Vysvetlený princíp činnosti indukčného motora: Ako fungujú asynchrónne striedavé motory

Zapnite stolný chladiaci ventilátor a lopatky sa otáčajú hladko, bez viditeľných kief alebo komutátora. Vo vnútri je malý striedavý motor, s najväčšou pravdepodobnosťou indukčný motor. Namiesto privádzania prúdu priamo do rotora vytvára motor prúd rotora magnetickou indukciou zo statora. To je jadro princípu činnosti indukčného motora: rotujúce magnetické pole indukuje prúd v rotore a interakcia medzi týmito dvoma poľami vytvára krútiaci moment.

Čo je indukčný motor?

Indukčný motor je striedavý elektromotor, v ktorom krútiaci moment vytvára elektromagneticky indukovaný prúd rotora. Stator je pripojený k AC zdroju a vytvára točivé magnetické pole. The rotor, normally a squirrel-cage rotor, has closed circuits in which the changing field induces a voltage. Pretože prúd prúdi v rotore bez akéhokoľvek priameho elektrického kontaktu, motor nepotrebuje žiadne kefy, žiadne zberacie krúžky a žiadne permanentné magnety.

Pretože indukovaný prúd závisí od relatívneho pohybu medzi rotorom a statorovým poľom, rotor sa nemôže otáčať presne synchrónnou rýchlosťou. Rozdiel rýchlosti sa nazýva sklz. Preto sa indukčný motor označuje aj ako asynchrónny motor. Ak chcete získať širší prehľad o rodinách motorov, pozrite si hlavné kategórie motorov .

Stator a rotor: Dve základné časti

Každý indukčný motor má dva aktívne komponenty. The stator is a stationary core made of thin laminated steel sheets, with copper or aluminum windings placed in slots. Single-phase motors typically use a main winding plus an auxiliary winding. Three-phase motors use three windings spaced 120 degrees apart. Pri použití striedavého prúdu vytvárajú vinutia rotujúce magnetické pole, ktoré prechádza vzduchovou medzerou.

Rotor je rotačná časť. Najbežnejšou konštrukciou je rotor vo veveričke, kde sú hliníkové alebo medené tyče vložené do laminovaného jadra a skratované koncovými krúžkami. To dáva motoru jednoduché, robustné telo, ktoré sa v obvode rotora neopotrebuje. For small appliances, the simplicity of the squirrel-cage rotor is one of the main reasons induction motors last a long time.

Ako princíp fungovania indukčného motora vytvára krútiaci moment

Faradayov zákon hovorí, že meniace sa magnetické pole indukuje vo vodiči napätie. In the induction motor, the stator's rotating field sweeps across the rotor bars. The conductors see a changing flux, so a voltage is induced. Pretože sú tyče skratované cez koncové krúžky, prúd preteká rotorom.

According to Lenz's law, the induced current creates a magnetic field that opposes the change which caused it. Táto opozícia má za následok mechanickú silu na tyče rotora. The force is applied tangentially, and the motor begins to turn. Zjednodušene povedané, rotor neustále sleduje pole statora.

Prečo rotor nikdy nezachytí pole

Ak by rotor dosiahol synchrónnu rýchlosť, pole statora a rotor by sa pohybovali spoločne. There would be no relative motion, no induced voltage, no rotor current, and no torque. Preto rotor vždy beží o niečo pomalšie ako rotujúce pole. This small speed difference is what allows the induction motor to keep producing torque.

Synchrónna rýchlosť a sklz

The speed of the stator's rotating field is called synchronous speed. Pre danú frekvenciu striedavého prúdu a počet pólov sa vypočíta ako Ns = 120f / P, kde f je frekvencia vedenia v hertzoch a P je počet pólov. At 50 Hz, a 2-pole field rotates at 3000 ot./min, and a 4-pole field rotates at 1500 ot./min. At 60 Hz, the speeds are 3600 ot./min and 1800 ot./min respectively.

Sklz je definovaný ako s = (Ns - Nr) / Ns, kde Nr je skutočná rýchlosť rotora. Pri voľnom zaťažení je sklz veľmi malý. At full load, a typical small motor may have a slip of 3 to 6 percent. If slip were zero, the rotor would have no reason to turn because no current would be induced. That is why an induction motor, by definition, always runs slower than the rotating field.

Single-Phase and Three-Phase Induction Motors

Three-phase induction motors are self-starting because the three sets of windings naturally generate a rotating magnetic field. They are widely used in industrial pumps, compressors, and conveyor drives. The efficiency and power density of these motors are high, and speed control can be added with a variable frequency drive.

Jednofázové indukčné motory sú odlišné. With only one winding, the stator field pulsates along one axis instead of rotating, so the rotor cannot start by itself. The standard solution is to add an auxiliary winding and a capacitor to create a phase shift. V jednofázovom kondenzátorovom motore zostáva kondenzátor v obvode počas štartovania aj behu, čo zlepšuje krútiaci moment a účinnosť.

This design is common in cooling fans and air-mover appliances. Typickým príkladom je a desktop aluminum-shell cold air AC motor that uses a capacitor-run winding to deliver steady rotation in a fan assembly.

Wholesale YSY-1500-4 desktop aluminum shell cold air AC motor, 1500W Suppliers, Shengzhou Miduo Eletric Appliance Co., Ltd. is China wholesale YSY-1500-4 desktop aluminum shell cold air AC motor, 1500W factory and YSY... Zobraziť produkt →

Kde nájdete indukčné motory v každodenných spotrebičoch

Cooling fans, air coolers, heater fans, range hoods, and dehumidifiers are typical applications. The induction motor working principle gives these products a low-cost, dependable way to turn a fan or blower from standard AC power. Because the rotor is simple and brushless, the main wear items are bearings and insulation, not the electrical circuit.

Ventilátory ohrievača

Heater fan applications place a higher demand on continuous airflow. A heater motor must handle a warm airstream and a steady thermal load from the heat exchanger. Z tohto dôvodu mnohé ohrievače používajú a capacitor-operated heater motor to keep the fan speed stable during long running cycles.

Wholesale YPY-8040 capacitor operation heater motor, 2800RPM Suppliers, Factory Shengzhou Miduo Eletric Appliance Co., Ltd. is China wholesale YPY-8040 capacitor operation heater motor, 2800RPM factory and YPY-8040 ca... Zobraziť produkt →

Digestory

Kitchen range hoods face grease, humidity, and cleaning chemicals. A plastic encapsulated oil fume AC motor is often preferred in that environment because the sealed plastic housing keeps oil and moisture away from the motor windings. Je to praktický príklad toho, ako sa dá základná konštrukcia indukčného motora prispôsobiť náročným spotrebičom.

Veľkoobchodný dodávateľ plastových asynchrónnych motorov YYS120-4, továreň - Shengzhou Mid Shengzhou Miduo Eletric Appliance Co., Ltd. is China wholesale YYS120-4 plastic asynchronous motor factory and YYS120-4 plastic asynchron... Zobraziť produkt →

Čo je potrebné skontrolovať pri výbere malého indukčného motora

When choosing a motor for a new appliance, start with the application, then verify the electrical and mechanical details. Princíp fungovania vysvetľuje základy, ale konečný produkt závisí od kvality výroby a výberu komponentov.

• Menovité napätie a frekvencia: potvrďte, či je motor navrhnutý pre 110 V / 60 Hz, 230 V / 50 Hz alebo duálne menovité napätie.
• Otáčky rotora a počet pólov: skontrolujte otáčky bez zaťaženia a menovité otáčky pri zaťažení a porovnajte sklz s cieľom vašej aplikácie.
• Typ a veľkosť kondenzátora: kondenzátor ovplyvňuje štartovací moment, účinnosť chodu a nárast tepla. Use the value specified by the motor designer.
• Ložisko a izolácia: zvoľte kvalitu ložiska a triedu izolácie podľa prevádzkovej teploty a predpokladanej životnosti.
• Certifikáty a testovanie: potvrďte, že motor spĺňa normy elektrickej bezpečnosti a výkonu požadované na vašom cieľovom trhu.

Otestujte motor v kompletnom zariadení. Zmerajte nárast teploty počas niekoľkých hodín, počúvajte abnormálny hluk a overte, či otáčky zostávajú stabilné pri zaťažení. Ak porovnávate možnosti od a dodávateľ motorov , radšej si vyžiadajte miery a rozmerové výkresy, než aby ste sa spoliehali len na katalógové údaje.

Princíp činnosti indukčného motora je jednoduchý: rotujúce pole statora vytvára indukovaný prúd rotora a sklz udržuje tento prúd pri živote. Výsledkom je jednoduchý bezkomutátorový motor, ktorý môže roky spoľahlivo slúžiť vo ventilátoroch, dúchadlách a domácich spotrebičoch. Understanding these basics helps you select the right motor and ask the right questions during supplier evaluation.