Princip rada AC motora

AC motor je uređaj koji pretvara električnu energiju iz izmjenične struje u mehaničku energiju. Prvenstveno se sastoji od elektromagnetskog namota ili distribuiranog namota statora koji se koristi za stvaranje magnetskog polja, zajedno s rotirajućom armaturom ili rotorom. Motor radi na principu da zavojnica-koja nosi struju djeluje pod djelovanjem sile u magnetskom polju, što uzrokuje rotaciju. AC motori su kategorizirani u dvije vrste: sinkroni AC motori i indukcijski motori [1].

Namoti statora trofaznog AC motora zapravo su tri zavojnice razmaknute pod kutom od 120 stupnjeva, povezane u trokut ili zvijezdu. Kada se primijeni tro{3}}fazna struja, u svakoj zavojnici stvara se magnetsko polje, a kombinacija ta tri polja proizvodi rotirajuće magnetsko polje.

AC motori se sastoje od statora i rotora, a dijele se na dvije vrste: sinkroni AC motori i asinkroni motori. Obje vrste motora generiraju okretno magnetsko polje propuštanjem izmjenične struje kroz namot statora, ali namot rotora sinkronih AC motora obično zahtijeva napajanje istosmjernom strujom (struja uzbude) iz pobudnika; Indukcijski motori, s druge strane, ne zahtijevaju prolazak struje kroz namot rotora.

Statorski namot tro-faznog izmjeničnog motora u osnovi se sastoji od tri zavojnice razmaknute jedna od druge za 120 stupnjeva, spojene u obliku trokuta ili zvijezde. Kada se primijeni tro{3}}fazna struja, u svakoj zavojnici stvara se magnetsko polje, a ta se tri magnetska polja kombiniraju i tvore rotirajuće magnetsko polje. Struja dovršava punu vibraciju, a rotirajuće magnetsko polje okrene se točno jednom. Stoga je broj okretaja rotirajućeg magnetskog polja u minuti N=60f. U formuli, f je frekvencija snage.

AC motori se mogu podijeliti na sinkrone motore i asinkrone motore (poznate i kao asinkroni motori) na temelju brzine rotacije rotora. Bez obzira na veličinu opterećenja, brzina rotora sinkronog motora uvijek je jednaka brzini okretnog magnetskog polja, pa se ta brzina naziva sinkronom brzinom. Kao što je gore spomenuto, to ovisi samo o frekvenciji napajanja. Brzina asinkronih motora nije konstantna, ovisi o veličini opterećenja i naponu napajanja. Postoje dvije vrste tro-faznih asinkronih motora: oni bez ispravljača i oni s ispravljačem. Velika većina asinkronih motora koji se koriste u praktičnim primjenama su asinkroni motori bez ispravljača (iako paralelni i serijski tro-fazni asinkroni ispravljački motori imaju prednosti podesive brzine u velikom rasponu i visokog faktora snage), a njihova je brzina uvijek niža od sinkrone brzine.

 

Glavna namjena

Radna učinkovitost AC elektromotora je visoka, bez dima, mirisa, zagađenja okoliša i niske buke. Zbog niza svojih prednosti, naširoko se koristi u raznim područjima kao što su industrijska i poljoprivredna proizvodnja, transport, nacionalna obrana, komercijalni i kućanski uređaji, medicinska električna oprema itd.

 

Princip rada

Indukcijski motor, također poznat kao asinkroni motor, odnosi se na rotor koji se nalazi u rotirajućem magnetskom polju i dobiva rotacijski moment pod djelovanjem rotirajućeg magnetskog polja, uzrokujući rotaciju rotora.

Izgled i unutarnja struktura asinkronog motora. Rotor je rotirajući vodič, obično u obliku vjeveričjeg kaveza. Stator je nerotirajući dio elektromotora, čija je glavna zadaća stvaranje rotirajućeg magnetskog polja. Rotirajuća magnetska polja ne postižu se mehaničkim metodama. Ali umjesto toga, izmjenična struja se primjenjuje na nekoliko parova elektromagneta, uzrokujući cikličku promjenu svojstava njihovih magnetskih polova, što je ekvivalentno rotirajućem magnetskom polju. Ova vrsta motora nema četkice ili kolektorske prstenove kao DC motori. Ovisno o vrsti izmjeničnog napajanja koji se koristi, postoje jednofazni-motori i tro-fazni motori. Jednofazni motori koriste se u uređajima kao što su perilice rublja i električni ventilatori; Trofazni elektromotori se koriste kao pogonska oprema u tvornicama. Kroz relativno gibanje između rotirajućeg magnetskog polja koje stvara stator (sa sinkronom brzinom n1) i namota rotora, namot rotora siječe liniju magnetske indukcije i stvara induciranu elektromotornu silu, stvarajući tako induciranu struju u namotu rotora. Inducirana struja u namotu rotora u interakciji je s magnetskim poljem i stvara elektromagnetski moment, uzrokujući rotaciju rotora. Kako se brzina rotora postupno približava sinkronoj brzini, inducirana struja postupno opada, a generirani elektromagnetski moment također opada u skladu s tim. Kada asinkroni motor radi u stanju motora, brzina rotora je manja od sinkrone brzine. Kako bi se opisala razlika između brzine rotora n i sinkrone brzine n1, uvodi se omjer klizanja

 

 

Strategija kontrole

S razvojem tehnologije energetske elektronike, tehnologije mikroelektronike, tehnologije digitalnog upravljanja i teorije upravljanja, dinamičke i statičke karakteristike AC pogonskih sustava mogu se u potpunosti usporediti s DC pogonskim sustavima. Sustavi izmjeničnog pogona naširoko su korišteni, a zamjena istosmjernog pogona izmjeničnim pogonom postupno je postala stvarnost.

Zbog činjenice da su izmjenični motori inherentno složeni objekti s nelinearnošću, višestrukim varijablama, jakom spregom, vremenski-promjenjivim parametrima i velikim smetnjama, njihova je učinkovita kontrola oduvijek bila vruća tema istraživanja kako u zemlji tako iu inozemstvu, a predložene su različite strategije i metode upravljanja. Među njima, klasična linearna regulacija ne može nadvladati utjecaj opterećenja, velikih-promjena parametara modela i nelinearnih čimbenika, što rezultira niskim regulacijskim performansama; Vektorska regulacija i izravna regulacija momenta također imaju problema: posljednjih godina, s razvojem moderne regulacije i teorije inteligentne regulacije, napredni algoritmi regulacije primijenjeni su na regulaciju motora izmjenične struje i postigli su određene rezultate [2].

Metoda upravljanja modelom stacionarnog stanja

Uobičajeno korištene sheme upravljanja modelom stabilnog-stanja uključuju kontrolu-otvorene petlje konstantne v/f omjera (tj. napon/frekvencija=konstante) i zatvorene-kontrole frekvencije klizanja petlje.

(1) Kontrola omjera frekvencije konstantnog napona

Ova metoda je metoda upravljanja otvorenom-petljom koja počinje od osnovnog načina upravljanja promjenjivim naponom i pretvorbom frekvencije i ne uključuje povratnu informaciju o brzini. Zbog činjenice da ispod nazivne frekvencije, ako napon ostane konstantan i samo se frekvencija smanji, tok zračnog raspora bit će prevelik, uzrokujući magnetsko zasićenje i, u teškim slučajevima, izgaranje motora. Kako bi se održao konstantan magnetski tok zračnog raspora, za upravljanje se koristi konstantan omjer induciranog potencijala i frekvencije.

 

 

Uobičajene greške

AC motori su skloni kvarovima tijekom rada zbog trenja, vibracija, starenja izolacije i drugih razloga. Ako se ti kvarovi pravovremeno provjere, otkriju i otklone, mogu učinkovito spriječiti nastanak nesreća.

Pregled uobičajenih kvarova

1. Poslušajte zvuk i pažljivo identificirajte točku kvara. Tijekom rada AC asinkronog motora, ako se pronađe tiho "zujanje" bez ikakvih fluktuacija, to je normalan zvuk. Ako je zvuk grub i ima oštre zvukove "zujanja" ili "šištanja", to je prethodnik greške. Treba razmotriti sljedeće razloge:

(l) Vibracije i fluktuirajuća temperatura motora s labavom željeznom jezgrom tijekom rada mogu uzrokovati deformaciju pričvrsnih vijaka željezne jezgre, što rezultira labavim limovima od silikonskog čelika i stvaranjem velikog elektromagnetskog šuma.

(2) Zvuk koji proizvodi rotacija rotora, a koji stvara ventilator za hlađenje, je "wuwu" zvuk. Ako se čuje "dongdong" zvuk poput kucanja bubnja, to je uzrokovano labavljenjem spoja između željezne jezgre rotora i osovine zbog momenta ubrzanja motora tijekom naglog pokretanja, zaustavljanja, kočenja unatrag i drugih situacija s promjenjivom brzinom. Blagi slučajevi mogu se nastaviti koristiti, dok se teški slučajevi mogu rastaviti radi pregleda i popravka.

(3) Tijekom rada motora s bukom ležaja potrebno je obratiti pozornost na promjene u buci ležaja. Dodirom jednim krajem odvijača na poklopac ležaja, a drugim krajem na uho, mogu se čuti unutarnje promjene zvuka motora. Različiti dijelovi i kvarovi imaju različite zvukove. Zvuk "škripanja" je uzrokovan nepravilnim kretanjem kotrljajućeg pištolja unutar ležaja, što je povezano sa zazorom ležaja i stanjem maziva. Zvuk "cvrčanja" je zvuk trenja metala, obično uzrokovan nedostatkom ulja u ležaju zbog istrošenosti. Ležaj treba rastaviti i podmazati mašću itd.

2. Upotrijebite osjetilo mirisa da analizirate nema li neispravan motor nikakav miris tijekom normalnog rada. Ako osjetite bilo kakav miris, to je signal greške, kao što je miris spaljenog, koji se emitira izolacijskim roštiljem i može se čak dimiti kako se temperatura motora povećava; Ako postoji miris spaljenog ulja, to je uglavnom zbog nedostatka ulja u ležaju, te mirisa uzrokovanog isparavanjem ulja i plina pri približavanju stanju suhog mljevenja.

3. Koristite osjet dodira za provjeru grešaka. Dodirujući rukom kućište televizora, možete okvirno odrediti temperaturu. Ako se osjećate jako vruće i vrijednost temperature je visoka kada dodirnete kućište motora rukom, trebali biste provjeriti uzrok, kao što je prekomjerno opterećenje ili visoki napon, a zatim riješiti problem na temelju uzroka.