Zasada działania silnika asynchronicznego i obwodu do łączenia uzwojeń silnika elektrycznego w gwiazdę lub trójkąt

Obecnie za najpopularniejszy silnik elektryczny uważa się trójfazowy silnik asynchroniczny, który różni się od innych typów niezawodnością, łatwością wykonania i niską ceną. Może działać zarówno z trójfazowego obwodu elektrycznego, jak iz jednofazowego.

Urządzenie mechanizmu

Silnik asynchroniczny dzieli się na dwie grupy, które zależą od sposobu wykonania uzwojenia wirnika:

• Silniki z uzwojeniem fazowym. Posiadają złożoną konstrukcję wirnika, dlatego produkcja urządzenia jest znacznie droższa niż innych typów silników. Stosowane są w trudnych warunkach rozruchowych i w razie potrzeby płynnej regulacji prędkości.
• Silniki uzwojenia klatkowego. Urządzenie ma niższy koszt produkcji, a jego prędkość zmienia się tylko o 2 do 3 procent, gdy obciążenie zmienia się od 0 do minimalnej częstotliwości. Jedyną wadą jest trudność płynnej regulacji prędkości obrotowej w szerokim zakresie.

Urządzenie składa się z nieruchomego cylindra - stojana, który składa się z blach elektrotechnicznych, izolowane od siebie lakierem technicznym i montowane zszywkami w celu zmniejszenia wirów prądy. W szczelinach stojana znajduje się uzwojenie stojana połączone w trójkąt lub gwiazdę. Urządzenie składa się również z obracającej się części - wirnika złożonego z blach ze stali elektrotechnicznej, gdzie pod ciśnieniem w rowki wlewa się aluminium lub miedź. A także wylewa się razem pierścienie końcowe, na których znajdują się ostrza. Są potrzebne do chłodzenia wirnika.

Wirnik osadzony jest na wale silnika, na którym osadzone są łożyska. Cała ta konstrukcja znajduje się w osłonach końcowych.

Zasada działania silnika asynchronicznego

Jeśli przyłożysz napięcie do uzwojenia stojana, wówczas zacznie płynąć na nim przemienny prąd sinusoidalny, tworząc pole magnetyczne. Przecina uzwojenie wirnika, w którym indukowana jest zmienna siła elektromotoryczna. EMF tworzy prąd przemienny w uzwojeniu wirnika, a prąd ten wytwarza wirujące pole magnetyczne wirnika.

Pola stojana i wirnika są połączone i tworzą wspólne wirujące pole magnetyczne silnika, które oddziałuje z prądem w uzwojeniu wirnika i tworzy siłę zgodnie z regułą lewej ręki. Obraca wirnik w kierunku obrotu pola magnetycznego.

Urządzenie nazywa się asynchronicznym ze względu na fakt, że prędkość obrotowa pola magnetycznego jest kilkakrotnie większa niż prędkość obrotowa wirnika.

Schemat połączeń uzwojenia z gwiazdą i trójkątem

W praktyce zwyczajowo stosuje się dwa główne połączenia silników elektrycznych z siecią. W zależności od niezawodności sieci, parametrów energetycznych i inżynierskich urządzenia rozróżnia się schematy połączeń gwiazda i trójkąt dla uzwojeń silnika. Ale ich wspólne kombinacje są również popularne.

Gwiazda

Trzy uzwojenia silnika mają przewody początkowe i końcowe, które są wyrównane w jednym punkcie neutralnym. Nazywa się to również neutralnym. W przypadku braku przewodu neutralnego w obwodzie, obwód jest uważany za trójprzewodowy, jeśli jest jeden, czteroprzewodowy.

Początek wniosków jest dołączony do niektórych faz sieci elektrycznej. Na fazach napięcie wynosi 380 V lub 660 V.

Schemat ma kilka zalet:

1. W trybie pracy obudowa urządzenia nie przegrzewa się;
2. Możliwość korzystania z chwilowego przeciążenia;
3. Trwałość użytkowania, bezpieczeństwo i niezawodność;
4. Ciągłe użytkowanie silnika elektrycznego przez długi czas.

W przypadku korzystania z takiego połączenia nie jest wymagana żadna specjalistyczna praca kreatora.

Trójkąt

W takim połączeniu końce nie są połączone z jednym punktem neutralnym, ale połączone z innym uzwojeniem. Jest to trójkąt, w którym uzwojenia są połączone szeregowo. Różnica polega na tym, że układ trójkątny istnieje tylko trójprzewodowo, ponieważ nie ma wspólnego punktu.

Napięcie liniowe na uzwojeniach wynosi 220 V lub 380 V.

Schemat ma kilka zalet:

• umiejętność korzystania ze sprzętu elektrycznego z pełną mocą;
• zastosowanie reostatu rozruchowego;
• wzrost momentu obrotowego.

Ten model jest najczęściej używany podczas pracy z potężnymi urządzeniami i przy dużych obciążeniach rozruchowych.

Kombinacja gwiazda-trójkąt

Podobny model jest używany przy złożonych mechanizmach. Podczas rozruchu moc gwiazda-trójkąt szybko rośnie, a jeśli silnik nie jest przeznaczony do obwodu w trójkąt, szybko się przegrzeje i najprawdopodobniej wypali. Aby zapobiec przepaleniu bezpieczników, stosuje się autotransformatory.

Wtedy napięcie staje się znacznie mniejsze, a wynikowy prąd również. Ponadto następuje wzrost częstotliwości i spadek bieżących wskaźników.

Schemat połączenia gwiazda-trójkąt to maksymalna niezawodność i wydajność używanego sprzętu elektrycznego.

Schemat gwiazda-trójkąt ma następujące zalety:

• możliwość korzystania z dwóch poziomów mocy;
• zwiększona żywotność.