Na silnik indukcyjny to urządzenie elektryczne, które przekształca energię elektryczną w energię mechaniczną. Jest najczęściej używany w zastosowaniach przemysłowych ze względu na jego samoczynne uruchamianie. Silnik indukcyjny z pierścieniem ślizgowym jest jednym z typów trójfazowych silników indukcyjnych i jest to silnik z wirnikiem uzwojonym. Ze względu na różne zalety, takie jak niski prąd początkowy, wysoki moment rozruchowy i ulepszony współczynnik mocy, jest stosowany w aplikacjach wymagających wysokiego momentu obrotowego, dźwigów i wind. Uzwojenia wirnika składają się z większej liczby uzwojeń, wyższego indukowanego napięcia i mniejszego prądu w porównaniu z wirnikiem klatkowym. Uzwojenia są połączone z zewnętrznym opornikiem za pomocą pierścieni ślizgowych, które pomagają kontrolować moment obrotowy / prędkość silnika.
Co to jest silnik indukcyjny z pierścieniem ślizgowym?
Definicja: Silnik indukcyjny z pierścieniem ślizgowym jest określany jako silnik asynchroniczny, ponieważ prędkość, z jaką pracuje, nie jest równa prędkości synchronicznej wirnika. Wirnik tego typu silnika jest typu uzwojenia. Składa się z cylindrycznego laminowanego rdzenia stalowego i półzamkniętego rowka na zewnętrznej granicy, aby pomieścić 3-fazowy izolowany obwód uzwojenia.
Pierścień ślizgowy w silniku indukcyjnym
Jak widać na powyższym rysunku, wirnik jest nawinięty w celu dopasowania do liczby biegunów stojana. Trzy zaciski wirnika i trzy zaciski początkowe łączące pierścienie ślizgowe są połączone z wałem. Zadaniem wału jest przenoszenie mocy mechanicznej.
Budowa
Zanim omówimy zasadę działania pierścień ślizgowy Indukcja silnik , znając konstrukcja silnika indukcyjnego z pierścieniem ślizgowym jest ważne. Zacznijmy więc od konstrukcji, która składa się z dwóch części: stojana i wirnika.
- Stator
- Wirnik
Stator
Stojan tego silnika składa się z różnych szczelin, które są rozmieszczone tak, aby wspierać konstrukcję trójfazowego obwodu uzwojenia podłączonego do trójfazowego źródła prądu przemiennego.
Wirnik
Wirnik tego silnika składa się z cylindrycznego rdzenia pokrytego stalowymi warstwami. Oprócz tego wirnik ma równoległe szczeliny do umieszczenia uzwojeń 3-fazowych. Uzwojenia w tych szczelinach są ustawione pod kątem 120 stopni względem siebie. Taki układ może zmniejszyć hałas i uniknąć nieregularnych postojów silnika.
Działanie silnika indukcyjnego z pierścieniem ślizgowym
Ten silnik działa na zasadzie Prawo indukcji elektromagnetycznej Faradaya . Gdy uzwojenie stojana jest wzbudzane za pomocą zasilania prądem przemiennym, uzwojenie stojana wytwarza strumień magnetyczny. Opierając się na prawie indukcji elektromagnetycznej Faradaya, uzwojenie wirnika jest indukowane i generuje prąd o strumieniu magnetycznym. Ta indukowana siła elektromagnetyczna wytwarza moment obrotowy, który umożliwia obracanie się wirnika.
Jednak różnica faz między napięciem a prądem nie spełnia wymagań do generowania wysokiego momentu rozruchowego, ponieważ powstający moment obrotowy nie jest jednokierunkowy. Zewnętrzna rezystancja o dużej wartości jest połączona z obwodem w celu poprawy różnicy faz silnika. W rezultacie zmniejsza się reaktancja indukcyjna i różnica faz między I i V. W konsekwencji redukcja ta pomaga silnikowi generować wysoki znamionowy moment obrotowy. Plik schemat silnika indukcyjnego z pierścieniem ślizgowym pokazano poniżej.
Schemat połączeń silnika indukcyjnego z pierścieniem ślizgowym
Dlaczego pierścienie ślizgowe są używane w silniku indukcyjnym?
Poślizg jest definiowana jako różnica między prędkością strumienia a prędkością wirnika. Aby silnik indukcyjny wytwarzał moment obrotowy, powinna istnieć przynajmniej pewna różnica między prędkością pola stojana a prędkością wirnika. Ta różnica jest nazywana „poślizgiem”. Pierścień ślizgowy ”to elektromechaniczne urządzenie, które pomaga w przekazywaniu mocy i sygnałów elektrycznych z elementu stacjonarnego do obracającego się.
Pierścienie ślizgowe są również znane jako obrotowe interfejsy elektryczne, elektryczne złącza obrotowe, połączenia obrotowe lub pierścienie kolektora. Czasami, w zależności od aplikacji, pierścień ślizgowy wymaga większej przepustowości do przesyłania danych. Pierścienie ślizgowe poprawiają sprawność i osiągi silnika, poprawiając działanie systemu i eliminując przewody zwisające ze złączy silnika.
Obliczanie rezystancji silnika indukcyjnego pierścienia ślizgowego
Szczytowy moment obrotowy występuje, jeśli
r = Smaks. X —— (I)
Gdzie Smax = Poślizg przy momencie wyciągania
X = Indukcyjność wirnika
r = rezystancja uzwojenia wirnika
Dodanie oporu zewnętrznego R do równania (I),
r + R = (Smax) ”. X —— (ii)
Z równania (i) i (ii),
R = r (S ’max / Smax - 1) —— (iii)
Z definicji Smax otrzymujemy Smax = 1 - (Nmax / Ns) —— (iv)
Umieszczając S'max = 1 w równaniu (iii), otrzymujemy
R = r. (1 / Smax-1) —— (v)
Powiedzmy, że Ns = prędkość synchroniczna 1000 obr / min i moment wyciągania występuje przy 900 obr / min, równanie (iv) redukuje się do Smax = 0,1 (tj. Poślizg 10%)
Podstaw w równaniu (v),
R = r. (1 / 0,1 - 1)
R = 9 r
„R” mierzy się za pomocą multimetru. Wartość oporu 9-krotnie wyższa niż rezystancji wirnika z pierścieniem ślizgowym jest podłączona zewnętrznie, aby uzyskać maksymalny moment rozruchowy.
Sterowanie prędkością silnika indukcyjnego z pierścieniem ślizgowym
Kontrolę prędkości tego silnika można przeprowadzić za pomocą dwóch metod, które obejmują następujące.
Efekt dodania oporu zewnętrznego
Ogólnie rzecz biorąc, inicjalizacja tych silników następuje, gdy pobierają one pełne napięcie sieciowe, które jest 6 do 7 razy wyższe niż prąd pełnego obciążenia. Ten wysoki prąd może być kontrolowany przez rezystancję zewnętrzną połączoną szeregowo z obwodem wirnika. Opór zewnętrzny działa jako zmienny opornik podczas rozruchu silnika i automatycznie dostosowuje się do wysokiej rezystancji, aby uzyskać wymagany prąd rozruchowy.
Opór zewnętrzny zmniejsza wysoką rezystancję, gdy tylko silnik osiągnie normalną prędkość i zwiększa moment rozruchowy silnika. Poprawa rezystancji zewnętrznej pomaga również w zmniejszaniu prądu wirnika i stojana, ale poprawia współczynnik mocy silnika.
Korzystanie z obwodu tyrystora
Tyrystorowy obwód włączania / wyłączania to kolejny sposób sterowania prędkością silnika. W tej metodzie prąd przemienny wirnika jest podłączony do trójfazowego prostownika mostkowego i podłączony do rezystancji zewnętrznej przez filtr. Tyrystor jest podłączony poprzez rezystancję zewnętrzną i jest włączany / wyłączany przy wysokiej częstotliwości. Stosunek czasu włączenia do czasu wyłączenia szacuje rzeczywistą wartość rezystancji obwodu wirnika, która pomaga w kontrolowaniu prędkości silnika poprzez kontrolowanie charakterystyk prędkość-moment.
Różnica między klatką wiewiórki a silnikiem indukcyjnym z pierścieniem ślizgowym
Różnicę między tymi dwoma silnikami omówiono poniżej.
| Silnik z pierścieniem ślizgowym | Silnik klatkowy wiewiórki |
| Posiada wirnik typu uzwojenia | Jego wirnik jest typu klatkowego |
| Wirnik ma cylindryczny rdzeń z równoległymi szczelinami, w których każda szczelina ma pręt | Szczeliny nie są do siebie równoległe |
| Konstrukcja jest skomplikowana z powodu pierścieni ślizgowych i szczotek | Budowa jest prosta |
| Zewnętrzny obwód rezystancyjny połączony jest z silnikiem | Brak zewnętrznego obwodu oporowego, ponieważ pręty wirnika są całkowicie szczelinowe |
| Moment rozruchowy jest wysoki | Moment obrotowy jest niski |
| Wydajność jest niska | Wydajność jest wysoka |
Zalety i wady silnika indukcyjnego z pierścieniem ślizgowym
Zalety są
- Wysoki i doskonały moment rozruchowy do obsługi dużych obciążeń bezwładnościowych.
- Ma niski prąd rozruchowy ze względu na opór zewnętrzny
- Może przyjąć prąd pełnego obciążenia, który jest od 6 do 7 razy większy
Wady są
- Obejmuje wyższe koszty konserwacji ze względu na szczotki i pierścienie ślizgowe w porównaniu z silnikiem klatkowym
- Skomplikowana konstrukcja
- Wysoka strata miedzi
- Niska wydajność i niski współczynnik mocy
- Drogi niż 3-fazowy silnik indukcyjny klatkowy
Aplikacje
Niektórzy zastosowania silnika indukcyjnego z pierścieniem ślizgowym są
- Silniki te są używane tam, gdzie wymagany jest wyższy moment obrotowy i niski prąd rozruchowy.
- Stosowany w takich zastosowaniach, jak windy, sprężarki, dźwigi, przenośniki, wciągniki i wiele innych
FAQs
1). Co to jest poślizg w silniku elektrycznym?
Poślizg definiuje się jako różnicę między prędkością synchroniczną a prędkością roboczą przy tej samej częstotliwości.
2). Gdzie są stosowane silniki indukcyjne klatkowe?
Stosowane są w pompach odśrodkowych, dużych dmuchawach i wentylatorach, do napędzania przenośników taśmowych itp.
3). Co to jest silnik indukcyjny z pierścieniem ślizgowym?
Silnik z wirnikiem uzwojonym jest znany jako silnik indukcyjny z pierścieniem ślizgowym. Ponadto uzwojenia wirnika są połączone przez pierścienie ślizgowe z zewnętrznym oporem.
4). Wymień jedną wadę silnika indukcyjnego z pierścieniem ślizgowym i silnika indukcyjnego klatkowego
Wadami są wysokie straty miedzi i niski moment obrotowy
5). Jakie jest zastosowanie oporu zewnętrznego w silnikach indukcyjnych z pierścieniem ślizgowym?
Opór zewnętrzny działa jako zmienny opornik podczas rozruchu silnika i automatycznie dostosowuje się do wysokiej rezystancji, aby uzyskać wymagany prąd rozruchowy.
Dlatego w tym artykule omówiono przegląd pierścienia ślizgowego silnik indukcyjny, różnica między silnikiem indukcyjnym z pierścieniem ślizgowym a silnikiem indukcyjnym klatkowym, zastosowania, zalety i wady. Oto pytanie do Ciebie, jaka jest funkcja silnika indukcyjnego z pierścieniem ślizgowym?
