Silnik indukcyjny to maszyna elektryczna prądu przemiennego. Wykorzystuje wirujące pole magnetyczne, które jest generowane w stojanie do generowania momentu obrotowego. Trójfazowe asynchroniczne silniki elektryczne znajdują zastosowanie w przemyśle, budownictwie oraz znajdują zastosowanie w sprzęcie AGD. Mają prostą i niezawodną konstrukcję, wymagają niewielkiej konserwacji, są łatwe w uruchomieniu i wytrzymują duże przeciążenia.
Zadowolony
- Urządzenie i zasada działania
- Metody połączenia
- Zalety i wady silników trójfazowych
- Ochrona silnika
Urządzenie i zasada działania
Asynchroniczny silnik trójfazowy ma część stałą - stojan i część obrotową - wirnik. Powstaje między wirnikiem a stojanem szczelina powietrzna około dwóch milimetrów. Stojan silnika ma trzy uzwojenia pod kątem 120°. Wewnątrz znajduje się obwód magnetyczny. Po przyłożeniu do uzwojeń napięcia przemiennego powstaje w nich wirujące pole magnetyczne, które indukuje prąd indukcyjny w wirniku.
Moment obrotowy pojawia się, gdy wirujące pola magnetyczne stojana i wirnika oddziałują na siebie. W trybie pracy prędkość wirnika jest zawsze mniejsza niż prędkość pola magnetycznego. Z powodu tego opóźnienia silnik nazywa się asynchronicznym. W rowkach układane są przewody trójfazowego uzwojenia stojana. Rdzeń magnetyczny stojana składa się z płytek.
Silniki są dostępne z wirnikiem klatkowym i fazowym. Wirnik klatkowy jest czasami nazywany „kołem wiewiórczym”. Składa się z prętów zamkniętych na końcach dwoma pierścieniami. Materiałem prętów jest aluminium, rzadziej miedź lub mosiądz. Wirniki fazowe mają trzy uzwojenia, umieszczone w taki sam sposób jak na stojanie.
Przewody uzwojenia są połączone z pierścieniami ślizgowymi przymocowanymi do wału. Pierścienie są odizolowane od siebie i od wału. Za pomocą szczotek podłączony jest do nich reostat, który służy do regulacji prędkości silnika elektrycznego.
Metody połączenia
Końce uzwojeń są wyprowadzone do listwy zaciskowej i przełączane zgodnie ze standardowymi obwodami „gwiazda” lub „trójkąt”. Różnica między obwodami polega na tym, że „gwiazda” ma wyższe napięcie sieciowe niż „trójkąt”. W praktyce często stosuje się połączenie kombinowane. Podczas rozruchu i przyspieszania „gwiazda” jest komutowana, a „trójkąt” jest używany w trybie pracy. Sposoby podłączenia silnika do sieci:
- Bezpośrednie połączenie.
- Poprzez softstarter. Stosuje się go w przypadku, gdy regulacja wymagana jest tylko w momencie rozruchu.
- Za pomocą falownika, który reguluje częstotliwość napięcia podawanego na wejście. Reguluje płynny rozruch i zatrzymanie silnika, zmienia prędkość wirnika.
Zalety i wady silników trójfazowych
Asynchroniczne silniki elektryczne znajdują zastosowanie w napędach obrabiarek, dźwigów, wind, wciągarek, maszyn rolniczych, walcarek. Ich zalety obejmują następujące czynniki:
-
proste urządzenie; - niezawodność i trwałość;
- niski poziom hałasu;
- pracować bezpośrednio z sieci trójfazowej.
Niski koszt maszyn elektrycznych i łatwość ich obsługi sprawiają, że są one często stosowane w instalacjach przemysłowych. Ale oprócz niewątpliwych zalet maszyny te mają również wady:
- Brak łatwych sposobów regulacji prędkości.
- Zależność prędkości wirnika od obciążenia na wale. Wraz ze wzrostem obciążenia prędkość obrotowa maleje.
- Wysoki prąd rozruchowy.
- Wrażliwość na zmiany napięcia sieciowego.
- Duże zużycie mocy biernej.
Silniki indukcyjne są obciążeniami indukcyjnymi i zużywają moc bierną, która nie powoduje pracy mechanicznej. Nagrzewa kable, obniża napięcie, zwiększa prąd.
Pobór mocy indukcyjnej można skompensować instalując baterie kondensatorów równolegle z silnikiem. Zmniejszy to straty i koszty energii.
Ochrona silnika
Wyłączniki zabezpieczające silniki trójfazowe chronią przed prądem zwarciowym, przed długotrwałymi przeciążeniami, przed asymetrią faz w zasilaniu lub wewnątrz silnika elektrycznego. Prowadzi to do przegrzania silnika i awarii. Urządzenie ochronne automatycznie wyłączy silnik, gdy sytuacja awaryjna.
Ochrona silnika elektrycznego jest często stosowana za pomocą uniwersalnych urządzeń automatyki silnikowej. Urządzenia te mają budowę modułową i sterują pracą styczników mocy, a niektóre automaty pozwalają na dokładne dostosowanie parametrów wyłączenia ochronnego.
Przy wyborze maszyn asynchronicznych i podczas ich pracy należy wziąć pod uwagę charakterystykę asynchronicznego silnika elektrycznego. Tylko pod tym warunkiem można osiągnąć najbardziej efektywne wykorzystanie instalacji.
