A váltakozó áramú motorok működési elve

A váltakozó áramú motor olyan eszköz, amely az elektromos energiát váltakozó áramból mechanikai energiává alakítja. Elsősorban egy elektromágneses tekercsből vagy egy elosztott állórész tekercsből áll, amelyet mágneses mező létrehozására használnak, valamint egy forgó armatúrát vagy forgórészt. A motor azon az elven működik, hogy az áramot{2}}hordozó tekercs mágneses térben erőt fejt ki, ami elfordulását okozza. A váltakozó áramú motorok két típusba sorolhatók: szinkron váltakozó áramú motorok és indukciós motorok [1].

A három-fázisú váltakozó áramú motor állórész-tekercsei lényegében három tekercs, amelyek egymástól 120 fokos távolságra vannak egymástól, delta- vagy csillag-konfigurációban csatlakoztatva. Ha három-fázisú áramot alkalmazunk, minden tekercsben mágneses mező keletkezik, és e három mező kombinációja forgó mágneses teret hoz létre.

A váltakozó áramú motorok állórészből és forgórészből állnak, és két típusra oszthatók: szinkron váltakozó áramú motorok és indukciós motorok. Mindkét típusú motor forgó mágneses teret hoz létre az állórész tekercsén váltóáram átvezetésével, de a szinkron váltakozó áramú motorok forgórész-tekercsei általában egyenáramú (gerjesztőáram) táplálást igényelnek a gerjesztőből; Az indukciós motorok viszont nem igényelnek áramot a forgórész tekercsén.

A háromfázisú váltakozó áramú motor állórésztekercse alapvetően három tekercsből áll, amelyek egymástól 120 fokos távolságra vannak egymástól, és háromszög vagy csillag alakban vannak összekötve. Ha három-fázisú áramot alkalmazunk, minden tekercsben mágneses mező keletkezik, és ez a három mágneses mező együttesen forgó mágneses mezőt alkot. Az áram teljes rezgést hajt végre, és a forgó mágneses tér pontosan egyszer forog. Ezért a forgó mágneses tér percenkénti fordulatszáma N=60f. A képletben f a teljesítményfrekvencia.

A váltakozóáramú motorok a forgórész forgási sebessége alapján szinkronmotorokra és aszinkron motorokra (más néven aszinkron motorokra) oszthatók. A terhelés nagyságától függetlenül a szinkronmotor forgórészének fordulatszáma mindig megegyezik a forgó mágneses tér sebességével, ezért ezt a sebességet szinkron fordulatszámnak nevezzük. Mint fentebb említettük, ez csak a tápegység frekvenciájától függ. Az aszinkron motorok fordulatszáma nem állandó, a terhelés nagyságától és a tápfeszültségtől függ. Kétféle három-fázisú aszinkron motor létezik: egyenirányító nélküli és egyenirányítós. A gyakorlatban használt aszinkron motorok túlnyomó többsége egyenirányító nélküli aszinkron motor (bár a párhuzamos és soros három-fázisú aszinkron egyenirányítós motorok előnye a nagy tartományban állítható fordulatszám és nagy teljesítménytényező), és fordulatszámuk mindig alacsonyabb, mint a szinkron fordulatszám.

 

Fő cél

A váltakozó áramú villanymotorok működési hatékonysága magas, füst, szag, környezetszennyezés és alacsony zajmentes. Számos előnye miatt széles körben használják különféle területeken, mint az ipari és mezőgazdasági termelés, szállítás, honvédelem, kereskedelmi és háztartási készülékek, orvosi elektromos berendezések stb.

 

Működési elv

Az indukciós motor, más néven aszinkron motor, arra utal, hogy a forgórész forgó mágneses térbe kerül, és a forgó mágneses tér hatására forgási nyomatékot kap, ami a rotor forgását okozza.

Az indukciós motor megjelenése és belső felépítése. A rotor egy forgatható vezető, általában mókusketrec alakú. Az állórész az elektromos motor nem forgó része, amelynek fő feladata a forgó mágneses mező létrehozása. A forgó mágneses terek nem mechanikus módszerekkel érhetők el. De ehelyett váltakozó áramot alkalmaznak több elektromágnespárra, aminek következtében a mágneses pólus tulajdonságai ciklikusan megváltoznak, így egyenértékű a forgó mágneses térrel. Az ilyen típusú motorok nem tartalmaznak keféket vagy gyűjtőgyűrűket, mint az egyenáramú motorok. A használt váltóáram típusától függően egy-fázisú és három{7}}fázisú motorok léteznek. Az egyfázisú motorokat olyan berendezésekben használják, mint a mosógépek és az elektromos ventilátorok; A gyárakban háromfázisú villanymotorokat használnak erőberendezésként. Az állórész által generált forgó mágneses tér (n1 szinkron fordulatszámmal) és a forgórész tekercs közötti relatív mozgás révén a forgórész tekercs elvágja a mágneses indukciós vonalat és indukált elektromotoros erőt hoz létre, ezáltal indukált áramot generál a forgórész tekercsében. A forgórész tekercsében indukált áram kölcsönhatásba lép a mágneses mezővel, és elektromágneses nyomatékot generál, ami a forgórész forgását okozza. Ahogy a forgórész fordulatszáma fokozatosan közelít a szinkron fordulatszámhoz, az indukált áram fokozatosan csökken, és ennek megfelelően csökken a generált elektromágneses nyomaték is. Amikor az aszinkron motor motor állapotban működik, a forgórész fordulatszáma kisebb, mint a szinkron fordulatszám. Az n forgórész fordulatszám és az n1 szinkron fordulatszám közötti különbség leírására egy szlipviszonyt vezetünk be.

 

 

Ellenőrzési stratégia

A teljesítményelektronikai technológia, a mikroelektronikai technológia, a digitális vezérléstechnika és a vezérléselmélet fejlődésével az AC hajtásrendszerek dinamikus és statikus jellemzői teljes mértékben összehasonlíthatók az egyenáramú hajtásrendszerekkel. A váltakozó áramú hajtásrendszereket széles körben alkalmazzák, és fokozatosan valósággá vált a DC hajtás váltakozó áramú hajtásra való felváltása.

Tekintettel arra, hogy a váltakozóáramú motorok természetüknél fogva összetett objektumok nemlinearitásukkal, több változóval, erős csatolással, időben változó paraméterekkel és nagy zavarokkal, hatékony vezérlésük mindig is forró kutatási téma volt mind hazai, mind nemzetközi szinten, és különféle szabályozási stratégiákat és módszereket javasoltak. Ezek közül a klasszikus lineáris szabályozás nem tudja legyőzni a terhelés, a modellparaméterek nagy-léptékű változásait és a nemlineáris tényezők hatását, ami alacsony szabályozási teljesítményt eredményez; A vektorvezérlésnek és a közvetlen nyomatékszabályozásnak is vannak problémái: az elmúlt években a modern vezérlés és az intelligens vezérléselmélet fejlődésével fejlett vezérlőalgoritmusokat alkalmaztak a váltakozó áramú motorok vezérlésére, és bizonyos eredményeket értek el [2].

Steady state modell vezérlési módszer

Az általánosan használt állandósult állapotú-modellvezérlési sémák közé tartozik a nyitott-hurok állandó v/f arány szabályozása (azaz a feszültség/frekvencia=állandó) és a zárt-hurok csúszási frekvencia szabályozása.

(1) Állandó feszültség-frekvencia arány szabályozása

Ez a módszer egy nyitott{0}}hurkú vezérlési módszer, amely a változó feszültség- és frekvenciakonverziós alapszabályozási módból indul ki, és nem tartalmaz sebesség-visszacsatolást. Tekintettel arra, hogy a névleges frekvencia alatt, ha a feszültség állandó marad és csak a frekvenciát csökkentjük, a légrés fluxusa túl nagy lesz, ami mágneses telítettséget, súlyos esetben pedig a motor kiégését okozza. Az állandó légrés mágneses fluxus fenntartása érdekében az indukált potenciál és a frekvencia állandó arányát használják a szabályozáshoz.

 

 

Gyakori hibák

A váltakozó áramú motorok működés közben hajlamosak meghibásodásokra súrlódás, vibráció, szigetelés elöregedése és egyéb okok miatt. Ha ezeket a hibákat időben ellenőrzik, feltárják és megszüntetik, hatékonyan előzhetik meg a baleseteket.

Gyakori hibavizsgálat

1. Hallgassa meg a hangot, és gondosan azonosítsa a hibapontot. Az AC aszinkron motor működése során, ha halk "zümmögő" hangot észlelünk minden ingadozás nélkül, az normál hang. Ha a hang durva és éles "zümmögő" vagy "sziszegő" hangokat tartalmaz, az a hiba előfutára. A következő okokat kell figyelembe venni:

(l) A laza vasmaggal rendelkező motor működés közbeni rezgése és ingadozó hőmérséklete a vasmag rögzítőcsavarjainak deformálódását okozhatja, ami laza szilícium acéllemezeket és nagy elektromágneses zajt eredményezhet.

(2) A forgórész forgása által keltett hang, amelyet a hűtőventillátor kelt, „wuwu” hang. Ha olyan "dongdong" hang hallható, mint a dob kopogása, akkor azt a forgórész vasmagja és a tengely közötti illeszkedés meglazulása okozza a motor gyorsulási nyomatéka miatt hirtelen indításkor, leálláskor, hátrameneti fékezéskor és egyéb változó sebességű helyzetekben. Az enyhe tokok továbbra is használhatók, míg a súlyos esetek szétszedhetők ellenőrzés és javítás céljából.

(3) A csapágyzaj motor működése során figyelni kell a csapágyhang változására. A csavarhúzó egyik végét a csapágyfedélen, a másik végét a fülön érintve hallható a motor belső hangváltozásai. A különböző alkatrészeknek és hibáknak más a hangja. A "csikorgás" hangját a gördülő pisztoly csapágyon belüli szabálytalan mozgása okozza, ami a csapágy hézagával és a kenőzsír állapotával függ össze. A "szisszenő" hang fémsúrlódási hang, amelyet általában a kopás miatti olajhiány okoz a csapágyban. A csapágyat szét kell szerelni és kenni kell zsírral stb.

2. A szaglás segítségével elemezze, hogy a hibás motornak nincs-e szaga normál működés közben. Ha bármilyen szagot érez, az egy hibajelzés, például égett szaga, amelyet a szigetelő grillezés bocsát ki, és akár füstölhet is, ha a motor hőmérséklete emelkedik; Ha égett olajszag van, annak oka leginkább a csapágy olajhiánya, illetve a száraz őrlési állapothoz közeledve az olaj és a gáz elpárolgása okozta szag.

3. Használja a tapintást a hibák ellenőrzésére. A TV burkolatának kézzel történő megérintésével nagyjából meghatározhatja a hőmérsékletet. Ha nagyon melegnek érzi magát, és a hőmérsékleti érték magas, amikor kézzel megérinti a motorházat, ellenőrizze az okot, például túlzott terhelést vagy magas feszültséget, majd az ok alapján keresse meg a hibát.