Princíp činnosti asynchrónneho motora a obvodu na pripojenie vinutí elektromotora do hviezdy alebo trojuholníka

V súčasnosti sa za najbežnejší elektromotor považuje trojfázový asynchrónny motor, ktorý sa od ostatných typov líši spoľahlivosťou, jednoduchosťou výroby a nízkou cenou. Môže pracovať ako z trojfázového elektrického obvodu, tak aj z jednofázového.

Mechanizmus zariadenia

Asynchrónny motor je rozdelený do dvoch skupín, ktoré závisia od spôsobu vyhotovenia vinutia rotora:

• Motory s fázovým vinutím. Majú zložitú konštrukciu rotora, a preto je výroba zariadenia oveľa drahšia ako iné typy motorov. Používajú sa v ťažkých podmienkach štartovania a v prípade potreby plynulé ovládanie rýchlosti.
• Vinutie motorov vo veveričke. Zariadenie má nižšie výrobné náklady a jeho rýchlosť sa mení len o 2 až 3 percentá pri zmene záťaže z 0 na minimálnu frekvenciu. Jedinou nevýhodou sú ťažkosti s plynulým nastavením rýchlosti otáčania v širokom rozsahu.

Zariadenie pozostáva zo stacionárneho valca - statora, ktorý pozostáva z plechov z elektroocele, navzájom izolované technickým lakom a spojené sponkami na zníženie vírenia prúdy. V drážkach statora je vinutie statora zapojené do trojuholníkovej alebo hviezdicovej kombinácie. Zariadenie pozostáva aj z rotačnej časti - rotora zostaveného z plechov elektroocele, kde sa do drážok pod tlakom nalieva hliník alebo meď. A tiež sa nalievajú koncové krúžky, na ktorých sú umiestnené čepele. Sú potrebné na chladenie rotora.

Rotor je namontovaný na hriadeli motora, na ktorom sú upevnené ložiská. Celá táto konštrukcia je umiestnená v koncových štítoch.

Princíp činnosti asynchrónneho motora

Ak privediete napätie na vinutie statora, potom naň začne prúdiť striedavý sínusový prúd, ktorý vytvorí magnetické pole. Prechádza cez vinutie rotora, v ktorom sa indukuje striedavá elektromotorická sila. EMF vytvára vo vinutí rotora striedavý prúd a tento prúd vytvára rotujúce magnetické pole rotora.

Polia statora a rotora sú spojené a tvoria spoločné točivé magnetické pole motora, ktoré interaguje s prúdom vo vinutí rotora a vytvára silu podľa pravidla ľavej ruky. Otáča rotor v smere rotácie magnetického poľa.

Zariadenie sa nazýva asynchrónne, pretože rýchlosť otáčania magnetického poľa je niekoľkonásobne vyššia ako rýchlosť otáčania rotora.

Schéma zapojenia vinutia s hviezdou a trojuholníkom

V praxi je zvykom využívať dve hlavné pripojenia elektromotorov do siete. V závislosti od spoľahlivosti siete, výkonových a inžinierskych parametrov zariadenia rozlišujú schémy zapojenia do hviezdy a trojuholníka pre vinutia motora. Obľúbené sú ale aj ich spoločné kombinácie.

Hviezda

Tri vinutia motora majú štartovacie a koncové vodiče, ktoré sú zarovnané v jednom neutrálnom bode. Nazýva sa aj neutrálny. Pri absencii neutrálneho vodiča v obvode sa okruh považuje za trojvodičový, ak je jeden, štvorvodičový.

Začiatok záverov je pripojený k určitým fázam elektrickej siete. Na fázach je napätie buď 380 V alebo 660 V.

Schéma má niekoľko výhod:

1. V prevádzkovom režime sa puzdro zariadenia neprehrieva;
2. Schopnosť používať dočasné preťaženie;
3. Trvanlivosť používania, bezpečnosť a spoľahlivosť;
4. Nepretržité používanie elektromotora po dlhú dobu.

Pri použití takéhoto pripojenia nie je potrebná žiadna špecializovaná práca sprievodcu.

Trojuholník

V takomto spojení nie sú konce spojené s jedným neutrálnym bodom, ale zlúčené s iným vinutím. Ide o trojuholník, v ktorom sú vinutia zapojené do série. Rozdiel spočíva v tom, že trojuholníkový systém existuje iba trojvodičový, keďže nemá spoločný bod.

Lineárne napätie na vinutiach je 220 V alebo 380 V.

Schéma má niekoľko výhod:

• schopnosť používať elektrické zariadenia v plnej kapacite;
• použitie štartovacieho reostatu;
• zvýšenie krútiaceho momentu.

Tento model sa najčastejšie používa pri práci s výkonnými zariadeniami a pri veľkých štartovacích zaťaženiach.

Kombinácia hviezda-trojuholník

Podobný model sa používa so zložitými mechanizmami. Pri štartovaní rýchlo stúpa výkon hviezda-trojuholník a ak motor nie je určený pre obvod trojuholníka, rýchlo sa prehreje a s najväčšou pravdepodobnosťou vyhorí. Aby sa zabránilo spáleniu poistiek, používajú sa autotransformátory.

Potom je napätie oveľa menšie a výsledný prúd tiež. Ďalej sa vykonáva zvýšenie frekvencie a zníženie aktuálnych ukazovateľov.

Schéma pripojenia hviezda-trojuholník je maximálna spoľahlivosť a účinnosť použitého elektrického zariadenia.

Schéma hviezda-trojuholník má nasledujúce výhody:

• možnosť použitia dvoch úrovní výkonu;
• zvýšená životnosť.