9. Asynchronní třífázový elektromotor

Kompresorové stanice jsou vybaveny elektrickým pohonem s asynchronním elektromotorem na třífázový střídavý proud o výkonu 0,27 až 95 kW, napětí 220/380 V a frekvenci otáčení 23,6–24,2 Hz. Princip činnosti takového elektromotoru je založen na jevu rotujícího magnetického pole.

Asynchronní motor sestává z pevné (stator) a pohyblivé (rotorové) jednotky. Rotující magnetické pole je vytvářeno třemi statorovými vinutími, když jimi prochází třífázový proud (obr. 22). Když elektrický proud prochází vinutím, na jedné straně, kde proud protéká závity proti směru hodinových ručiček, vzniká severní magnetický pól „C“ a na opačné straně jižní pól „U“. Pro zjednodušení vysvětlení rotujícího magnetického pole budeme uvažovat pouze ty strany vinutí, které směřují ke středu statoru.

Rýže. 22. Schéma točivého magnetického pole statoru třífázového elektromotoru:
1–3 statorová vinutí (cívky); 4 – stator

V prvním okamžiku (obr. 22, a) neteče proud ve vinutí 1, v cívce 2 jde proud proti směru hodinových ručiček a tvoří severní pól „C“, ve vinutí 3 jde po směru hodinových ručiček a tvoří jižní pól „U“. Interakce těchto dvou pólů vytváří výsledné magnetické pole, vytvořené vinutími 2 a 3, směřujícími od severního pólu k jižnímu pólu (na obrázku znázorněno šipkami).

Ve druhém okamžiku (obr. 22, b) nebude proud ve vinutí 2, ve vinutí 3 se proud bude pohybovat proti směru hodinových ručiček a vytvoří severní pól a ve vinutí 1 – ve směru hodinových ručiček, vytvoří jižní pól. Výsledné magnetické pole vytvořené vinutími 1 a 3 směřuje od severního pólu k jižnímu pólu (na obrázku znázorněno šipkami).

Poté se směr magnetického pole opět změní (obr. 22, c), protože ve vinutí 3 není žádný proud, ve vinutí 1 se vytvoří severní pól a ve vinutí 2 jižní pól. Výsledné magnetické pole bude směrováno z vinutí 1 do vinutí 2. V dalším okamžiku bude směr výsledného magnetického pole (obr. 22, g) stejný jako v prvním okamžiku (obr. 22. a).

Při porovnání změn směru výsledného magnetického pole si lze všimnout, že nejprve bylo výsledné magnetické pole směrováno zprava doleva, pak zdola nahoru, pak shora dolů a nakonec opět zprava doleva. Pozorováním toho, jak se mění směr výsledného magnetického pole, si lze všimnout, že se zdá, že rotuje kolem osy statoru.

Takové magnetické pole se nazývá rotující magnetické pole. Frekvence otáčení magnetického pole určuje frekvenci otáčení motoru. Nejběžnější elektromotory mají rychlost otáčení 25; 16,6 a 12,5 Hz.

В třífázový asynchronní elektromotor Rotor je umístěn uvnitř statoru. Rotující magnetické pole statoru bude křížit vinutí rotoru a v těchto vinutích bude vznikat indukovaný proud.

Tento proud vytvoří své vlastní magnetické pole, které bude interagovat (přitahovat se) s magnetickým polem statoru. A protože se magnetické pole statoru otáčí, magnetické pole rotoru se spolu s rotorem začne pohybovat stejným směrem jako magnetické pole statoru.

Směr otáčení rotoru lze změnit prohozením dvou vodičů, které přivádějí třífázový elektrický proud do vinutí statoru.

Je třeba poznamenat, že frekvence otáčení rotoru je o něco menší než frekvence otáčení magnetického pole statoru, jejich frekvence otáčení se neshodují, tj. jsou asynchronní, proto se tyto motory nazývají asynchronní.

Pokud předpokládáme, že v určitém okamžiku otáčky rotoru dosáhnou rychlosti magnetického pole statoru, tj. jejich frekvence se vyrovnají, pak v tomto případě již nebudou vinutí rotoru protínat točivé magnetické pole statoru a ve vinutí rotoru se nebude elektricky indukovat žádný proud. To způsobí, že vinutí rotoru přestane interagovat s rotujícím magnetickým polem statoru a rotor se začne zpomalovat. Snížení rychlosti rotoru bude krátkodobé, protože opět povede k průniku magnetických čar statoru s vinutím rotoru a vzniku indukčního proudu ve vinutí rotoru a rotor se opět začne otáčet podle magnetického pole statoru. Toto je princip činnosti asynchronních elektromotorů.

Rýže. 23. Třífázový asynchronní elektromotor v rozloženém stavu:
a – stator s bočními štíty;
b – klecový rotor; in – fázový rotor; 1 – tělo; 2, 5, 9 – jádra statoru a rotory nakrátko a fázové rotory; 3, 6, 10 – statorová vinutí a rotory nakrátko a fázové rotory; 4, 8 – hřídele klecových a fázových rotorů; 7, 11 – koncové a kontaktní kroužky

Stator asynchronní třífázový elektromotor se skládá z pouzdra 1 (obr. 23, a) a jádra 2, sestaveného z tenkých ocelových plátů s vyraženými drážkami a upevněného uvnitř pouzdra statoru. Stator je na koncích zakryt bočními štíty s ložisky, na kterých dosedá hřídel rotoru. V drážkách jádra jsou umístěna tři vinutí 3, která jsou od sebe po obvodu rozmístěna s určitým stoupáním.

Rotor sestává z jádra a hřídele, na kterém je jádro upevněno. Jádro je vyrobeno z lisovaných ocelových plechů s drážkami. Vodiče vinutí rotoru jsou umístěny ve štěrbinách.

V závislosti na typu vinutí rotoru jsou asynchronní třífázové elektromotory klasifikovány jako zkratované a fázové.

Rotor veverky (obr. 23, b). Roztavený hliník se nalévá pod tlakem do drážek jádra 5. Výsledné hliníkové tyče (vinutí) 6 jsou na koncích přivařeny k hliníkovým koncovým kroužkům 7. Takovéto vinutí je kroužky 7 neustále zkratováno a samotný rotor se nazývá zkratovaný.

Elektrické asynchronní motory s rotorem nakrátko jsou konstrukčně jednoduché, ale při spouštění odebírají z napájecí sítě elektrický proud 5-7x větší než při ustáleném provozu.

Prokluzový rotor (obr. 23, c). Tři vinutí jsou umístěna ve štěrbinách s určitou roztečí po obvodu. Vinutí jsou izolována od sebe navzájem a od jádra rotoru. Začátky všech tří vinutí jsou spojeny se třemi kontaktními měděnými kroužky 11 namontovanými na hřídeli 8 rotoru a konce těchto tří vinutí jsou vzájemně spojeny. Kontaktní kroužky jsou izolovány od sebe a od hřídele, ale jsou pevně nasazeny na hřídeli a otáčejí se s hřídelí, když motor běží. Na bočním štítu jsou zavěšeny tři měděno-grafitové kartáče.

Během doby rozběhu elektromotoru s fázovým rotorem jsou na kontaktní kroužky nasazeny (nalisovány) měděno-grafitové kartáčky. Tato konstrukce umožňuje zařadit do vinutí rotoru během doby rozběhu přídavný odpor (odpor) a v důsledku toho lze výrazně snížit sílu startovacího elektrického proudu Jinak jsou zařízení elektromotorů s fázovým rotorem a rotorem nakrátko podobná.

Každé ze tří statorových vinutí (obr. 24) má začátek (H1, H2, H3) a konec (K1, K2, K380). Všechny starty vinutí jsou vyvedeny do svorkovnice a je k nim připojena třífázová elektrická síť dodávající elektřinu a konce vinutí jsou připojeny ke startům vinutí v určitém pořadí. Konce statorových vinutí a jejich začátky jsou vyvedeny do svorkovnice a spojeny do hvězdy nebo trojúhelníku. Pro připojení elektromotoru k elektrické síti s vyšším napětím (například 24 V), uvedeným na jeho typovém štítku, jsou vinutí statoru zapojena do hvězdy (obr. 220, a) a pro nižší napětí (například 24 V) – do trojúhelníku (obr. XNUMX, b).

Rýže. 24. Zapojení svorek vinutí statoru třífázového elektromotoru ve svorkovnici s hvězdou (a) a trojúhelníkem (b):
1 – propojka; 2 – svorkovnice

V krabici jsou 2 svorky vinutí statoru elektromotoru propojeny do hvězdy pomocí kovových propojek 1: svorky H1, H2, H3 (nebo spodní K1, K2, K3) jsou vzájemně spojeny a na zbývající tři svorky je připojena třífázová síť.

Při zapojování vinutí do trojúhelníku je každá horní svorka (H1, H2, H3) připojena ke spodní svorce (K1, K2, K3) umístěné pod ní pomocí odnímatelných kovových propojek 1. Třífázová síť je připojena ke třem horním nebo třem spodním svorkám.

Asynchronní třífázový elektromotor 6 s fázovým rotorem se spouštějí pomocí reostatu sestávajícího z kovového pouzdra, uvnitř kterého jsou umístěny porcelánové žebrované válce s navinutým nichromovým drátem (rezistory). Vývody z rezistorů jsou připojeny ke kontaktům umístěným na horním panelu Při otáčení startovací rukojetí 6 (ruční kolečko) se prsty spojí s kontakty a tím se vytvoří větší či menší odpor 5 reostatu ve vinutí rotoru připojeného k reostatu elektromotoru. Když reostat pracuje, uvolňuje se teplo. Pro lepší odvod tepla se transformátorový olej nalévá do pouzdra reostatu.

Tři vodiče z reostatu jsou připojeny ke třem kartáčkům kontaktních kroužků 4 (obr. 25) rotoru elektromotoru. Při rozběhu elektromotoru s fázovým rotorem je do obvodu rotoru zařazen rozběhový reostat 1, který zvyšuje odpor rotoru elektromotoru a v důsledku toho výrazně snižuje rozběhový proud. Startovací proud odebíraný elektromotorem s fázovým rotorem a zapnutým reostatem nepřesáhne dvojnásobek hodnoty jmenovitého proudu Po zbytek chodu elektromotoru se reostat vypíná otočením rukojeti do polohy “Provoz”.

Rýže. 25. Schéma zapojení startovacího reostatu k třífázovému elektromotoru s fázovým rotorem:
1 – startovací reostat; 7 – kabel od reostatu k motoru; 3 – kontaktní kartáčky;
4 – kontaktní kroužky; 5 – odpor reostatu; 6 – rukojeť

V této sekci najdete mnoho užitečných informací. Řekneme vám o kompresorech, kompresorových stanicích, vývěvách a dalších zařízeních. Odhalíme principy fungování a provedeme srovnávací analýzu. Informace jsou relevantní jak pro profesionály, tak pro ty, kteří se ve světě kompresorových zařízení příliš neorientují.

Tato sekce je pravidelně aktualizována. Pomocí seznamu článků můžete najít vhodný materiál. Jsme rádi, že se můžeme podělit o naše znalosti a být pro vás užiteční.