Motors elèctrics asíncrons amb rotor bobinat

Actualment, els motors asíncrons representen almenys el 80% de tots els motors elèctrics produïts per la indústria. Aquests inclouen motors asíncrons trifàsics.

Els motors elèctrics asíncrons trifàsics s'utilitzen àmpliament en dispositius d'automatització i telemecànica, dispositius domèstics i mèdics, dispositius d'enregistrament de so, etc.

Avantatges dels motors elèctrics asíncrons

L'ampli ús de motors asíncrons trifàsics es deu a la senzillesa del seu disseny, fiabilitat en el funcionament, bones propietats operatives, baix cost i facilitat de manteniment.

El dispositiu de motors elèctrics asíncrons amb un rotor bobinat

Les parts principals de qualsevol motor d'inducció són la part estacionària, l'estator i la part giratòria, anomenada rotor.

L'estator d'un motor d'inducció trifàsic consta d'un circuit magnètic laminat pressionat en un marc fos. A la superfície interior del circuit magnètic hi ha canals per col·locar els cables de bobinat. Aquests cables són els costats de bobines suaus de múltiples voltes que formen les tres fases del bobinatge de l'estator.Els eixos geomètrics de les bobines es desplacen en l'espai entre si 120 graus.

Les fases de bobinatge es poden connectar segons l'esquema estrella o triangle en funció de la tensió de la xarxa. Per exemple, si el passaport del motor indica tensions de 220/380 V, llavors amb una tensió de xarxa de 380 V, les fases es connecten mitjançant una "estrella". Si la tensió de la xarxa és de 220 V, els bobinatges estan connectats en un "delta". En ambdós casos, la tensió de fase del motor és de 220 V.

El rotor d'un motor asíncron trifàsic és un cilindre fet de làmines estampades d'acer elèctric i muntat sobre un eix. Depenent del tipus de bobinat, els rotors dels motors asíncrons trifàsics es divideixen en rotors d'esquirol i de fase.

En motors elèctrics asíncrons de major potència i màquines especials de baixa potència, s'utilitzen rotors de fase per millorar les propietats d'arrencada i regulació. En aquests casos, es col·loca un bobinatge trifàsic al rotor amb els eixos geomètrics de les bobines de fase (1) desplaçats en l'espai entre si en 120 graus.

Les fases del bobinatge estan connectades en estrella, i els seus extrems estan connectats per tres anelles lliscants (3) muntades a l'eix (2) i aïllades elèctricament tant de l'eix com entre si. Mitjançant les escombretes (4), que estan en contacte lliscant amb les anelles (3), és possible incloure reòstats reguladors (5) en els circuits del bobinat de fase.

Un motor d'inducció amb rotor té millors propietats d'arrencada i regulació, però es caracteritza per una major massa, dimensions i cost que un motor d'inducció amb un rotor de gàbia d'esquirol.

Principi de funcionament dels motors elèctrics asíncrons

El principi de funcionament d'una màquina asíncrona es basa en l'ús d'un camp magnètic giratori.Quan un bobinat d'estator trifàsic està connectat a la xarxa, gira camp magnèticla velocitat angular de la qual ve determinada per la freqüència de la xarxa f i el nombre de parells de pols del bobinatge p, és a dir. ω1 = 2πf / p

Travessant els cables dels bobinats de l'estator i del rotor, aquest camp indueix un EMF als bobinatges (segons la llei de la inducció electromagnètica). Quan el bobinat del rotor està tancat, el seu EMF indueix un corrent al circuit del rotor. Com a resultat de la interacció del corrent amb el petit camp resultant, es crea un moment electromagnètic, si aquest moment supera el moment de resistència de l'eix del motor, l'eix comença a girar i posa en moviment el mecanisme de treball. Normalment, la velocitat angular del rotor ω2 no és igual a la velocitat angular del camp magnètic ω1, que s'anomena sincrònic. D'aquí el nom del motor asíncron, és a dir, asíncron.

El funcionament d'una màquina asíncrona es caracteritza pel lliscament s, que és la diferència relativa entre les velocitats angulars del camp ω1 i el rotor ω2: s = (ω1-ω2) / ω1

El valor i el signe de lliscament, depenent de la velocitat angular del rotor en relació al camp magnètic, determinen el mode de funcionament de la màquina d'inducció. Així, en el mode inactiu ideal, el rotor i el camp magnètic giren a la mateixa freqüència en la mateixa direcció, lliscament s = 0, el rotor està estacionari en relació al camp magnètic giratori, l'EMF en el seu bobinatge no s'indueix, el rotor el corrent i el moment electromagnètic de la màquina són zero. A l'arrencada, el rotor està estacionari en el primer instant de temps: ω2 = 0, s = 1. Bàsicament, el lliscament en el mode motor canvia de s = 1 a l'arrencada a s = 0 en el mode de ralentí ideal. .

Quan el rotor gira a una velocitat ω2> ω1 en el sentit de gir del camp magnètic, el lliscament esdevé negatiu. La màquina entra en mode generador i desenvolupa el parell de frenada. Quan el rotor gira en la direcció oposada a la direcció de gir del pol magnètic (s> 1), la màquina d'inducció passa al mode contrari i també desenvolupa un parell de frenada. Així, segons el lliscament, es distingeix entre els modes del motor (s = 1 ÷ 0), el generador (s = 0 ÷ -∞) i el mode contrari (s = 1 ÷ + ∞). Els modes de commutació del generador i del comptador s'utilitzen per aturar els motors d'inducció.

Vegeu també: Engegar un motor de rotor bobinat