Asinhronie izpilddzinēji

Asinhronie izpildmehānismi tiek izmantoti automātiskās vadības sistēmās dažādu ierīču vadīšanai un regulēšanai.

Asinhronie izpildmehānismi sāk darboties, kad tiem tiek dots elektriskais signāls, ko tie pārvērš noteiktā vārpstas vai tās griešanās leņķī. Signāla noņemšana izraisa tūlītēju strādājoša dzinēja rotora pāreju uz stacionāru stāvokli, neizmantojot bremžu ierīces. Šādu motoru darbība turpinās visu laiku pārejas apstākļos, kā rezultātā rotora griešanās frekvence ar īsu signālu bieži nesasniedz stacionāru vērtību. To veicina arī biežie starti, virziena maiņa un apstāšanās.

Pēc konstrukcijas izpildmotori ir asinhronas mašīnas ar divfāzu statora tinumu, kas izgatavots tā, lai tā divu fāžu magnētiskās asis tiktu pārvietotas telpā viena pret otru, nevis 90 grādu leņķī.

Viena no statora tinuma fāzēm ir lauka tinums, un tā ved uz spailēm, kas apzīmētas ar C1 un C2.Otrai, kas darbojas kā vadības spole, ir vadi, kas savienoti ar spailēm, kas apzīmētas ar U1 un U2.

Abas statora tinuma fāzes tiek apgādātas ar atbilstošu vienas frekvences maiņspriegumu. Tātad ierosmes spoles ķēde ir savienota ar barošanas tīklu ar pastāvīgu spriegumu U, un vadības spoles ķēdei tiek piegādāts signāls vadības sprieguma Uy veidā (1. att., a, b, c).

Rīsi. 1. Shēmas asinhrono izpilddzinēju ieslēgšanai vadības laikā: a — amplitūda, b — fāze, c — amplitūdas fāze.

Rezultātā abās statora tinuma fāzēs rodas atbilstošas ​​strāvas, kas, pateicoties iekļautajiem fāzes nobīdes elementiem kondensatoru vai fāzes regulatora veidā, tiek nobīdītas viena pret otru laikā, kas izraisa eliptiski rotējošs magnētiskais lauks, kas ietver vāveres būra rotoru.

Mainot motora darbības režīmus, eliptiski rotējošais magnētiskais lauks ierobežojošos gadījumos mainās ar fiksētu simetrijas asi vai apļveida rotāciju, kas ietekmē motora īpašības.

Izpilddzinēju iedarbināšanu, ātruma regulēšanu un apturēšanu nosaka apstākļi magnētiskā lauka veidošanai ar amplitūdas, fāzes un amplitūdas-fāzes vadības palīdzību.

Amplitūdas kontrolē spriegums U uz ierosmes spoles spailēm tiek saglabāts nemainīgs un mainās tikai sprieguma Uy amplitūda. Fāzes nobīde starp šiem spriegumiem, pateicoties atvienotajam kondensatoram, ir 90 ° (1. att., a).

Fāzes vadībai raksturīgs tas, ka spriegumi U un Uy paliek nemainīgi, un fāzes nobīde starp tiem tiek regulēta, pagriežot fāzes regulatora rotoru (1. att., b).

Ar amplitūdas fāzes vadību, lai gan tiek regulēta tikai sprieguma Uy amplitūda, bet tajā pašā laikā kondensatora klātbūtnes dēļ ierosmes ķēdē un statora tinuma fāzu elektromagnētiskās mijiedarbības dēļ notiek vienlaicīga sprieguma fāzes maiņa uz tinumu spailēm ierosināšanai un fāzes nobīde starp šo spriegumu un spriegumu no vadības spoles spailēm (1. att., c).

Dažreiz papildus kondensatoram lauka tinuma ķēdē tiek nodrošināts arī kondensators vadības tinuma ķēdē, kas kompensē reaktīvo magnetizācijas spēku, samazina enerģijas zudumus un uzlabo asinhronā motora mehāniskās īpašības.

Amplitūdas regulēšanā riņķveida rotējošs magnētiskais lauks tiek novērots pie nominālā signāla neatkarīgi no rotora apgriezienu skaita, un, tam samazinoties, tas kļūst eliptisks.Fāzes vadības gadījumā apļveida rotējošo magnētisko lauku ierosina tikai ar nominālo signālu un fāzes nobīde starp spriegumiem U un Uy, kas vienāda ar 90 ° neatkarīgi no rotora ātruma, un ar atšķirīgu fāzes nobīdi kļūst eliptiska. Amplitūdas fāzes kontrolē apļveida rotējošs magnētiskais lauks pastāv tikai vienā režīmā - pie nominālā signāla motora iedarbināšanas brīdī, un tad, kad rotors paātrinās, tas kļūst eliptisks.

Visās vadības metodēs rotora ātrumu kontrolē, mainot rotējošā magnētiskā lauka raksturu, un rotora griešanās virzienu maina, mainot vadības spoles spailēm pievadītā sprieguma fāzi par 180 °. .

Asinhronajiem izpildmotoriem tiek izvirzītas īpašas prasības attiecībā uz pašpiedziņas jaudas trūkumu, nodrošinot plašu rotora ātruma regulēšanas diapazonu, ātrumu, lielu sākuma griezes moments un zema vadības jauda ar relatīvu to raksturlielumu linearitātes saglabāšanu.

Pašpiedziņas asinhronie izpilddzinēji izpaužas kā spontāna rotora rotācija, ja nav vadības signāla. To izraisa vai nu nepietiekami liela rotora tinuma aktīvā pretestība - metodiski pašgājējs, vai arī paša motora slikta darbība - tehnoloģiski pašgājējs.

Pirmais ir izslēgts motoru konstrukcijā, kas paredz rotora ražošanu ar paaugstinātu tinuma pretestību un kritisko slīdēšanu scr = 2 - 4, kas turklāt nodrošina plašu stabilu rotora ātruma regulēšanas diapazonu, bet otrais - kvalitatīva magnētisko ķēžu un mašīnu spoļu ražošana ar rūpīgu montāžu.

Tā kā asinhronajiem izpilddzinējiem ar īsslēgtu rotoru ar paaugstinātu aktīvo pretestību ir raksturīgs zems ātrums, ko raksturo elektromehāniskā laika konstante — laiks, kad rotors uzņem ātrumu no nulles līdz pusei no sinhronā ātruma — Tm = 0,2 — 1,5 s , tad automātiskajās iekārtās priekšroka vadībai tiek dota izpildmotoriem ar dobu nemagnētisku rotoru, kuros elektromehāniskajai laika konstantei ir mazāka vērtība — Tm = 0,01 — 0,15 s.

Ātrgaitas dobiem nemagnētiskiem rotoru indukcijas izpildmotoriem ir gan ārējais stators ar parastās konstrukcijas magnētisko ķēdi un divfāžu tinums ar fāzēm, kas darbojas kā ierosmes un vadības tinumi, gan iekšējais stators laminētas feromagnētiskas dobas formā. cilindrs, kas uzstādīts uz dzinēja gultņa vairoga.

Statoru virsmas atdala gaisa sprauga, kuras izmērs radiālā virzienā ir 0,4 - 1,5 mm. Gaisa spraugā uz motora vārpstas ir piestiprināts alumīnija sakausējuma stikls ar sieniņu biezumu 0,2 — 1 mm. Asinhrono motoru tukšgaitas strāva ar dobu nemagnētisku rotoru ir liela un sasniedz 0,9 Aznom, un nominālā efektivitāte = 0,2 - 0,4.

Automatizācijas un telemehānikas iekārtās tiek izmantoti motori ar dobu feromagnētisko rotoru ar sieniņu biezumu 0,5–3 mm. Šajās mašīnās, ko izmanto kā izpilddzinējus un palīgdzinējus, nav iekšējā statora, un rotors ir uzstādīts uz viena presēta vai diviem gala metāla spraudņiem.

Gaisa sprauga starp statora un rotoru virsmām radiālā virzienā ir tikai 0,2 - 0,3 mm.

Motoru ar dobu feromagnētisko rotoru mehāniskie raksturlielumi ir tuvāki lineāriem nekā motoriem ar parasto vāverveida rotoru, kā arī ar rotoru, kas izgatavots doba nemagnētiska cilindra formā.

Dažkārt doba feromagnētiskā rotora ārējā virsma ir pārklāta ar vara slāni, kura biezums ir 0,05 - 0,10 mm, bet tā gala virsmas ar vara slāni līdz 1 mm, lai palielinātu motora nominālo jaudu un griezes momentu, bet tā efektivitāte nedaudz samazinās.

Būtisks trūkums motoriem ar dobu feromagnētisko rotoru ir vienpusēja rotora pielipšana pie statora magnētiskās ķēdes gaisa spraugas nevienmērīguma dēļ, kas nenotiek mašīnās ar dobu nemagnētisko rotoru. Dobu feromagnētisko rotoru motori nav pašpiedziņas; tie darbojas stabili apgriezienu diapazonā no nulles līdz sinhronam rotora ātrumam.

Asinhronie izpilddzinēji ar masīvu feromagnētisko rotoru, kas izgatavoti tērauda vai čuguna cilindra formā bez tinuma, izceļas ar konstrukcijas vienkāršību, augstu izturību, augstu palaišanas griezes momentu, darbības stabilitāti noteiktā ātrumā un var būt izmanto pie ļoti lieliem rotora apgriezieniem.

Ir apgriezti motori ar masīvu feromagnētisko rotoru, kas ir izgatavots ārējās rotējošās daļas veidā.

Asinhronie izpildmotori tiek ražoti nominālajai jaudai no frakcijām līdz vairākiem simtiem vatu un ir paredzēti jaudai no mainīga sprieguma avotiem ar frekvenci 50 Hz, kā arī ar paaugstinātu frekvenci līdz 1000 Hz un vairāk.
Lasi arī: Selsyns: mērķis, ierīce, darbības princips