Endüksiyon motoru - Induction motor
Bir endüksiyon motoru veya asenkron motor bir bir AC elektrik motoru olan elektrik akımı içinde rotor üretmek torka ihtiyaç ile elde edilir elektromanyetik indüksiyon gelen manyetik alan içinde statorun bobin. Bu nedenle, rotora elektrik bağlantısı olmadan bir endüksiyon motoru yapılabilir. Bir endüksiyon motorunun rotoru, sargılı tip veya sincap kafesli tip olabilir.
Üç fazlı sincap kafesli asenkron motorlar, kendiliğinden harekete geçen, güvenilir ve ekonomik oldukları için endüstriyel sürücüler olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Tek fazlı asenkron motorlar, fanlar gibi ev aletleri gibi daha küçük yükler için yaygın olarak kullanılmaktadır. Geleneksel olarak sabit hızlı serviste kullanılmasına rağmen, asenkron motorlar değişken hızlı serviste değişken frekanslı sürücülerle (VFD) giderek daha fazla kullanılmaktadır . VFD'ler , değişken torklu santrifüj fan, pompa ve kompresör yükü uygulamalarında mevcut ve muhtemel asenkron motorlar için özellikle önemli enerji tasarrufu fırsatları sunar. Sincap kafesli asenkron motorlar hem sabit hızlı hem de değişken frekanslı sürücü uygulamalarında çok yaygın olarak kullanılmaktadır.
Tarih
1824'te Fransız fizikçi François Arago , Arago'nun rotasyonları olarak adlandırılan dönen manyetik alanların varlığını formüle etti . Walter Baily , anahtarları manuel olarak açıp kapatarak bunu 1879'da ilk ilkel asenkron motor olarak gösterdi.
İlk AC komütatörsüz üç fazlı asenkron motorlar, Galileo Ferraris ve Nikola Tesla tarafından bağımsız olarak icat edildi, ilki 1885'te ve ikincisi tarafından 1887'de gösterilen çalışan bir motor modeli. Tesla, 1887 Ekim ve Kasım'da ABD patentlerine başvurdu. ve bu patentlerin bir kısmı Mayıs 1888'de verildi. Nisan 1888'de Torino Kraliyet Bilim Akademisi, Ferraris'in motor çalışmasının temellerini detaylandıran AC çok fazlı motoru hakkındaki araştırmasını yayınladı. Mayıs 1888'de Tesla , Amerikan Elektrik Mühendisleri Enstitüsü'ne (AIEE) üç adet dört stator kutuplu motor tipini açıklayan Alternatif Akım Motorları ve Transformatörleri için Yeni Bir Sistem adlı teknik makaleyi sundu : biri dört kutuplu rotorlu, kendinden olmayan bir motor oluşturan dört kutuplu bir rotora sahip. başlangıç relüktans motoru , bir diğeri kendi kendine hareket eden bir asenkron motor oluşturan bir sargı rotorlu ve üçüncüsü rotor sargısına ayrı olarak uyarılmış DC beslemeli gerçek bir senkron motor .
O zamanlar alternatif akımlı bir güç sistemi geliştiren George Westinghouse , 1888'de Tesla'nın patentlerini lisansladı ve Ferraris'in asenkron motor konsepti üzerine bir ABD patent seçeneği satın aldı. Tesla ayrıca bir yıl danışman olarak çalıştı. Westinghouse çalışanı CF Scott , Tesla'ya yardım etmek için görevlendirildi ve daha sonra Westinghouse'daki endüksiyon motorunun geliştirilmesini devraldı. Üç fazlı gelişimi teşvik etmekte kararlı olan Mikhail Dolivo-Dobrovolsky , 1889'da kafes rotorlu endüksiyon motorunu ve 1890'da üç kollu transformatörü icat etti. Ayrıca, Tesla'nın motorunun iki fazlı titreşimler nedeniyle pratik olmadığını iddia etti. onu üç aşamalı çalışmasında ısrar etmeye teşvik etti. Westinghouse 1892'de ilk pratik endüksiyon motorunu elde etmesine ve 1893'te bir çok fazlı 60 hertz endüksiyon motorları serisi geliştirmesine rağmen , bu erken Westinghouse motorları, BG Lamme dönen bir çubuk sargı rotoru geliştirene kadar sargılı rotorlu iki fazlı motorlardı .
General Electric Şirketi (GE) 1896 By 1891 yılında üç fazlı asenkron motorları geliştirmeye başladı General Electric ve Westinghouse sonra sincap kafesli rotor denilen çubuk sarma rotorlu tasarımı için bir çapraz lisans anlaşması imzaladı. Arthur E. Kennelly , AC problemlerinin analizinde 90º döndürme operatörünü belirlemek için karmaşık sayıların ( eksi birin karekökünü temsil etmek için j kullanarak) tam anlamını ortaya çıkaran ilk kişiydi . GE'nin Charles Proteus Steinmetz'i , günümüzde yaygın olarak endüksiyon motoru Steinmetz eşdeğer devresi olarak bilinen bir analiz modeli de dahil olmak üzere, AC karmaşık miktarlarının uygulamasını büyük ölçüde geliştirdi .
Bu icatlardan ve yeniliklerden kaynaklanan endüksiyon motor iyileştirmeleri, 100 beygir gücündeki bir asenkron motorun şu anda 1897'de 7,5 beygir gücündeki bir motorla aynı montaj boyutlarına sahip olduğu şekildeydi.
Çalışma prensibi
3 fazlı motor
Hem asenkron hem de senkron motorlarda , motorun statoruna sağlanan AC gücü , AC salınımlarıyla senkronize olarak dönen bir manyetik alan oluşturur . Bir senkron motorun rotoru, stator alanıyla aynı hızda dönerken, bir asenkron motorun rotoru, stator alanından biraz daha yavaş bir hızda döner. Asenkron motor statörünün manyetik alanı bu nedenle rotora göre değişiyor veya dönüyor. Bu, asenkron motorun rotorunda, aslında motorun ikincil sargısında, ikincisi kısa devre yapıldığında veya bir dış empedans yoluyla kapatıldığında karşıt bir akıma neden olur. Dönen manyetik akı , bir transformatörün sekonder sargılarında indüklenen akımlara benzer şekilde, rotor sargılarında akımları indükler .
Rotor sargılarında indüklenen akımlar, rotorda stator alanına karşı tepki veren manyetik alanlar yaratır. Oluşturulan manyetik alanın yönü, Lenz Yasası ile uyumlu olarak rotor sargılarından geçen akımdaki değişime karşı koyacak şekilde olacaktır . Rotor sargılarında indüklenen akımın nedeni, dönen stator manyetik alanıdır, bu nedenle rotor sargı akımlarındaki değişime karşı çıkmak için rotor, dönen stator manyetik alanı yönünde dönmeye başlayacaktır. Rotor, indüklenen rotor akımının büyüklüğüne kadar hızlanır ve tork, rotorun dönüşüne uygulanan mekanik yükü dengeler. Senkron hızda dönüş, indüklenen rotor akımına neden olmayacağından, bir asenkron motor her zaman senkron hızdan biraz daha yavaş çalışır. Gerçek ve senkron hız arasındaki fark veya "kayma", standart Tasarım B tork eğrisi endüksiyon motorları için yaklaşık %0,5 ila %5,0 arasında değişir. Asenkron motorun temel özelliği, senkron veya DC makinelerde olduğu gibi ayrı ayrı uyarılmak veya sabit mıknatıslı motorlarda olduğu gibi kendinden mıknatıslanmak yerine yalnızca endüksiyonla oluşturulmasıdır .
Rotor akımlarının indüklenmesi için, fiziksel rotorun hızı, statorun dönen manyetik alanından ( ) daha düşük olmalıdır ; aksi takdirde manyetik alan rotor iletkenlerine göre hareket etmeyecek ve hiçbir akım indüklenmeyecektir. Rotorun hızı senkron hızın altına düştüğünde rotordaki manyetik alanın dönüş hızı artar, sargılarda daha fazla akım indüklenir ve daha fazla tork oluşur. Rotorda indüklenen manyetik alanın dönüş hızı ile statorun dönen alanının dönüş hızı arasındaki orana "kayma" denir. Yük altında, hız düşer ve kayma, yükü döndürmek için yeterli tork oluşturmaya yetecek kadar artar. Bu nedenle asenkron motorlara bazen "asenkron motorlar" denir.
Bir endüksiyon motoru, bir endüksiyon jeneratörü olarak kullanılabilir veya doğrudan doğrusal hareket üretebilen bir doğrusal endüksiyon motoru oluşturmak için açılabilir. Asenkron motorlar için üretim modu, yalnızca artık mıknatıslanma ile başlayan rotoru uyarma ihtiyacı nedeniyle karmaşıktır. Bazı durumlarda, bu artık mıknatıslanma, yük altında motoru kendi kendine uyarmak için yeterlidir. Bu nedenle, ya motoru kapatmak ve anlık olarak canlı bir şebekeye bağlamak ya da başlangıçta artık manyetizma ile yüklenen ve çalışma sırasında gerekli reaktif gücü sağlayan kapasitörler eklemek gerekir. Asenkron motorun, güç faktörü kompanzatörü görevi gören bir senkron motora paralel olarak çalışması da benzerdir. Şebekeye paralel jeneratör modundaki bir özellik, rotor hızının sürüş modundan daha yüksek olmasıdır. Ardından şebekeye aktif enerji veriliyor. Asenkron motor jeneratörünün diğer bir dezavantajı, önemli bir mıknatıslama akımı I 0 = (20-35) tüketmesidir .
senkron hız
Bir AC motorun senkron hızı, statorun manyetik alanının dönüş hızıdır,
- ,
- .
Örneğin, dört kutuplu, üç fazlı bir motor için = 4 ve = 1.500 RPM ( = 50 Hz için) ve 1.800 RPM ( = 60 Hz için) senkron hız.
Manyetik kutup sayısı, , faz başına bobin gruplarının sayısına eşittir. 3 fazlı bir motorda faz başına bobin gruplarının sayısını belirlemek için, bobin sayısını sayın, faz sayısına bölün, yani 3'tür. Bobinler, stator çekirdeğinde birkaç yuvaya yayılabilir, bu da onları saymayı sıkıcı hale getirir. . 3 fazlı bir motor için toplam 12 bobin grubu sayarsanız 4 manyetik kutbu vardır. 12 kutuplu 3 fazlı bir makine için 36 bobin olacaktır. Rotordaki manyetik kutupların sayısı, statordaki manyetik kutupların sayısına eşittir.
Yukarıdaki sağ ve soldaki iki şekil, her biri 60° aralıklı olarak ayarlanmış üç kutup çiftinden oluşan 2 kutuplu 3 fazlı bir makineyi göstermektedir.
kayma
Kayma, , senkron hız ile çalışma hızı arasındaki, aynı frekansta, rpm cinsinden veya senkron hızın yüzdesi veya oranı olarak ifade edilen fark olarak tanımlanır. Böylece
stator elektrik hızı nerede , rotor mekanik hızıdır. Senkron hızda sıfırdan ve rotor durduğunda 1'den değişen kayma, motorun torkunu belirler. Kısa devre rotor sargıları küçük bir dirence sahip olduğundan, küçük bir kayma bile rotorda büyük bir akıma neden olur ve önemli tork üretir. Tam nominal yükte kayma, küçük veya özel amaçlı motorlar için %5'ten büyük motorlar için %1'den azına kadar değişir. Bu hız değişimleri, farklı boyuttaki motorlar mekanik olarak bağlandığında yük paylaşımı sorunlarına neden olabilir. Kaymayı azaltmak için çeşitli yöntemler mevcuttur, VFD'ler genellikle en iyi çözümü sunar.
tork
Standart tork
Standart bir NEMA Design B çok fazlı endüksiyon motorunun tipik hız-tork ilişkisi, sağdaki eğride gösterildiği gibidir. Santrifüj pompalar ve fanlar gibi çoğu düşük performanslı yükler için uygun olan Tasarım B motorları, aşağıdaki tipik tork aralıklarıyla sınırlandırılmıştır:
- Arıza torku (tepe torku), nominal torkun %175–300'ü
- Kilitli rotor torku (%100 kaymada tork), nominal torkun %75–275'i
- Çekme torku, nominal torkun %65-190'ı.
Bir motorun normal yük aralığında, torkun eğimi yaklaşık olarak doğrusaldır veya kayma ile orantılıdır çünkü kaymaya bölünen rotor direnci değeri, , torka doğrusal bir şekilde hakimdir. Yük, nominal yükün üzerine çıktıkça, stator ve rotor kaçak reaktans faktörleri , tork kademeli olarak arıza torkuna doğru eğilecek şekilde kademeli olarak daha önemli hale gelir . Yük torku, arıza torkunun ötesinde arttıkça motor durur.
Başlangıç
Küçük asenkron motorların üç temel türü vardır: bölünmüş fazlı tek fazlı, gölgeli kutuplu tek fazlı ve çok fazlı.
İki kutuplu tek fazlı motorlarda, tork %100 kaymada (sıfır hız) sıfıra gider, bu nedenle bunlar , başlangıç torku sağlamak için statorda gölgeli kutuplar gibi değişiklikler gerektirir . Tek fazlı bir asenkron motor, motora dönen bir alan sağlamak için ayrı bir başlatma devresi gerektirir. Böyle bir tek fazlı motordaki normal çalışan sargılar, rotorun her iki yönde de dönmesine neden olabilir, bu nedenle çalıştırma devresi çalışma yönünü belirler.
Bazı daha küçük tek fazlı motorlarda, başlatma, bir direğin bir kısmı etrafında bir bakır tel dönüşü ile yapılır; böyle bir direğe gölgeli kutup denir. Bu dönüşte indüklenen akım, besleme akımının gerisinde kalır ve kutup yüzünün gölgeli kısmı çevresinde gecikmeli bir manyetik alan oluşturur. Bu, motoru çalıştırmak için yeterli dönme alanı enerjisi verir. Bu motorlar, gerekli başlatma torku düşük olduğundan ve diğer AC motor tasarımlarına kıyasla motorun ve başlatma yönteminin düşük maliyetine göre tolere edilebilir olduğundan, bu motorlar tipik olarak masa fanları ve plak çalarlar gibi uygulamalarda kullanılır.
Daha büyük tek fazlı motorlar, ayrık fazlı motorlardır ve faz dışı akımla beslenen ikinci bir stator sargısına sahiptir; bu tür akımlar, sargıyı bir kapasitörden besleyerek veya ana sargıdan farklı endüktans ve direnç değerleri almasını sağlayarak oluşturulabilir. İçinde kondansatör ile motorun motor mili veya üzerinde ağırlıkları üzerine etki eden bir merkezkaç anahtar ile genellikle ya bir hıza ulaşana kadar bir kez tasarımları, ikinci bağlantısı sargı termistör sarma ikinci geçiş akımı azaltarak direncini ısınır ve artar önemsiz bir düzeye. Kapasitör işletilen tasarımlar, çalışan tork iyileştirilmesi ne zaman sarma ikinci tutun. Bir direnç başlangıç tasarım reaktans oluşturma, sargı başlangıç ile seri olarak yerleştirilen bir başlangıç kullanır.
Kendiliğinden hareket eden çok fazlı asenkron motorlar, dururken bile tork üretir. Mevcut sincap kafesli asenkron motor başlatma yöntemleri arasında doğrudan çevrimiçi başlatma, düşük voltajlı reaktör veya otomatik transformatör başlatma, yıldız-üçgen başlatma veya giderek artan şekilde yeni katı hal yumuşak düzenekler ve tabii ki değişken frekanslı sürücüler (VFD'ler) bulunur. ).
Çok fazlı motorlar, farklı hız-tork özellikleri verecek şekilde şekillendirilmiş rotor çubuklarına sahiptir. Rotor çubukları içindeki akım dağılımı, indüklenen akımın frekansına bağlı olarak değişir. Dururken, rotor akımı stator akımıyla aynı frekanstadır ve kafes rotor çubuklarının en dış kısımlarında hareket etme eğilimindedir ( deri etkisiyle ). Farklı çubuk şekilleri, başlangıçta ani akım üzerinde bir miktar kontrol sağlamanın yanı sıra faydalı şekilde farklı hız-tork özellikleri verebilir.
Çok fazlı motorlar doğal olarak kendi kendine yol alsalar da, başlangıç ve yukarı çekme torku tasarım limitleri, gerçek yük koşullarının üstesinden gelmek için yeterince yüksek olmalıdır.
Sargı rotorlu motorlarda, kayma halkaları aracılığıyla dış dirençlere rotor devresi bağlantısı, hızlanma kontrolü ve hız kontrolü amacıyla hız-tork özelliklerinin değiştirilmesine izin verir.
Hız kontrolü
Direnç
Yarı iletken güç elektroniğinin geliştirilmesinden önce frekansı değiştirmek zordu ve kafes asenkron motorlar çoğunlukla sabit hızlı uygulamalarda kullanılıyordu. DC sürücüler kullanılan elektrikli gezer vinçler veya rotor devresi bağlantısı için kayma halkalı sargılı rotor motorları (WRIM) gibi uygulamalar, önemli hız kontrolü aralığına izin veren değişken harici dirence sahiptir. Bununla birlikte, WRIM'lerin düşük hızda çalışmasıyla bağlantılı direnç kayıpları, özellikle sabit yükler için önemli bir maliyet dezavantajıdır. Kayma enerjisi geri kazanım sistemleri olarak adlandırılan, bazıları hala kullanımda olan büyük kayar halkalı motor sürücüleri, rotor devresinden enerjiyi geri kazanır, düzeltir ve bir VFD kullanarak güç sistemine geri döndürür.
Çağlayan
Bir çift kayar halkalı motorun hızı, kademeli bağlantı veya birleştirme ile kontrol edilebilir. Bir motorun rotoru diğerinin statoruna bağlıdır. İki motor da mekanik olarak bağlanırsa, yarı hızda çalışırlar. Bu sistem bir zamanlar FS Class E.333 gibi üç fazlı AC demiryolu lokomotiflerinde yaygın olarak kullanılıyordu .
Değişken frekanslı sürücü
Birçok endüstriyel değişken hızlı uygulamada, DC ve WRIM sürücülerin yerini VFD beslemeli kafes asenkron motorlar almaktadır. Birçok yükün asenkron motor hızını kontrol etmenin en yaygın ve verimli yolu VFD'lerdir. Maliyet ve güvenilirlik hususları nedeniyle VFD'lerin benimsenmesinin önündeki engeller, son otuz yılda önemli ölçüde azaltılmıştır, öyle ki, yeni kurulan tüm motorların %30-40 kadarında sürücü teknolojisinin benimsendiği tahmin edilmektedir.
Değişken frekanslı sürücüler, bir endüksiyon motorunun skaler veya vektör kontrolünü uygular.
İle skaler kontrol sadece büyüklüğü ve besleme geriliminin frekans faz kontrolü (rotor konumu kaybolmuştur geri besleme olmadan) kontrol edilir. Skaler kontrol, yükün sabit olduğu uygulamalar için uygundur.
Vektör kontrolü , motorun hızının ve torkunun bağımsız olarak kontrol edilmesini sağlayarak, değişen yük torkunda sabit bir dönüş hızının korunmasını mümkün kılar. Ancak vektör kontrolü, sensörün maliyeti (her zaman değil) ve daha güçlü bir kontrolör gereksinimi nedeniyle daha pahalıdır.
İnşaat
Bir asenkron motorun statoru, rotora nüfuz eden bir manyetik alanı indüklemek için besleme akımı taşıyan kutuplardan oluşur. Manyetik alanın dağılımını optimize etmek için, sargılar, manyetik alan aynı sayıda kuzey ve güney kutbuna sahip olacak şekilde stator etrafındaki yuvalara dağıtılır. Asenkron motorlar en yaygın olarak tek fazlı veya üç fazlı güçle çalıştırılır, ancak iki fazlı motorlar da mevcuttur; teorik olarak, asenkron motorların herhangi bir sayıda fazı olabilir. İki sargıya sahip birçok tek fazlı motor, iki fazlı motorlar olarak görülebilir, çünkü tek fazlı beslemeden 90° ikinci bir güç fazı üretmek için bir kondansatör kullanılır ve bunu ikinci motor sargısına besler. Tek fazlı motorlar, başlangıçta dönen bir alan üretmek için bazı mekanizmalar gerektirir. Sincap kafesli rotor rotor sargısı kullanan asenkron motorlarda , her devirde torku yumuşatmak için rotor çubukları hafifçe eğrilebilir.
Endüstri genelinde standartlaştırılmış NEMA ve IEC motor çerçeve boyutları, şaft, ayak montajı, genel yönler ve belirli motor flanşı yönleri için değiştirilebilir boyutlarla sonuçlanır. Açık, damlamaya karşı dayanıklı (ODP) bir motor tasarımı, dışarıdan iç stator sargılarına serbest bir hava değişimine izin verdiğinden, sargılar daha soğuk olduğu için bu motor tarzı biraz daha verimli olma eğilimindedir. Belirli bir güç değerinde, daha düşük hız daha büyük bir çerçeve gerektirir.
dönüş ters
Asenkron motorun dönüş yönünü değiştirme yöntemi, motorun üç fazlı mı yoksa tek fazlı mı olduğuna bağlıdır. Üç fazlı bir motor, herhangi iki faz bağlantısı değiştirilerek tersine çevrilebilir. Düzenli olarak yön değiştirmesi gereken motorların (kaldırma tertibatları gibi), gerektiğinde dönüşü tersine çevirmek için kontrolörlerinde ekstra anahtarlama kontakları olacaktır . Bir değişken frekanslı tahrik hemen hemen her zaman elektronik motora uygulanan voltajın faz sırasını değiştirerek ters izin verir.
Tek fazlı ayrık fazlı bir motorda, başlangıç sargısının bağlantılarının ters çevrilmesiyle tersine çevirme sağlanır. Bazı motorlar, kurulumda dönüş yönü seçimine izin vermek için başlangıç sargı bağlantılarını ortaya çıkarır. Başlatma sargısı motora kalıcı olarak bağlıysa, dönüş hissini tersine çevirmek pratik değildir. Tek fazlı gölge kutuplu motorlar, ikinci bir gölgeleme sargısı seti sağlanmadıkça sabit bir dönüşe sahiptir.
Güç faktörü
Güç faktörü asenkron motorların nedeniyle stator ve rotor sızıntı ve mıknatıslanma reaktanslar için, yüksüz 0.20 kadar düşük bir düzeyden tam yükte, tipik olarak 0.85 ya da 0.90 yerinden, yüküne göre değişir. Güç faktörü, kapasitörlerin tek bir motor bazında veya tercihen birkaç motoru kapsayan ortak bir veriyolunda bağlanmasıyla iyileştirilebilir. Ekonomik ve diğer hususlar için, güç sistemleri nadiren güç faktörü birlik güç faktörüne göre düzeltilir. Harmonik akımlarla güç kondansatörü uygulaması, kapasitörler ile transformatör ve devre reaktansları arasındaki harmonik rezonansı önlemek için güç sistemi analizi gerektirir. Rezonans riskini en aza indirmek ve güç sistemi analizini basitleştirmek için ortak veri yolu güç faktörü düzeltmesi önerilir.
verimlilik
Tam yük motor verimliliği yaklaşık %85-97'dir, ilgili motor kayıpları kabaca şu şekilde ayrılır:
- Sürtünme ve rüzgar , %5-15
- Demir veya çekirdek kayıpları , %15-25
- Stator kayıpları, %25-40
- Rotor kayıpları, %15-25
- Kaçak yük kayıpları, %10-20.
Birçok ülkede çeşitli düzenleyici otoriteler, daha yüksek verimli elektrik motorlarının üretimini ve kullanımını teşvik etmek için mevzuat çıkarmış ve uygulamıştır. Premium verimli asenkron tip motorların tanımlanmış ekipmanlarda gelecekte zorunlu kullanımına ilişkin mevcut ve gelecek mevzuat bulunmaktadır. Daha fazla bilgi için bkz.: Premium verimlilik .
Steinmetz eşdeğer devresi
Zaman, akım, voltaj, hız, güç faktörü ve tork arasındaki birçok faydalı motor ilişkisi, Steinmetz eşdeğer devresinin (ayrıca T-eşdeğer devre veya IEEE tarafından önerilen eşdeğer devre olarak da adlandırılır) analizinden elde edilebilir; asenkron motorun elektrik girişi, faydalı mekanik enerji çıkışına dönüştürülür. Eşdeğer devre, kararlı durum dengeli yük koşullarında geçerli olan çok fazlı bir asenkron motorun tek fazlı bir temsilidir.
Steinmetz eşdeğer devresi, aşağıdaki bileşenler açısından basitçe ifade edilir:
- Stator direnci ve kaçak reaktansı ( , ).
- Rotor direnci, kaçak reaktansı ve kayma ( , veya , , ve ).
- Mıknatıslanma reaktansı ( ).
Alger in Knowlton'dan başka bir deyişle, bir asenkron motor, manyetik devresi stator sargısı ile hareketli rotor sargısı arasındaki bir hava boşluğu ile ayrılan basit bir elektrik transformatörüdür. Eşdeğer devre buna göre ya ideal bir transformatör ile ayrılmış ilgili sargıların eşdeğer devre bileşenleri ile ya da aşağıdaki devrede ve ilgili denklem ve parametre tanım tablolarında gösterildiği gibi stator tarafına atıfta bulunulan rotor bileşenleri ile gösterilebilir.
|Devre parametre tanımları|
|Birimler|
|stator kaynak frekansı||Hz.|
|stator senkron frekansı||Hz.|
|dakikadaki devir cinsinden rotor hızı||rpm|
|dakikadaki devir cinsinden senkron hız||rpm|
|stator veya birincil akım||bir|
|rotor veya stator tarafına atıfta bulunulan ikincil akım||bir|
|mıknatıslanma akımı||bir|
|hayali sayı veya 90° dönüş , operatör|
|Thevenin reaktans faktörü|
|motor faz sayısı|
|motor kutup sayısı|
|elektromekanik güç||W veya hp|
|hava boşluğu gücü||W|
|rotor bakır kayıpları||W|
|giriş gücü||W|
|çekirdek kaybı||W|
|sürtünme ve rüzgar kaybı||W|
|çalışan ışık watt girişi||W|
|başıboş yük kaybı||W|
|stator veya birincil direnç ve kaçak reaktansı||Ω|
|rotor veya stator tarafına atıfta bulunulan ikincil direnç ve kaçak reaktansı||Ω|
|motor girişinde direnç ve kaçak reaktans||Ω|
|Thévenin eşdeğer direnç ve kaçak reaktansı birleştirme ve||Ω|
|kayma|
|elektromanyetik tork||Nm veya ft-lb|
|arıza torku||Nm veya ft-lb|
|etkilenen stator faz gerilimi||V|
|mıknatıslanma reaktansı||Ω|
|Ω|
|stator veya birincil empedans||Ω|
|birincil olarak adlandırılan rotor veya ikincil empedans||Ω|
|motor statöründe veya birincil girişte empedans||Ω|
|birleşik rotor veya ikincil ve mıknatıslama empedansı||Ω|
|Thevenin eşdeğer devre empedansı,||Ω|
|rotor hızı||rad/s|
|senkron hız||rad/s|
|S veya Ʊ|
|Ω|
Devre için aşağıdaki temel yaklaşımlar geçerlidir:
- Maksimum akım, kilitli rotor akımı (LRC) koşulları altında gerçekleşir ve LRC'nin standart Tasarım B motorları için tipik olarak 6 ila 7 kat arasında değişen nominal akım ile ' den biraz daha düşüktür .
- Arıza torku , sabit voltaj girişi ile, düşük kaymalı bir endüksiyon motorunun yüzde oranlı maksimum torku, yüzde oranlı LRC'sinin yaklaşık yarısı olduğu zaman ve böyle olur .
- Standart Tasarım B kafesli asenkron motorların göreceli statoru rotor kaçak reaktansına göre
- .
- Stator direnci ihmal edildiğinde, bir endüksiyon motorunun tork eğrisi Kloss denklemine indirgenir
- , kayma nerede .
|Temel elektrik denklemleri|


Motor giriş eşdeğer empedansı
stator akımı
Stator akımı cinsinden stator tarafına atıfta bulunulan rotor akımı
|Güç denklemleri|


Steinmetz eşdeğer devresinden,
Yani, hava boşluğu gücü, elektromekanik güç çıkışı artı rotor bakır kayıplarına eşittir.
Elektromekanik güç çıkışını rotor hızı cinsinden ifade etme
İfade ft-lb:
|Tork denklemleri|


Doğrudan cinsinden ifade edebilmek için , IEEE bunu tavsiye eder ve Thévenin eşdeğer devresine dönüştürülür.
nerede
Yana ve ve kiraya verme
Düşük kayma değerleri için:
Yüksek kayma değerleri için
Rotor direncinden bağımsız olan maksimum veya arıza torku için
Maksimum veya kırılma torkunda karşılık gelen kayma
Ayak pound birimlerinde
Doğrusal endüksiyon motoru
Döner asenkron motorlarla (sıklıkla üç fazlı) aynı genel prensipler üzerinde çalışan lineer asenkron motorlar, düz hat hareketi üretmek üzere tasarlanmıştır. Kullanım alanları arasında manyetik kaldırma , doğrusal tahrik, doğrusal aktüatörler ve sıvı metal pompalama bulunur.
Ayrıca bakınız
- alternatif akım motoru
- Daire diyagramı
- indüksiyon jeneratörü
- Üstün verimlilik
- Değişken Soğutucu Akışı
Notlar
Referanslar
Klasik kaynaklar
-
Bailey, Benjamin Franklin (1911). Endüksiyon Motoru . McGraw-Hill.
endüksiyon motoru.
- Behrend, Bernhard Arthur (1901). Asenkron Motor: Sayısız Deneysel Veri ve Diyagramla Teorisi ve Tasarımı Üzerine Kısa Bir İnceleme . McGraw Yayıncılık Şirketi / Elektrik Dünyası ve Mühendis.
- Boy de la Tour, Henri (1906). Asenkron Motor: Teorisi ve Tasarımı, Pratik Bir Hesaplama Yöntemiyle Ortaya Çıktı . Cyprien Odilon Mailloux'u tercüme etti. McGraw Pub. şirket
|Wikimedia Commons, Endüksiyon motorları ile ilgili medyaya sahiptir .|
- Çok Fazlı Elektrik Motorunu kim icat etti?
- Silvanus Phillips Thompson: Çok fazlı elektrik akımları ve alternatif akım motorları
- CR Nave, GSU Fizik ve Astronomi Bölümü tarafından barındırılan Hiperfizik web sitesinden endüksiyon motor konuları .