異步執行電機

異步執行器電動機用於自動控制系統中,以控制和調節各種設備。

異步執行器電機在收到電信號時開始工作,它們將電信號轉換為軸的特定旋轉角度或其旋轉。信號的移除導致正在運行的發動機的轉子立即轉變為靜止狀態,而不使用制動裝置。這種電機在瞬態條件下始終持續運行,因此轉子的旋轉頻率通常不會通過短信號達到穩定值。頻繁啟動、改變方向和停止也是造成這種情況的原因。

根據設計,執行電機是具有兩相定子繞組的異步電機,其兩相的磁軸在空間中相對於彼此發生位移,而不是成 90 度角。

定子繞組的其中一相是勵磁繞組,並連接到標有 C1 和 C2 的端子。另一個用作控制線圈,電線連接到標有 U1 和 U2 的端子。

定子繞組的兩相都提供有相同頻率的相應交流電壓。因此,勵磁線圈電路連接到具有恆定電壓 U 的供電網絡,並且信號以控制電壓 Uy 的形式提供給控制線圈電路(圖 1,a,b,c)。

在控制期間開啟異步執行電機的方案:a - 振幅,b - 相位,c - 振幅相位。

米。 1. 控制時異步執行電機接通方案:a—幅值,b—相,c—幅相。

結果,相應的電流出現在定子繞組的兩相中,由於所包含的電容器或相位調節器形式的移相元件,它們在時間上相對於彼此移動,這導致勵磁橢圓旋轉磁場,其中包括鼠籠轉子。

異步執行電機當改變電機的工作模式時,極限情況下的橢圓形旋轉磁場變為與固定對稱軸或圓形旋轉交變,從而影響電機的性能。

執行電機的啟動、調速和停止是根據磁場的形成條件通過幅值、相位和幅相控制來確定的。

幅值控制時,勵磁線圈兩端的電壓U保持不變,只有電壓Uy的幅值發生變化。由於斷開電容器,這些電壓之間的相移為 90°(圖 1,a)。

相位控制的特點是電壓U和Uy保持不變,通過旋轉調相器的轉子來調節它們之間的相移(圖1,b)。

採用幅相控制,雖然只是調節電壓Uy的幅值,但同時由於勵磁迴路中電容的存在和定子繞組各相間的電磁相互作用,同時存在用於勵磁的繞組端子處電壓相位的變化以及該電壓與來自控制線圈端子的電壓之間的相移(圖 1,c)。

有時,除了在勵磁繞組電路中的電容器外,還在控制繞組電路中設置電容器,以補償無功磁化力,減少能量損失,改善感應電動機的機械特性。

在振幅控制中,與轉子速度無關,在標稱信號下觀察到圓形旋轉磁場,當它減小時,它變成橢圓形。在相位控制的情況下,圓形旋轉磁場僅在標稱信號下被激發,並且電壓 U 和 Uy 之間的相移,無論轉子速度如何,都等於 90°,並且具有不同的相移,變成橢圓形。在幅相控制中,圓形旋轉磁場僅以一種模式存在——在啟動電機時處於標稱信號,然後,當轉子加速時,它變成橢圓形。

在所有的控制方法中,都是通過改變旋轉磁場的性質來控制轉子的轉速,通過改變施加在控制線圈端子上的電壓的相位180°來改變轉子的旋轉方向.

異步執行電機對異步執行電機提出了特殊要求,在缺乏自驅動動力方面提供了廣泛的轉子速度控制,速度,大 啟動扭矩 和低控制功率,相對保持其特性的線性度。

自走式異步執行電動機在沒有控制信號的情況下表現為轉子自發旋轉的形式。要么是轉子繞組的有效電阻不夠大——方法上自走,要么是電機本身性能不好——技術上自走。

第一個在電機設計中被淘汰,它提供了一個具有增加的繞組電阻和臨界轉差 scr = 2 — 4 的轉子的生產,此外,它提供了一個廣泛穩定的轉子速度控制範圍,第二個 -通過精心組裝,高質量地生產磁路和機器線圈。

由於具有增加有源電阻的短路轉子的異步執行電機的特點是低速,其機電時間常數為特徵 - 轉子速度從零加速到同步速度一半的時間 - Tm = 0.2 - 1.5 s , 然後在自動裝置中,優先控制帶有空心非磁性轉子的執行電機,其中機電時間常數具有較低的值 — Tm = 0.01 — 0.15 s。

高速空心非磁性轉子感應執行電機既有一個帶有常規結構磁路的外定子和一個兩相繞組,兩相繞組作為勵磁和控制繞組,以及一個疊層鐵磁空心形式的內部定子汽缸安裝在發動機軸承護罩上。

定子的表面由氣隙隔開,氣隙在徑向方向上的尺寸為 0.4 - 1.5 mm。在氣隙中有一塊壁厚為0.2—1mm的鋁合金玻璃,固定在電機軸上。空心無磁轉子異步電動機的無功電流大,達到0.9Aznom,額定效率=0.2—0.4。

在自動化和遠程機械裝置中,使用帶有壁厚為 0.5-3 毫米的空心鐵磁轉子的電機。在這些用作執行和輔助電機的機器中,沒有內部定子,轉子安裝在一個壓緊或兩端的金屬插頭上。

異步執行電機定轉子表面徑向氣隙僅為0.2~0.3mm。

具有空心鐵磁轉子的電機的機械特性比具有傳統鼠繞式轉子以及以空心非磁性圓柱體形式製成的轉子的電機的特性更接近線性。

有時空心鐵磁轉子的外表面覆蓋一層厚度為0.05-0.10mm的銅層,其端面覆蓋一層厚達1mm的銅層以增加電機的額定功率和扭矩,但它的效率有所降低。

具有中空鐵磁轉子的電機的一個顯著缺點是,由於氣隙不均勻,轉子會單側粘附到定子的磁路,而這在具有中空非磁性轉子的電機中不會發生。空心鐵磁轉子電機不是自行式的;它們在從零到同步轉子速度的速度範圍內穩定運行。

具有大型鐵磁轉子的異步執行電機,以鋼或鑄鐵圓筒的形式製成,沒有繞組,其特點是設計簡單、強度高、啟動轉矩高、在給定速度下運行穩定,並且可以在轉子上以非常高的轉速使用。

有帶有大量鐵磁轉子的倒置電機,該轉子以外部旋轉部件的形式製成。

異步執行電機的額定功率從幾分之一到幾百瓦不等,設計用於來自頻率為 50 Hz 以及頻率增加到 1000 Hz 甚至更高的可變電壓源的電源。
另請閱讀: Selsyns:目的、裝置、作用原理

我們建議您閱讀:

為什麼電流是危險的?