Asynkrone executive motorer

Asynkrone aktuatormotorer bruges i automatiske styresystemer til at styre og regulere forskellige enheder.

Asynkrone aktuatormotorer begynder at arbejde, når de får et elektrisk signal, som de konverterer til en bestemt rotationsvinkel for akslen eller dens rotation. Fjernelse af signalet resulterer i en øjeblikkelig overgang af den kørende motors rotor til en stationær tilstand uden brug af bremseanordninger. Driften af ​​sådanne motorer fortsætter hele tiden under forbigående forhold, som et resultat af, at rotorens rotationsfrekvens ofte ikke når en stationær værdi med et kort signal. Hyppige starter, retningsskift og stop bidrager også til dette.

Ved design er executive motorer asynkrone maskiner med en to-faset statorvikling, lavet således, at de magnetiske akser af dens to faser er forskudt i rummet i forhold til hinanden og ikke i en vinkel på 90 grader.

En af faserne af statorviklingen er feltviklingen og har ledninger til terminalerne mærket C1 og C2.Den anden, der fungerer som en kontrolspole, har ledninger forbundet til terminalerne mærket U1 og U2.

Begge faser af statorviklingen forsynes med tilsvarende vekselspændinger af samme frekvens. Så excitationsspolekredsløbet er forbundet til forsyningsnettet med en konstant spænding U, og et signal tilføres styrespolekredsløbet i form af en styrespænding Uy (fig. 1, a, b, c).

Ris. 1. Skemaer til at tænde for asynkrone executive-motorer under styring: a — amplitude, b — fase, c — amplitudefase.

Som følge heraf opstår der tilsvarende strømme i begge faser af statorviklingen, som på grund af de inkluderede faseforskydningselementer i form af kondensatorer eller en faseregulator forskydes i forhold til hinanden i tid, hvilket fører til excitation af et elliptisk roterende magnetfelt, som inkluderer egernburrotoren.

Ved ændring af motorens driftstilstande bliver det elliptiske roterende magnetfelt i begrænsende tilfælde vekslende med en fast symmetriakse eller cirkulær rotation, hvilket påvirker motorens egenskaber.

Start, hastighedsregulering og stop af executive motorer bestemmes af betingelserne for dannelsen af ​​magnetfeltet ved hjælp af amplitude-, fase- og amplitude-fasestyring.

Ved amplitudestyring holdes spændingen U ved excitationsspolens terminaler uændret, og kun amplituden af ​​spændingen Uy ændres. Faseforskydningen mellem disse spændinger, takket være den afbrudte kondensator, er 90 ° (fig. 1, a).

Fasestyring er kendetegnet ved, at spændingerne U og Uy forbliver uændrede, og faseforskydningen mellem dem justeres ved at dreje faseregulatorens rotor (fig. 1, b).

Med amplitude-fasekontrol, selvom kun amplituden af ​​spændingen Uy reguleres, men på samme tid, på grund af tilstedeværelsen af ​​en kondensator i excitationskredsløbet og den elektromagnetiske interaktion mellem faserne af statorviklingen, er der en samtidig ændring i spændingens fase ved viklingsterminalerne til excitation og faseforskydningen mellem denne spænding og spændingen fra styrespolens terminaler (fig. 1, c).

Nogle gange er der ud over kondensatoren i feltviklingskredsløbet tilvejebragt en kondensator i styreviklingskredsløbet, som kompenserer for den reaktive magnetiseringskraft, reducerer energitab og forbedrer induktionsmotorens mekaniske egenskaber.

Ved amplitudestyring observeres et cirkulært roterende magnetfelt ved et nominelt signal uanset rotorhastigheden, og når det falder, bliver det elliptisk Ved fasestyring exciteres et cirkulært roterende magnetfelt kun med et nominelt signal og en faseforskydning mellem spændingerne U og Uy, lig med 90° uanset rotorhastigheden, og med en anden faseforskydning bliver elliptisk. I amplitude-fasekontrol eksisterer et cirkulært roterende magnetfelt kun i én tilstand - ved et nominelt signal på tidspunktet for start af motoren, og derefter, når rotoren accelererer, bliver den elliptisk.

I alle kontrolmetoder styres rotorens hastighed ved at ændre karakteren af ​​det roterende magnetfelt, og rotorens rotationsretning ændres ved at ændre fasen af ​​den spænding, der påføres styrespolens terminaler med 180 ° .

Der stilles specifikke krav til asynkrone executive motorer med hensyn til manglen på selvkørende kraft, der giver en bred vifte af rotorhastighedskontrol, hastighed, stor startmoment og lav kontrolkraft med relativ bevarelse af lineariteten af ​​deres egenskaber.

Selvkørende asynkrone udøvende motorer manifesteres i form af spontan rotation af rotoren i mangel af et styresignal. Det skyldes enten en utilstrækkelig stor aktiv modstand af rotorviklingen - metodisk selvkørende, eller af dårlig ydeevne af selve motoren - teknologisk selvkørende.

Den første er elimineret i design af motorer, som giver mulighed for produktion af en rotor med øget viklingsmodstand og kritisk slip scr = 2 - 4, som desuden giver et bredt stabilt område af rotorhastighedsstyring, og den anden - højkvalitetsproduktion af magnetiske kredsløb og maskinspoler med omhyggelig samling.

Da asynkrone executive-motorer med en kortsluttet rotor med øget aktiv modstand er kendetegnet ved en lav hastighed karakteriseret ved en elektromekanisk tidskonstant — det tidspunkt, hvor rotoren optager hastigheden fra nul til halvdelen af ​​synkronhastigheden — Tm = 0,2 — 1,5 s. , så i automatiske installationer gives præference for styring til executive motorer med en hul ikke-magnetisk rotor, hvor den elektromekaniske tidskonstant har en lavere værdi — Tm = 0,01 — 0,15 s.

Højhastigheds-hule ikke-magnetiske rotor-induktions-executive-motorer har både en ekstern stator med et magnetisk kredsløb af konventionel konstruktion og en to-faset vikling med faser, der fungerer som excitations- og kontrolviklinger, og en intern stator i form af en lamineret ferromagnetisk hulning cylinder monteret på motorens lejeskjold.

Statorernes overflader er adskilt af en luftspalte, som i radial retning har en størrelse på 0,4 — 1,5 mm. I luftspalten er der et aluminiumslegeringsglas med en vægtykkelse på 0,2 — 1 mm, fastgjort på motorakslen. Tomgangsstrømmen af ​​asynkronmotorer med en hul ikke-magnetisk rotor er stor og når 0,9 Aznom, og den nominelle effektivitet = 0,2 - 0,4.

I automations- og telemekaniske installationer anvendes motorer med en hul ferromagnetisk rotor med en vægtykkelse på 0,5 — 3 mm. I disse maskiner, der bruges som executive- og hjælpemotorer, er der ingen intern stator, og rotoren er monteret på et presset eller to endemetalpropper.

Luftspalten mellem statorens og rotorens overflader i radial retning er kun 0,2 — 0,3 mm.

De mekaniske egenskaber for motorer med en hul ferromagnetisk rotor er tættere på lineære end karakteristikaene for motorer med en konventionel egernviklet rotor, såvel som med en rotor lavet i form af en hul ikke-magnetisk cylinder.

Nogle gange er den ydre overflade af en hul ferromagnetisk rotor dækket med et lag kobber med en tykkelse på 0,05 - 0,10 mm, og dens endeflader med et lag kobber op til 1 mm for at øge motorens nominelle effekt og drejningsmoment, men dens effektivitet falder noget.

En væsentlig ulempe ved motorer med en hul ferromagnetisk rotor er den ensidige klæbning af rotoren til statorens magnetiske kredsløb på grund af ujævnheden i luftgabet, hvilket ikke forekommer i maskiner med en hul ikke-magnetisk rotor. Hule ferromagnetiske rotormotorer er ikke selvkørende; de arbejder stabilt over hastighedsområdet fra nul til synkron rotorhastighed.

Asynkrone executive motorer med en massiv ferromagnetisk rotor, fremstillet i form af en stål- eller støbejernscylinder uden vikling, er kendetegnet ved deres enkle design, høj styrke, høje startmoment, driftsstabilitet ved en given hastighed og kan være bruges ved meget høje omdrejninger på rotoren.

Der er omvendte motorer med en massiv ferromagnetisk rotor, som er lavet i form af en ekstern roterende del.

Asynkrone executive-motorer produceres til nominel effekt fra fraktioner til flere hundrede watt og er designet til strøm fra variable spændingskilder med en frekvens på 50 Hz, samt med øgede frekvenser op til 1000 Hz og mere.
Læs også: Selsyns: formål, enhed, handlingsprincip