อุปกรณ์ ประเภท และหลักการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส

วิทยาศาสตร์ในสาขาไฟฟ้าในศตวรรษที่ 19 และ 20 พัฒนาอย่างรวดเร็วซึ่งนำไปสู่การสร้างมอเตอร์เหนี่ยวนำไฟฟ้า ด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์ดังกล่าว การพัฒนาอุตสาหกรรมอุตสาหกรรมได้ก้าวไปข้างหน้าอย่างมาก และขณะนี้ เป็นไปไม่ได้ที่จะจินตนาการถึงโรงงานและโรงงานที่ไม่มีเครื่องจักรไฟฟ้าที่ใช้มอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส

ประวัติการปรากฏตัว

ประวัติความเป็นมาของการสร้างมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสเริ่มต้นขึ้นในปี พ.ศ. 2431 เมื่อ นิโคลา เทสลา จดสิทธิบัตรวงจรมอเตอร์ไฟฟ้าในปีเดียวกันนักวิทยาศาสตร์อีกคนในสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า กาลิเลโอ เฟอร์รารีส ตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับลักษณะทางทฤษฎีของการทำงานของเครื่องอะซิงโครนัส

ในปี พ.ศ. 2432 นักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย มิคาอิล โอซิโปวิช โดลิโว-โดโบรโวลสกี้ ได้รับสิทธิบัตรในประเทศเยอรมนีสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าสามเฟสแบบอะซิงโครนัส

สิ่งประดิษฐ์ทั้งหมดนี้ทำให้สามารถปรับปรุงเครื่องจักรไฟฟ้าและนำไปสู่การใช้เครื่องจักรไฟฟ้าอย่างมหาศาลในอุตสาหกรรม ซึ่งช่วยเร่งกระบวนการทางเทคโนโลยีทั้งหมดในการผลิตได้อย่างมาก เพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน และลดความเข้มของแรงงาน

ในขณะนี้ มอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้กันมากที่สุดในอุตสาหกรรมคือต้นแบบของเครื่องจักรไฟฟ้าที่สร้างโดย Dolivo-Dobrovolsky

อุปกรณ์และหลักการทำงานของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส

ส่วนประกอบหลักของมอเตอร์เหนี่ยวนำคือสเตเตอร์และโรเตอร์ซึ่งแยกออกจากกันด้วยช่องว่างอากาศ การทำงานแบบแอคทีฟในเครื่องยนต์นั้นดำเนินการโดยขดลวดและแกนกลางของโรเตอร์

ความไม่ตรงกันของเครื่องยนต์เป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นความแตกต่างระหว่างความเร็วของโรเตอร์และความถี่ของการหมุนของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

สเตเตอร์ - เป็นชิ้นส่วนคงที่ของเครื่องยนต์ แกนทำจากเหล็กไฟฟ้าและติดตั้งในเฟรม เตียงทำแบบหล่อจากวัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็ก (เหล็กหล่อ อลูมิเนียม). ขดลวดสเตเตอร์เป็นระบบสามเฟสซึ่งวางสายไฟในร่องที่มีมุมโก่งตัว 120 องศา เฟสของขดลวดเชื่อมต่อกับเครือข่ายตามมาตรฐานตามรูปแบบ "ดาว" หรือ "สามเหลี่ยม"

โรเตอร์ เป็นส่วนที่เคลื่อนที่ของเครื่องยนต์ โรเตอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสมีสองประเภท: แบบกรงกระรอกและโรเตอร์แบบเฟส ประเภทนี้แตกต่างกันในการออกแบบขดลวดโรเตอร์

มอเตอร์กรงกระรอกแบบอะซิงโครนัส

เครื่องจักรไฟฟ้าประเภทนี้ได้รับการจดสิทธิบัตรครั้งแรกโดย M.O. Dolivo-Dobrovolsky และเรียกกันทั่วไปว่า "ล้อกระรอก" เนื่องจากรูปลักษณ์ของโครงสร้าง ขดลวดโรเตอร์ที่ลัดวงจรประกอบด้วยแท่งทองแดงที่ลัดวงจรด้วยวงแหวน (อลูมิเนียม ทองเหลือง) และสอดเข้าไปในร่องของขดลวดของแกนโรเตอร์ โรเตอร์ประเภทนี้ไม่มีหน้าสัมผัสที่เคลื่อนที่ ดังนั้นมอเตอร์เหล่านี้จึงมีความน่าเชื่อถือและทนทานในการใช้งาน

มอเตอร์เหนี่ยวนำที่มีเฟสโรเตอร์

อุปกรณ์ดังกล่าวช่วยให้คุณสามารถปรับความเร็วในการทำงานได้หลากหลาย เฟสโรเตอร์เป็นขดลวดสามเฟสซึ่งเชื่อมต่อตามรูปแบบ "ดาว" หรือสามเหลี่ยม ในมอเตอร์ไฟฟ้าดังกล่าวมีการออกแบบแปรงพิเศษซึ่งคุณสามารถปรับความเร็วของโรเตอร์ได้ หากมีการเพิ่มลิโน่พิเศษเข้าไปในกลไกของเครื่องยนต์ดังกล่าว เมื่อสตาร์ทเครื่องยนต์ ความต้านทานแบบแอคทีฟจะลดลง และด้วยเหตุนี้กระแสเริ่มต้นจะลดลง ซึ่งส่งผลเสียต่อเครือข่ายไฟฟ้าและอุปกรณ์เอง

หลักการทำงาน

เมื่อกระแสไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับขดลวดของสเตเตอร์ จะเกิดฟลักซ์แม่เหล็กขึ้น เนื่องจากเฟสจะเลื่อนสัมพันธ์กัน 120 องศา ด้วยเหตุนี้ กระแสในขดลวดจึงหมุนไป หากโรเตอร์เกิดการลัดวงจร กระแสจะปรากฎขึ้นในโรเตอร์ด้วยการหมุนดังกล่าว ซึ่งจะสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้า สนามแม่เหล็กของโรเตอร์และสเตเตอร์ทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกันทำให้โรเตอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้าหมุน หากโรเตอร์เป็นเฟส แรงดันไฟฟ้าจะถูกนำไปใช้กับสเตเตอร์และโรเตอร์พร้อมกัน สนามแม่เหล็กจะปรากฏขึ้นในแต่ละกลไก พวกมันโต้ตอบกันและหมุนโรเตอร์

ข้อดีของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส

กับโรเตอร์กรงกระรอก	ด้วยเฟสโรเตอร์
1. อุปกรณ์ง่าย ๆ และวงจรเปิด	1. กระแสไฟเริ่มต้นเล็ก
2. ต้นทุนการผลิตต่ำ	2. ความสามารถในการปรับความเร็วในการหมุน
3. เมื่อโหลดเพิ่มขึ้น ความเร็วของเพลาจะไม่เปลี่ยนแปลง	3. ทำงานกับโอเวอร์โหลดขนาดเล็กโดยไม่เปลี่ยนความเร็ว
4. สามารถทนต่อการโอเวอร์โหลดระยะสั้นได้	4. สามารถสตาร์ทอัตโนมัติได้
5. เชื่อถือได้และทนทานในการใช้งาน	5. มีแรงบิดขนาดใหญ่
6. เหมาะกับทุกสภาพการทำงาน
7. มีประสิทธิภาพสูง

ข้อเสียของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส

กับโรเตอร์กรงกระรอก	ด้วยเฟสโรเตอร์
1. ความเร็วของโรเตอร์ไม่สามารถปรับได้	1. ขนาดใหญ่
2. แรงบิดเริ่มต้นเล็ก	2. ประสิทธิภาพต่ำกว่า
3. กระแสไฟเริ่มต้นสูง	3. การบำรุงรักษาบ่อยครั้งเนื่องจากการสึกหรอของแปรง
	4. ความซับซ้อนในการออกแบบบางอย่างและการมีอยู่ของหน้าสัมผัสที่เคลื่อนไหว

มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสเป็นอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพมากพร้อมคุณสมบัติทางกลที่ยอดเยี่ยม ซึ่งทำให้เป็นผู้นำด้านความถี่ในการใช้งาน

โหมดการทำงาน

มอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสเป็นกลไกสากลและมีหลายโหมดตลอดระยะเวลาการทำงาน:

• ต่อเนื่อง;
• ในระยะสั้น;
• เป็นระยะ;
• ซ้ำระยะสั้น;
• พิเศษ.

โหมดต่อเนื่อง - โหมดหลักของการทำงานของอุปกรณ์อะซิงโครนัสซึ่งมีลักษณะการทำงานคงที่ของมอเตอร์ไฟฟ้าโดยไม่ต้องปิดเครื่องด้วยโหลดคงที่ โหมดการทำงานนี้เป็นโหมดที่ใช้กันทั่วไปในสถานประกอบการอุตสาหกรรมทุกแห่ง

โหมดชั่วขณะ - ทำงานจนกว่าจะถึงโหลดคงที่ในช่วงเวลาหนึ่ง (10 ถึง 90 นาที) ไม่มีเวลาวอร์มอัพให้มากที่สุด หลังจากนั้นจะปิด โหมดนี้ใช้เมื่อจ่ายสารทำงาน (น้ำ น้ำมัน แก๊ส) และสถานการณ์อื่นๆ

โหมดเป็นระยะ - ระยะเวลาของการทำงานมีค่าที่แน่นอนและถูกปิดเมื่อสิ้นสุดรอบการทำงาน โหมดการทำงาน เริ่ม-ทำงาน-หยุด ในขณะเดียวกันก็สามารถปิดได้ชั่วคราวในระหว่างที่ไม่มีเวลาเย็นลงจนถึงอุณหภูมิภายนอกแล้วเปิดใหม่อีกครั้ง

โหมดไม่ต่อเนื่อง - เครื่องยนต์ไม่ร้อนสูงสุด แต่ยังไม่มีเวลาเย็นลงจนถึงอุณหภูมิภายนอก ใช้ในลิฟต์ บันไดเลื่อน และอุปกรณ์อื่นๆ

ระบอบการปกครองพิเศษ - ระยะเวลาและระยะเวลาของการรวมเป็นข้อกำหนด

ในทางวิศวกรรมไฟฟ้า มีหลักการย้อนกลับของเครื่องจักรไฟฟ้า ซึ่งหมายความว่าอุปกรณ์นี้สามารถแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกลและดำเนินการตรงกันข้ามได้

มอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสยังสอดคล้องกับหลักการนี้และมีโหมดการทำงานของมอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

โหมดมอเตอร์ - โหมดหลักของการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส เมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับขดลวด แรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้าจะเกิดขึ้น ลากโรเตอร์ด้วยเพลาและทำให้เพลาเริ่มหมุน เครื่องยนต์ถึงความเร็วคงที่และทำงานที่มีประโยชน์

โหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า - ตามหลักการกระตุ้นของกระแสไฟฟ้าในขดลวดของมอเตอร์ระหว่างการหมุนของโรเตอร์ หากมอเตอร์โรเตอร์หมุนด้วยกลไก แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะเกิดขึ้นบนขดลวดสเตเตอร์ เมื่อมีตัวเก็บประจุในขดลวด จะเกิดกระแสคาปาซิทีฟหากความจุของตัวเก็บประจุเป็นค่าหนึ่ง ขึ้นอยู่กับลักษณะของเครื่องยนต์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะกระตุ้นตัวเองและระบบแรงดันไฟฟ้าสามเฟสจะปรากฏขึ้น ดังนั้นมอเตอร์กรงกระรอกจะทำงานเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

การควบคุมความเร็วของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส

ในการควบคุมความเร็วของการหมุนของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสและควบคุมโหมดการทำงาน มีวิธีการดังต่อไปนี้:

1. ความถี่ - เมื่อความถี่ของกระแสในเครือข่ายไฟฟ้าเปลี่ยนแปลง ความถี่ของการหมุนของมอเตอร์ไฟฟ้าจะเปลี่ยนไป สำหรับวิธีนี้จะใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่าเครื่องแปลงความถี่
2. รีโอสแตติก - เมื่อความต้านทานของรีโอสแตทในโรเตอร์เปลี่ยนแปลง ความเร็วในการหมุนจะเปลี่ยนไป วิธีนี้จะช่วยเพิ่มแรงบิดในการสตาร์ทและสลิปวิกฤต
3. พัลส์ - วิธีการควบคุมที่ใช้แรงดันไฟฟ้าชนิดพิเศษกับมอเตอร์
4. การสลับขดลวดระหว่างการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าจากวงจร "ดาว" เป็นวงจร "สามเหลี่ยม" ซึ่งจะช่วยลดกระแสเริ่มต้น
5. การควบคุมการเปลี่ยนขั้วคู่สำหรับโรเตอร์กรงกระรอก
6. การเชื่อมต่อของรีแอกแตนซ์อุปนัยสำหรับมอเตอร์ที่มีโรเตอร์แบบกรอนด์

ด้วยการพัฒนาระบบอิเล็กทรอนิกส์ การควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสต่างๆ จึงมีประสิทธิภาพและแม่นยำยิ่งขึ้น เครื่องมือดังกล่าวถูกใช้ทุกที่ในโลก ความหลากหลายของงานที่ทำโดยกลไกดังกล่าวเพิ่มขึ้นทุกวัน และความต้องการใช้งานไม่ได้ลดลง

บทความที่คล้ายกัน: