An Индукционный двигатель представляет собой электрическое устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. Он наиболее широко используется в промышленности из-за своего свойства самозапуска. Асинхронный двигатель с контактным кольцом является одним из типов трехфазных асинхронных двигателей и является двигателем с фазным ротором. Благодаря различным преимуществам, таким как низкий начальный ток, высокий пусковой крутящий момент и улучшенный коэффициент мощности, он используется в приложениях, требующих высокого крутящего момента, в кранах и лифтах. Обмотки ротора состоят из большего количества обмоток, более высокого наведенного напряжения и меньшего тока по сравнению с ротором с короткозамкнутым ротором. Обмотки подключаются к внешнему сопротивлению через контактные кольца, которые помогают контролировать крутящий момент / скорость двигателя.
Что такое асинхронный двигатель с контактным кольцом?
Определение: Асинхронный двигатель с контактным кольцом называется асинхронным двигателем, поскольку скорость, с которой он работает, не равна синхронной скорости ротора. Ротор этого типа двигателя - намотанный. Он состоит из цилиндрического многослойного стального сердечника и полузамкнутой канавки на внешней границе для размещения трехфазной изолированной цепи обмотки.
Контактное кольцо в асинхронном двигателе
Как видно на рисунке выше, ротор намотан в соответствии с количеством полюсов статора. Три клеммы ротора и три пусковых клеммы, соединяющиеся через контактные кольца, соединены с валом. Вал предназначен для передачи механической энергии.
Строительство
Прежде чем мы обсудим принцип работы скольжения кольцо Индукция двигатель , зная конструкция асинхронного двигателя с контактным кольцом это важно. Итак, начнем с конструкции, которая состоит из двух частей: статора и ротора.
- Статора
- Ротор
Статора
Статор этого двигателя состоит из различных пазов, которые предназначены для поддержки конструкции трехфазной цепи обмотки, подключенной к источнику трехфазного переменного тока.
Ротор
Ротор этого двигателя состоит из цилиндрического сердечника со стальными пластинами. Кроме того, ротор имеет параллельные пазы для размещения трехфазных обмоток. Обмотки в этих пазах расположены под углом 120 градусов друг к другу. Такое расположение может снизить шум и избежать нерегулярной остановки двигателя.
Работа асинхронного двигателя с контактным кольцом
Этот мотор работает по принципу Закон электромагнитной индукции Фарадея . Когда обмотка статора возбуждается источником переменного тока, обмотка статора создает магнитный поток. В соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея обмотка ротора индуцируется и генерирует ток магнитного потока. Эта индуцированная ЭДС создает крутящий момент, который позволяет ротору вращаться.
Однако разность фаз между напряжением и током не соответствует требованиям для создания высокого пускового крутящего момента, поскольку развиваемый крутящий момент не является однонаправленным. Внешнее сопротивление высокого значения подключено к цепи для улучшения разности фаз двигателя. В результате индуктивное реактивное сопротивление и разность фаз между I и V уменьшаются. Следовательно, это уменьшение помогает двигателю создавать высокий крутящий момент. В схема асинхронного двигателя с контактным кольцом показано ниже.
Схема подключения асинхронного двигателя с контактным кольцом
Почему в асинхронном двигателе используются контактные кольца?
Соскальзывать определяется как разница между скоростью потока и скоростью ротора. Чтобы асинхронный двигатель создавал крутящий момент, должна быть по крайней мере какая-то разница между скоростью возбуждения статора и скоростью ротора. Эта разница называется «скольжением». Контактное кольцо »- это электромеханическое устройство, которое помогает передавать мощность и электрические сигналы от неподвижного компонента к вращающемуся.
Контактные кольца также известны как вращающиеся электрические интерфейсы, электрические вращающиеся соединения, вертлюги или коллекторные кольца. Иногда, в зависимости от применения, контактному кольцу требуется более широкая полоса пропускания для передачи данных. Контактные кольца повышают эффективность и производительность двигателя за счет улучшения работы системы и устранения проводов, свисающих с шарниров двигателя.
Расчет сопротивления асинхронного двигателя с контактным кольцом
Максимальный крутящий момент возникает, если
r = Smax. X —— (I)
Где, Smax = проскальзывание при отрывном моменте
X = индуктивность ротора
r = сопротивление обмотки ротора
Добавляя внешнее сопротивление R к уравнению (I),
r + R = (Smax) ’. X —— (ii)
Из уравнений (i) и (ii),
R = r (S ’max / Smax - 1) —— (iii)
По определению Smax получаем Smax = 1 - (Nmax / Ns) —— (iv)
Полагая S’max = 1 в уравнении (iii), получаем
R = r. (1 / Smax-1) —— (v)
Скажем, Ns = синхронная скорость 1000 об / мин, а крутящий момент отрыва происходит при 900 об / мин, уравнение (iv) сводится к Smax = 0,1 (т. Е. Скольжение 10%).
Подставляем в уравнение (v),
R = r. (1 / 0,1 - 1)
R = 9. r
«R» измеряется мультиметром. Значение сопротивления, в 9 раз превышающее сопротивление ротора с контактным кольцом, подключается снаружи для достижения максимального пускового момента.
Регулировка скорости асинхронного двигателя с контактным кольцом
Регулировать скорость этого двигателя можно двумя способами, включая следующие.
Эффект от добавления внешнего сопротивления
Как правило, запуск этих двигателей происходит, когда они потребляют полное линейное напряжение, которое в 6-7 раз превышает ток полной нагрузки. Этот высокий ток можно контролировать с помощью внешнего сопротивления, включенного последовательно с цепью ротора. Внешнее сопротивление действует как регулируемый реостат во время пуска двигателя и автоматически настраивается на высокое сопротивление для получения требуемого пускового тока.
Внешнее сопротивление снижает высокое сопротивление, как только двигатель набирает нормальную скорость, и увеличивает пусковой момент двигателя. Регулировка внешнего сопротивления также помогает снизить ток ротора и статора, но улучшает коэффициент мощности двигателя.
Использование тиристорной схемы
Схема включения / выключения тиристора - это еще один способ управления скоростью двигателя. В этом методе переменный ток ротора подключается к трехфазному мостовому выпрямителю и подключается к внешнему сопротивлению через фильтр. Тиристор подключен через внешнее сопротивление и включается / выключается с высокой частотой. Отношение времени включения к времени выключения оценивает фактическое значение сопротивления цепи ротора, которое помогает контролировать скорость двигателя путем управления характеристиками скорости-момента.
Разница между короткозамкнутым ротором и асинхронным двигателем с контактным кольцом
Разница между этими двумя двигателями обсуждается ниже.
| Электродвигатель с контактным кольцом | Мотор с беличьей клеткой |
| Имеет ротор намоточного типа. | Ротор - беличья клетка. |
| Ротор имеет цилиндрический сердечник с параллельными пазами, в каждом пазу имеется планка. | Слоты не параллельны друг другу |
| Конструкция сложна из-за контактных колец и щеток. | Конструкция проста |
| Цепь внешнего сопротивления подключена к двигателю. | Отсутствие цепи внешнего сопротивления, поскольку стержни ротора полностью прорезаны |
| Пусковой крутящий момент высокий | Крутящий момент низкий |
| КПД низкая | КПД высокий |
Преимущества и недостатки асинхронного двигателя с контактным кольцом
Преимущества
- Высокий и отличный пусковой крутящий момент для поддержки высокоинерционных нагрузок.
- Имеет низкий пусковой ток из-за внешнего сопротивления
- Может выдерживать ток полной нагрузки, который в 6-7 раз выше
Недостатки:
- Включает более высокие затраты на техническое обслуживание из-за щеток и контактных колец по сравнению с двигателем с короткозамкнутым ротором
- Сложная конструкция
- Высокие потери меди
- Низкий КПД и низкий коэффициент мощности
- Дороже, чем трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
Приложения
Несколько из Применение асинхронного двигателя с контактным кольцом находятся
- Эти двигатели используются там, где требуется более высокий крутящий момент и низкий пусковой ток.
- Используется в лифтах, компрессорах, кранах, конвейерах, подъемниках и многих других.
FAQs
1). Что такое скольжение в электродвигателе?
Скольжение определяется как разница между синхронной скоростью и рабочей скоростью на одной и той же частоте.
2). Где используются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором?
Они используются в центробежных насосах, больших воздуходувках и вентиляторах, для работы конвейерных лент и т. Д.
3). Что такое асинхронный двигатель с контактным кольцом?
Двигатель с ротором с обмоткой известен как асинхронный двигатель с контактным кольцом. Также обмотки ротора через контактные кольца соединены с внешним сопротивлением.
4). Назовите один недостаток асинхронного двигателя с контактным кольцом и асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
К недостаткам относятся высокие потери в меди и низкий крутящий момент.
5). Какая польза от внешнего сопротивления в асинхронных двигателях с контактным кольцом?
Внешнее сопротивление действует как регулируемый реостат во время пуска двигателя и автоматически настраивается на высокое сопротивление для получения требуемого пускового тока.
Таким образом, в этой статье обсуждается обзор контактного кольца асинхронный двигатель, разница между асинхронным двигателем с контактным кольцом и асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором, применения, преимущества и недостатки. Вот вам вопрос, какова функция асинхронного двигателя с контактным кольцом?
