Ένα τριφασικό ασύγχρονομοτέρείναι ένας τύπος επαγωγικού κινητήρα που τροφοδοτείται με ταυτόχρονη σύνδεση τριφασικού εναλλασσόμενου ρεύματος 380V (διαφορά φάσης 120 μοιρών). Λόγω του γεγονότος ότι το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο του ρότορα και του στάτη ενός τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα περιστρέφονται προς την ίδια κατεύθυνση και με διαφορετικές ταχύτητες, υπάρχει ρυθμός ολίσθησης, επομένως ονομάζεται τριφασικός ασύγχρονος κινητήρας.
Η ταχύτητα του ρότορα ενός τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα είναι μικρότερη από την ταχύτητα του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου. Η περιέλιξη του ρότορα δημιουργεί ηλεκτροκινητική δύναμη και ρεύμα λόγω σχετικής κίνησης με το μαγνητικό πεδίο και αλληλεπιδρά με το μαγνητικό πεδίο για να δημιουργήσει ηλεκτρομαγνητική ροπή, επιτυγχάνοντας μετασχηματισμό ενέργειας.
Σε σύγκριση με το μονοφασικό ασύγχρονοκινητήρες, τριφασικό ασύγχρονοκινητήρεςέχουν καλύτερη απόδοση λειτουργίας και μπορούν να εξοικονομήσουν διάφορα υλικά.
Σύμφωνα με τις διαφορετικές δομές του ρότορα, οι τριφασικοί ασύγχρονοι κινητήρες μπορούν να χωριστούν σε τύπο κλωβού και τύπο τυλιγμένου
Ο ασύγχρονος κινητήρας με ρότορα κλωβού έχει απλή δομή, αξιόπιστη λειτουργία, μικρό βάρος και χαμηλή τιμή, που έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως. Το κύριο μειονέκτημά του είναι η δυσκολία στη ρύθμιση της ταχύτητας.
Ο ρότορας και ο στάτορας ενός τυλιγμένου τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα είναι επίσης εξοπλισμένοι με τριφασικές περιελίξεις και συνδέονται με έναν εξωτερικό ρεοστάτη μέσω δακτυλίων ολίσθησης, βουρτσών. Η ρύθμιση της αντίστασης του ρεοστάτη μπορεί να βελτιώσει την απόδοση εκκίνησης του κινητήρα και να ρυθμίσει την ταχύτητα του κινητήρα.
Η αρχή λειτουργίας του τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα
Όταν εφαρμόζεται συμμετρικό τριφασικό εναλλασσόμενο ρεύμα στην τριφασική περιέλιξη του στάτη, δημιουργείται ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο που περιστρέφεται δεξιόστροφα κατά μήκος του εσωτερικού κυκλικού χώρου του στάτορα και του ρότορα με σύγχρονη ταχύτητα n1.
Εφόσον το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο περιστρέφεται με ταχύτητα n1, ο αγωγός του ρότορα είναι ακίνητος στην αρχή, επομένως ο αγωγός του ρότορα θα κόψει το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο του στάτορα για να δημιουργήσει επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη (η κατεύθυνση της επαγόμενης ηλεκτροκινητικής δύναμης καθορίζεται από το δεξιό κανόνας).
Λόγω του βραχυκυκλώματος του αγωγού του ρότορα και στα δύο άκρα από έναν δακτύλιο βραχυκυκλώματος, υπό τη δράση της επαγόμενης ηλεκτροκινητικής δύναμης, ο αγωγός του ρότορα θα δημιουργήσει ένα επαγόμενο ρεύμα που είναι βασικά στην ίδια κατεύθυνση με την επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη. Ο αγωγός μεταφοράς ρεύματος του ρότορα υπόκειται σε ηλεκτρομαγνητική δύναμη στο μαγνητικό πεδίο του στάτορα (η κατεύθυνση της δύναμης προσδιορίζεται χρησιμοποιώντας τον κανόνα του αριστερού χεριού). Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη δημιουργεί ηλεκτρομαγνητική ροπή στον άξονα του ρότορα, οδηγώντας τον ρότορα να περιστρέφεται προς την κατεύθυνση του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου.
Από την παραπάνω ανάλυση, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι η αρχή λειτουργίας ενός ηλεκτροκινητήρα είναι η εξής: όταν οι τριφασικές περιελίξεις του στάτορα του κινητήρα (το καθένα με διαφορά ηλεκτρικής γωνίας 120 μοιρών) τροφοδοτούνται με τριφασικό συμμετρικό εναλλασσόμενο ρεύμα , δημιουργείται ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο, το οποίο κόβει την περιέλιξη του ρότορα και δημιουργεί επαγόμενο ρεύμα στην περιέλιξη του ρότορα (η περιέλιξη του ρότορα είναι κλειστό κύκλωμα). Ο αγωγός του ρότορα που φέρει ρεύμα θα δημιουργήσει ηλεκτρομαγνητική δύναμη υπό τη δράση του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου του στάτη. Έτσι, σχηματίζεται ηλεκτρομαγνητική ροπή στον άξονα του κινητήρα, οδηγώντας τον κινητήρα να περιστρέφεται στην ίδια κατεύθυνση με το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο.
Διάγραμμα καλωδίωσης τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα
Βασική καλωδίωση τριφασικών ασύγχρονων κινητήρων:
Τα έξι καλώδια από την περιέλιξη ενός τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα μπορούν να χωριστούν σε δύο βασικές μεθόδους σύνδεσης: σύνδεση τριγώνου και σύνδεση αστέρα.
Έξι καλώδια=τρεις περιελίξεις κινητήρα=τρεις άκρες κεφαλής+τρία άκρα ουράς, με ένα πολύμετρο που μετρά τη σύνδεση μεταξύ της κεφαλής και των άκρων της ουράς της ίδιας περιέλιξης, δηλαδή U1-U2, V1-V2, W1-W2.
1. Τρόπος σύνδεσης τριγώνου τριγώνου για τριφασικούς ασύγχρονους κινητήρες
Η μέθοδος σύνδεσης τριγώνου δέλτα είναι να συνδέσετε τις κεφαλές και τις ουρές τριών περιελίξεων στη σειρά για να σχηματίσετε ένα τρίγωνο, όπως φαίνεται στο σχήμα:
2. Μέθοδος σύνδεσης με αστέρι για τριφασικούς ασύγχρονους κινητήρες
Η μέθοδος σύνδεσης με αστέρι είναι η σύνδεση των άκρων της ουράς ή της κεφαλής τριών περιελίξεων και τα άλλα τρία καλώδια χρησιμοποιούνται ως συνδέσεις ισχύος. Μέθοδος σύνδεσης όπως φαίνεται στην εικόνα:
Επεξήγηση του διαγράμματος καλωδίωσης τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα σε σχήματα και κείμενο
Κιβώτιο διακλάδωσης κινητήρα τριών φάσεων
Όταν είναι συνδεδεμένος ο τριφασικός ασύγχρονος κινητήρας, η μέθοδος σύνδεσης του εξαρτήματος σύνδεσης στο κουτί διακλάδωσης είναι η εξής:
Όταν ο τριφασικός ασύγχρονος κινητήρας είναι γωνιακός, η μέθοδος σύνδεσης του εξαρτήματος σύνδεσης του κουτιού διακλάδωσης είναι η εξής:
Υπάρχουν δύο μέθοδοι σύνδεσης για τριφασικούς ασύγχρονους κινητήρες: σύνδεση αστεριού και σύνδεση τριγώνου.
Μέθοδος τριγωνοποίησης
Σε πηνία περιέλιξης με την ίδια τάση και διάμετρο καλωδίου, η μέθοδος σύνδεσης αστέρα έχει τρεις φορές λιγότερες στροφές ανά φάση (1,732 φορές) και τρεις φορές λιγότερη ισχύ από τη μέθοδο σύνδεσης τριγώνου. Η μέθοδος σύνδεσης του τελικού κινητήρα έχει καθοριστεί ώστε να αντέχει σε τάση 380V και γενικά δεν είναι κατάλληλη για τροποποίηση.
Η μέθοδος σύνδεσης μπορεί να αλλάξει μόνο όταν το επίπεδο τάσης τριών φάσεων είναι διαφορετικό από το κανονικό 380V. Για παράδειγμα, όταν το επίπεδο τριφασικής τάσης είναι 220 V, μπορεί να εφαρμοστεί η αλλαγή της μεθόδου σύνδεσης αστεριού της αρχικής τριφασικής τάσης 380 V στη μέθοδο σύνδεσης τριγώνου. Όταν το επίπεδο τριφασικής τάσης είναι 660 V, η αρχική μέθοδος σύνδεσης τριφασικής τάσης 380 V δέλτα μπορεί να αλλάξει σε μέθοδο σύνδεσης με αστέρι και η ισχύς της παραμένει αμετάβλητη. Γενικά, οι κινητήρες χαμηλής ισχύος συνδέονται με αστέρι, ενώ οι κινητήρες υψηλής ισχύος συνδέονται με τρίγωνο.
Στην ονομαστική τάση, θα πρέπει να χρησιμοποιείται ένας κινητήρας συνδεδεμένος με τρίγωνο. Αν αλλάξει σε κινητήρα συνδεδεμένο με αστέρι, ανήκει σε λειτουργία μειωμένης τάσης, με αποτέλεσμα τη μείωση της ισχύος του κινητήρα και του ρεύματος εκκίνησης. Κατά την εκκίνηση ενός κινητήρα υψηλής ισχύος (μέθοδος σύνδεσης τριγώνου), το ρεύμα είναι πολύ υψηλό. Προκειμένου να μειωθεί ο αντίκτυπος του ρεύματος εκκίνησης στη γραμμή, υιοθετείται γενικά η εκκίνηση με βήμα προς τα κάτω. Μια μέθοδος είναι να αλλάξετε την αρχική μέθοδο σύνδεσης δέλτα σε μέθοδο σύνδεσης με αστέρι για εκκίνηση. Αφού ξεκινήσει η μέθοδος σύνδεσης με αστέρι, μετατρέπεται ξανά σε μέθοδο σύνδεσης δέλτα για λειτουργία.
Διάγραμμα καλωδίωσης τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα
Φυσικό διάγραμμα γραμμών μεταφοράς προς τα εμπρός και προς τα πίσω για τριφασικούς ασύγχρονους κινητήρες:
Για να επιτευχθεί ο έλεγχος προς τα εμπρός και προς τα πίσω ενός κινητήρα, οποιεσδήποτε δύο φάσεις της τροφοδοσίας του μπορούν να ρυθμιστούν μεταξύ τους (το ονομάζουμε μεταγωγή). Συνήθως, η φάση V παραμένει αμετάβλητη και η φάση U και η φάση W προσαρμόζονται μεταξύ τους. Προκειμένου να διασφαλιστεί ότι η ακολουθία φάσεων του κινητήρα μπορεί να εναλλάσσεται αξιόπιστα όταν ενεργούν δύο επαφές, η καλωδίωση θα πρέπει να είναι σταθερή στην επάνω θύρα της επαφής και η φάση θα πρέπει να ρυθμίζεται στην κάτω θύρα του επαφέα. Λόγω της εναλλαγής της ακολουθίας φάσεων των δύο φάσεων, είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί ότι τα δύο πηνία KM δεν μπορούν να ενεργοποιηθούν ταυτόχρονα, διαφορετικά μπορεί να προκύψουν σοβαρά σφάλματα βραχυκυκλώματος φάσης σε φάση. Επομένως, η διασύνδεση πρέπει να υιοθετηθεί.
Για λόγους ασφαλείας, χρησιμοποιείται συχνά ένα διπλό κύκλωμα ελέγχου προς τα εμπρός και προς τα πίσω με ασφάλιση κουμπιών (μηχανική) και ασφάλιση επαφών (ηλεκτρική). Με τη χρήση της ασφάλισης κουμπιών, ακόμη και αν πατηθούν ταυτόχρονα τα κουμπιά εμπρός και όπισθεν, οι δύο επαφές που χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση φάσης δεν μπορούν να ενεργοποιηθούν ταυτόχρονα, αποφεύγοντας μηχανικά βραχυκυκλώματα φάσης σε φάση.
Επιπλέον, λόγω της ασφάλισης των εφαρμοζόμενων επαφών, όσο ένας από τους επαφές είναι ενεργοποιημένος, η μακριά κλειστή επαφή του δεν θα κλείσει. Με αυτόν τον τρόπο, στην εφαρμογή της μηχανικής και ηλεκτρικής διπλής ασφάλισης, το σύστημα τροφοδοσίας του κινητήρα δεν μπορεί να έχει βραχυκυκλώματα φάσης σε φάση, προστατεύοντας αποτελεσματικά τον κινητήρα και αποφεύγοντας ατυχήματα που προκαλούνται από βραχυκυκλώματα φάσης σε φάση κατά τη διαμόρφωση φάσης, τα οποία μπορούν να κάψουν το επαφέα.
Ώρα δημοσίευσης: Αύγ-07-2023
