IM con rotore di fase: principio di funzionamento, dispositivo e ambito di applicazione di un motore asincrono

Un motore asincrono (IM) con rotore avvolto è una centrale elettrica multifunzionale che supporta la regolazione introducendo resistenze aggiuntive nel circuito del rotore. L'unità si differenzia dai modelli classici con rotore a gabbia di scoiattolo per una coppia di spunto più elevata e una corrente di spunto bassa. La classificazione dei dispositivi viene effettuata tenendo conto delle loro proprietà e del loro design.

Informazione Generale

Per capire come funziona un motore asincrono con un rotore avvolto, è necessario studiare attentamente le caratteristiche del suo avviamento. All'avvio dell'impianto, il suo rotore passa in parallelo da uno stato di quiete ad una rotazione lenta ed uniforme. In questo caso il sistema bilancia il momento delle forze di resistenza tramite il proprio albero.

Durante l'avviamento inizia un aumento del consumo di risorse energetiche, che è associato al superamento della coppia frenante e alla compensazione delle perdite all'interno della centrale. Spesso i parametri della coppia di avviamento iniziale sono lontani da quelli richiesti, quindi il motore asincrono non è in grado di funzionare a pieno titolo. In questo caso, l'accelerazione viene sospesa e l'esposizione costante a corrente eccessiva porta al surriscaldamento dei componenti interni dell'impianto.

Per questo motivo la frequenza di avviamento del motore è limitata a pochi avviamenti. Se l'unità è stata utilizzata su una rete elettrica a bassa potenza, un fenomeno simile può ridurre la tensione complessiva e interrompere il funzionamento di altri dispositivi collegati a questa linea.

La presenza di resistori di avviamento nel circuito del rotore riduce la corrente elettrica, ma allo stesso tempo aumenta la coppia di avviamento iniziale fino a raggiungere il livello di picco. Avviare la centrale elettrica è facile, normale o difficile.

A seconda di questo fattore, è possibile determinare i parametri ottimali della resistenza dei resistori.

Dopo un avviamento riuscito, resta da mantenere una coppia stabile durante la fase di accelerazione del rotore, che ridurrà la durata della transizione da uno stato di calma allo stadio di rotazione e ridurrà la probabilità il riscaldamento. Per fare ciò, è necessario ridurre i valori di resistenza dei resistori.

La commutazione di resistenze diverse è dovuta al collegamento dei contattori di accelerazione in ordine sequenziale. È possibile scollegare il motore dalla rete elettrica solo con un circuito rotore in corto circuito. Se questo requisito viene ignorato, vi sarà il rischio di una significativa sovratensione nelle fasi dell'avvolgimento dello statore.

Specifiche

Esistono requisiti stabiliti che garantiscono il funzionamento di alta qualità dei motori a induzione con un rotore avvolto. I parametri e le caratteristiche di base del sistema dipendono da loro, tra cui:

1. Le dimensioni e la potenza dell'impianto sono conformi alle norme tecniche.
2. Protezione da influenze esterne. Il suo grado è determinato dalle condizioni ambientali in cui verrà collocata la macchina. Il fatto è che alcune installazioni sono progettate per funzionare all'interno, mentre altre sono in grado di funzionare all'aperto. Inoltre, le unità disponibili sul mercato differiscono nelle condizioni climatiche. Ad esempio, ci sono motori in grado di resistere al freddo estremo o al caldo estremo. Hanno un design e una protezione caratteristici, a seconda delle condizioni di utilizzo.
3. Grado di isolamento. I motori asincroni con rotore avvolto devono essere resistenti agli indicatori di alta temperatura e al possibile riscaldamento dei meccanismi interni. Per prevenire gli incendi, sono protetti con speciali strati isolanti.
4. Conformità a standard e modalità operative stabilite.
5. La presenza di un potente sistema di raffreddamento che si adatta alla modalità di funzionamento del motore.
6. Livello di rumore durante l'avvio al minimo. Corrisponde alla seconda elementare o inferiore.

Dispositivo e design

Volendo acquistare un motore elettrico asincrono con un rotore avvolto, è necessario essere esperti nella sua struttura e nelle caratteristiche del design. Prima di tutto, devi sapere che le parti principali dell'impianto sono lo statore, che è fisso, e il rotore è un meccanismo rotante all'interno dello statore. Un traferro si trova tra entrambi gli elementi e la loro superficie è coperta da uno speciale avvolgimento.

L'avvolgimento dello statore è collegato a una rete di tensione alternata, che viene trasmessa all'avvolgimento del rotore. L'interazione dei nodi è dovuta al flusso magnetico.

Per quanto riguarda l'alloggiamento dello statore, viene utilizzato l'alloggiamento del motore, all'interno del quale si trova un nucleo pressato. Quest'ultimo contiene i conduttori degli avvolgimenti protetti contro il cortocircuito mediante isolamento. L'avvolgimento del nucleo è costituito da diverse sezioni racchiuse in bobine.

Il rotore ha un albero e un nucleo costituito da piastre assemblate. L'ultimo elemento è creato sulla base dell'acciaio high-tech e presenta scanalature simmetriche con conduttori. Durante il funzionamento, l'albero del rotore trasmette la coppia all'azionamento dell'unità. A seconda del tipo di rotore ci sono due tipi di motori:

1. Rotore a gabbia di scoiattolo.
2. Con rotore di fase.

Nel primo tipo di rotori sono presenti delle aste di alluminio che si trovano all'interno del nucleo e sono chiuse alle estremità con anelli. Sono anche chiamate la "ruota di scoiattolo". Di solito, le scanalature dell'installazione vengono lavorate con alluminio, che ne aumenta la resistenza.

Il rotore di fase di un motore asincrono differisce notevolmente dalla versione precedente. Il numero di bobine installate con un angolo specifico in tali modelli è determinato dal numero di poli accoppiati. In questo caso le coppie di poli in un rotore di questo tipo sono sempre paragonabili a coppie di statore simili.

Principio di funzionamento

Dopo aver studiato il dispositivo IM con un rotore di fase e il suo avviamento, si può procedere a un esame più dettagliato del funzionamento di tale installazione. Può essere suddiviso in più punti:

1. Lo statore a tre avvolgimenti è alimentato con tensione trifase da una rete CA.
2. Quindi inizia la formazione di un campo magnetico, che porta alla rotazione del rotore. Con l'accelerazione dei movimenti di rotazione, la velocità del rotore aumenta in modo significativo.
3. Al raggiungimento di determinati indicatori, le singole linee dei campi di entrambi i nodi si intersecano, causando la comparsa di una forza elettromotrice. Agisce sull'avvolgimento del rotore, a causa del quale si forma una corrente elettrica.
4. Ad un certo punto nel tempo inizia un'interazione tra il campo magnetico dello statore e la corrente nel rotore, formando una coppia. È dovuto a lui che viene eseguito il lavoro del motore asincrono.

Vantaggi e svantaggi

Gli aggregati asincroni stanno guadagnando popolarità ultimamente. È associato a una serie di vantaggi che hanno. Tra loro:

1. Valori elevati alla coppia iniziale.
2. Capacità di accettare qualsiasi sovraccarico meccanico senza cambiamenti significativi nell'efficienza o interruzione del funzionamento stabile dell'impianto. Anche se si verificano vari sovraccarichi nel sistema, l'unità continua a funzionare a una determinata velocità e praticamente non si discosta dalla modalità di base.
3. Corrente di avviamento ridotta. A differenza di altri modelli asincroni, ad esempio, con un rotore a gabbia di scoiattolo, questi motori hanno correnti di avviamento relativamente basse.
4. Possibilità di completa automazione del lavoro.
5. Semplicità di progettazione.
6. Schema di avvio semplice.
7. Prezzo relativamente basso.
8. Non sono necessarie manutenzioni complesse e costose.

Oltre a molti vantaggi, i motori di questo tipo presentano anche degli svantaggi. Gli svantaggi principali includono dimensioni piuttosto grandi, a causa delle quali l'installazione e l'ulteriore funzionamento del sistema sono complicate, nonché un'efficienza ridotta rispetto a molti analoghi.

Secondo quest'ultimo indicatore, i dispositivi con un rotore a gabbia di scoiattolo sono più produttivi.

Applicazioni

Oggigiorno, molti motori industriali sono motori a induzione. La loro popolarità è dovuta ai vantaggi e alla disponibilità di cui sopra. Le aree di applicazione di tali unità sono molto estese, quindi vengono utilizzate attivamente per il lavoro dispositivi automatizzati della sfera telemeccanica, apparecchiature domestiche e mediche e impianti di registrazione del suono. Un motore a induzione è un'utile invenzione del tempo presente, che semplifica la vita umana e fornisce una buona efficienza con un consumo energetico minimo.