 0,15 s.

Kiiretel õõnestel mittemagnetilise rootori asünkroonmootoritel on nii tavapärase konstruktsiooniga magnetahelaga väline staator kui ka kahefaasiline mähis, mille faasid toimivad ergutus- ja juhtmähistena, ning sisemine staator lamineeritud ferromagnetilise õõnesena. silinder, mis on paigaldatud mootori laagrikilbile.

Staatorite pinnad on eraldatud õhupiluga, mille radiaalsuunas on suurus 0,4 - 1,5 mm. Õhuvahes on mootori võllile kinnitatud alumiiniumisulamist klaas seinapaksusega 0,2 — 1 mm. Õõnsa mittemagnetilise rootoriga asünkroonmootorite tühikäiguvool on suur ja ulatub 0,9 Aznomi ning nominaalne kasutegur = 0,2–0,4.

Automaatika- ja telemehaanikapaigaldistes kasutatakse õõnsa ferromagnetilise rootoriga mootoreid seinapaksusega 0,5–3 mm. Nendes täitev- ja abimootoritena kasutatavates masinates puudub sisemine staator ja rootor on paigaldatud ühele pressitud või kahe otsa metallkorgile.

Õhuvahe staatori ja rootori pindade vahel radiaalsuunas on vaid 0,2 — 0,3 mm.

Õõnes ferromagnetilise rootoriga mootorite mehaanilised omadused on lähedasemad lineaarsetele kui tavalise oravakeeratud rootoriga mootorite, samuti õõnsa mittemagnetilise silindri kujul tehtud rootori omadustega.

Mõnikord on õõnsa ferromagnetilise rootori välispind kaetud vasekihiga paksusega 0,05 - 0,10 mm ja selle otspinnad kuni 1 mm vasekihiga, et suurendada mootori nimivõimsust ja pöördemomenti, kuid selle efektiivsus mõnevõrra väheneb.

Õõnes ferromagnetilise rootoriga mootorite oluliseks miinuseks on õhupilu ebatasasusest tingitud rootori ühepoolne kinnijäämine staatori magnetahela külge, mida õõnsa mittemagnetilise rootoriga masinatel ei esine. Ferromagnetilise rootori õõnesmootorid ei ole iseliikuvad; need töötavad stabiilselt kiirusvahemikus nullist kuni sünkroonse rootori kiiruseni.

Massiivse ferromagnetilise rootoriga asünkroonsed mootorid, mis on valmistatud ilma mähiseta teras- või malmist silindri kujul, eristuvad nende konstruktsiooni lihtsuse, suure tugevuse, suure käivitusmomendi, töö stabiilsuse ja etteantud kiiruse poolest. kasutatakse rootori väga kõrgetel pööretel.

Seal on ümberpööratud mootorid massiivse ferromagnetilise rootoriga, mis on valmistatud välise pöörleva osa kujul.

Asünkroonseid täitevmootoreid toodetakse nimivõimsusega murdosadest kuni mitmesaja vatini ja need on mõeldud võimsuseks muutuva pinge allikatest sagedusega 50 Hz, samuti suurendatud sagedustega kuni 1000 Hz ja rohkem.
Loe ka: Selsyns: eesmärk, seade, tegevuspõhimõte