Motors executius asíncrons
Els motors d'actuador asíncron s'utilitzen en sistemes de control automàtic per controlar i regular diversos dispositius.
Els motors actuadors asíncrons comencen a funcionar quan reben un senyal elèctric, que converteixen en un determinat angle de gir de l'eix o la seva rotació. L'eliminació del senyal provoca una transició immediata del rotor del motor en marxa a un estat estacionari sense l'ús de dispositius de frenada. El funcionament d'aquests motors continua tot el temps en condicions transitòries, de manera que la freqüència de rotació del rotor sovint no arriba a un valor estacionari amb un senyal curt. També hi contribueixen els freqüents inicis, canvis de direcció i parades.
Per disseny, els motors executius són màquines asíncrones amb un bobinat estator bifàsic, fetes de manera que els eixos magnètics de les seves dues fases es desplacen en l'espai entre si, i no en un angle de 90 graus.
Una de les fases del bobinatge de l'estator és el bobinatge de camp i té cables als terminals etiquetats C1 i C2.L'altre, que actua com a bobina de control, té cables connectats als terminals etiquetats U1 i U2.
Les dues fases del bobinatge de l'estator s'alimenten amb les corresponents tensions alternes de la mateixa freqüència. Així, el circuit de la bobina d'excitació està connectat a la xarxa d'alimentació amb una tensió constant U, i es subministra un senyal al circuit de la bobina de control en forma d'una tensió de control Uy (Fig. 1, a, b, c).
Arròs. 1. Esquemes d'encesa de motors executius asíncrons durant el control: a — amplitud, b — fase, c — fase d'amplitud.
Com a resultat, sorgeixen corrents corresponents en ambdues fases del bobinatge de l'estator, que, a causa dels elements de desplaçament de fase inclosos en forma de condensadors o un regulador de fase, es desplacen entre si en el temps, la qual cosa condueix a l'excitació de un camp magnètic giratori el·líptic, que inclou el rotor de la gàbia d'esquirol.
Quan es canvien els modes de funcionament del motor, el camp magnètic giratori el·líptic en casos límit s'alterna amb un eix fix de simetria o rotació circular, la qual cosa afecta les propietats del motor.
L'arrencada, la regulació de la velocitat i l'aturada dels motors executius estan determinats per les condicions de formació del camp magnètic mitjançant el control d'amplitud, fase i amplitud-fase.
En el control d'amplitud, la tensió U als terminals de la bobina d'excitació es manté sense canvis i només canvia l'amplitud de la tensió Uy. El desfasament entre aquestes tensions, gràcies al condensador desconnectat, és de 90 ° (Fig. 1, a).
El control de fase es caracteritza pel fet que les tensions U i Uy es mantenen sense canvis, i el canvi de fase entre elles s'ajusta fent girar el rotor del regulador de fase (Fig. 1, b).
Amb el control d'amplitud-fase, tot i que només es regula l'amplitud de la tensió Uy, però al mateix temps, a causa de la presència d'un condensador al circuit d'excitació i la interacció electromagnètica de les fases del bobinatge de l'estator, hi ha una simultània canvi en la fase de la tensió als terminals del bobinat per a l'excitació i el canvi de fase entre aquesta tensió i la tensió dels terminals de la bobina de control (Fig. 1, c).
De vegades, a més del condensador del circuit de bobinatge de camp, es proporciona un condensador al circuit de bobinat de control, que compensa la força de magnetització reactiva, redueix les pèrdues d'energia i millora les característiques mecàniques del motor d'inducció.
En el control d'amplitud, s'observa un camp magnètic giratori circular a un senyal nominal independentment de la velocitat del rotor, i quan disminueix, esdevé el·líptic.En el cas del control de fase, un camp magnètic giratori circular s'excita només amb un senyal nominal i un desfasament entre les tensions U i Uy, igual a 90 ° independentment de la velocitat del rotor, i amb un canvi de fase diferent esdevé el·líptic. En el control d'amplitud-fase, un camp magnètic giratori circular només existeix en un mode: a un senyal nominal en el moment d'engegar el motor, i després, quan el rotor accelera, es torna el·líptic.
En tots els mètodes de control, la velocitat del rotor es controla canviant la naturalesa del camp magnètic giratori i la direcció de rotació del rotor es canvia canviant la fase de la tensió aplicada als terminals de la bobina de control en 180 °. .
S'imposen requisits específics als motors executius asíncrons pel que fa a la manca de potència autopropulsada que ofereix una àmplia gamma de control de velocitat del rotor, velocitat, gran parell d'arrencada i baixa potència de control amb relativa preservació de la linealitat de les seves característiques.
Els motors executius asíncrons autopropulsats es manifesten en forma de rotació espontània del rotor en absència d'un senyal de control. És causat ja sigui per una resistència activa insuficientment gran del bobinat del rotor, mètode autopropulsat, o per un mal rendiment del propi motor, tecnològicament autopropulsat.
El primer s'elimina en el disseny de motors, que preveu la producció d'un rotor amb una major resistència al bobinat i un lliscament crític scr = 2 - 4, que, a més, ofereix un ampli rang estable de control de velocitat del rotor, i el segon - producció d'alta qualitat de circuits magnètics i bobines de màquina amb un muntatge acurat.
Atès que els motors executius asíncrons amb un rotor en curtcircuit amb una resistència activa augmentada es caracteritzen per una velocitat baixa caracteritzada per una constant de temps electromecànica - el temps en què el rotor agafa velocitat de zero a la meitat de la velocitat síncrona - Tm = 0,2 - 1,5 s , llavors a les instal·lacions automàtiques es dóna preferència pel control als motors executius amb un rotor buit no magnètic, en els quals la constant de temps electromecànica té un valor inferior — Tm = 0,01 — 0,15 s.
Els motors executius d'inducció de rotor buit no magnètic d'alta velocitat tenen tant un estator extern amb un circuit magnètic de construcció convencional com un bobinatge bifàsic amb fases que actuen com a bobinats d'excitació i control, i un estator intern en forma de buit ferromagnètic laminat. cilindre muntat a l'escut del coixinet del motor.
Les superfícies dels estators estan separades per un espai d'aire, que en la direcció radial té una mida de 0,4 a 1,5 mm. A l'espai d'aire, hi ha un vidre d'aliatge d'alumini amb un gruix de paret de 0,2 a 1 mm, fixat a l'eix del motor. El corrent inactiu dels motors asíncrons amb un rotor buit no magnètic és gran i arriba a 0,9 Aznom, i l'eficiència nominal = 0,2 - 0,4.
En instal·lacions d'automatització i telemecànica, s'utilitzen motors amb un rotor ferromagnètic buit amb un gruix de paret de 0,5 a 3 mm. En aquestes màquines, utilitzades com a motors executius i auxiliars, no hi ha estator intern, i el rotor està muntat en un tap de metall premsat o dos extrems.
L'espai d'aire entre les superfícies de l'estator i el rotor en la direcció radial és només de 0,2 a 0,3 mm.
Les característiques mecàniques dels motors amb un rotor ferromagnètic buit són més properes a les lineals que les característiques dels motors amb un rotor d'esquirol convencional, així com amb un rotor fabricat en forma de cilindre buit no magnètic.
De vegades, la superfície exterior d'un rotor ferromagnètic buit està coberta amb una capa de coure amb un gruix de 0,05 - 0,10 mm, i les seves superfícies extrems amb una capa de coure de fins a 1 mm per augmentar la potència nominal i el parell del motor, però la seva eficiència disminueix una mica.
Un desavantatge important dels motors amb un rotor ferromagnètic buit és l'adhesió unilateral del rotor al circuit magnètic de l'estator a causa de la irregularitat de l'entrefer, que no es produeix en màquines amb un rotor buit no magnètic. Els motors de rotor ferromagnètic buit no són autopropulsats; funcionen de manera estable en el rang de velocitat des de zero fins a la velocitat del rotor síncron.
Els motors executius asíncrons amb un rotor ferromagnètic massiu, fabricats en forma d'un cilindre d'acer o ferro colat sense bobinatge, es distingeixen per la seva senzillesa de disseny, gran resistència, parell d'arrencada elevat, estabilitat de funcionament a una velocitat determinada i poden ser s'utilitza a revolucions molt altes al rotor.
Hi ha motors invertits amb un rotor ferromagnètic massiu, que es fa en forma de peça giratòria externa.
Els motors executius asíncrons es produeixen per a una potència nominal des de fraccions fins a diversos centenars de watts i estan dissenyats per a fonts de tensió variable amb una freqüència de 50 Hz, així com amb freqüències augmentades fins a 1000 Hz i més.
Llegeix també: Selsyns: propòsit, dispositiu, principi d'acció