Silnik wirnika klatkowego

A. Stojan silnika z wirnikiem klatkowym
1. Rdzeń stojana wykonany jest z wzajemnie izolowanych blach ze stali krzemowej o grubości 0.50mm (stal krzemowa walcowana na zimno). Na wewnętrznym okręgu blach ze stali krzemowej znajdują się równomiernie rozmieszczone szczeliny, które służą do osadzenia trójfazowych uzwojeń stojana.
2. Uzwojenia stojana, trzy grupy, nawinięte są emaliowanymi drutami i są symetrycznie osadzone w tych samych żłobkach drutowych w żłobkach rdzenia stojana (szczeliny są izolowane papierem izolacyjnym i izolacyjnym papierem osłonowym). Te uzwojenia trójfazowe można łączyć w kształcie gwiazdy lub gwiazdy. trójkąt.
3. Rama: Rama wykonana jest z żeliwa lub staliwa. Jego funkcją jest mocowanie rdzenia i uzwojeń.

Funkcja stojana silnika z wirnikiem klatkowym

Wytwarzanie wirującego pola magnetycznego
Stojan jest kluczową częścią silnika z wirnikiem klatkowym, która wytwarza wirujące pole magnetyczne. Kiedy trójfazowy prąd przemienny wpływa do uzwojeń stojana, pola magnetyczne generowane przez prądy trójfazowe w wewnętrznej przestrzeni rdzenia stojana syntetyzują się w wirujące pole magnetyczne, ponieważ prądy trójfazowe różnią się od siebie kątem elektrycznym w czasie o 120 stopni. Prędkość obrotowa tego wirującego pola magnetycznego (czyli częstotliwość zasilania, to liczba biegunów silnika). Na przykład prędkość synchroniczna pola wirującego w 4-silniku z wirnikiem klatkowym o napięciu zasilania 50 Hz. To wirujące pole magnetyczne działa jak niewidzialna „ręka mocy” i stanowi podstawę zdolności silnika do przekształcania energii elektrycznej w energię mechaniczną.
Rozmieszczenie uzwojeń stojana i sposób ich połączenia ma kluczowe znaczenie dla wytworzenia prawidłowego wirującego pola magnetycznego. Zwykle stosuje się uzwojenia trójfazowe dwuwarstwowe lub uzwojenia jednowarstwowe, a liczba zwojów, średnica drutu i inne parametry uzwojeń zostaną zaprojektowane zgodnie z mocą silnika, napięciem i innymi wymaganiami. Istnieją dwa typy połączeń uzwojeń: połączenie w gwiazdę (Y) i połączenie w trójkąt (△), a różne metody podłączenia będą miały wpływ na wydajność silnika pod względem napięcia, prądu i mocy. Na przykład w połączeniu w gwiazdę napięcie sieciowe jest dwukrotnie większe od napięcia fazowego; w połączeniu w trójkąt prąd sieciowy jest dwukrotnie większy od prądu fazowego.
Ustalenie obwodu pola magnetycznego silnika
Rdzeń stojana jest główną drogą przepływu pola magnetycznego silnika. Zwykle jest wykonany z laminowanych arkuszy stali krzemowej, które charakteryzują się wysoką przepuszczalnością i niską utratą żelaza. Kiedy uzwojenia stojana są zasilane prądem w celu wytworzenia pola magnetycznego, pole magnetyczne koncentruje się głównie wewnątrz rdzenia, tworząc zamkniętą pętlę wzdłuż kształtu rdzenia. Utworzenie tej pętli pola magnetycznego umożliwia skuteczne działanie pola magnetycznego na wirnik, poprawiając wydajność konwersji elektromagnetycznej silnika. Bez rdzenia stojana pole magnetyczne mogłoby silnie wyciekać do otaczającej przestrzeni i nie mogłoby skutecznie napędzać wirnika.
Kształt i rozmiar rdzenia stojana wpływa również na wydajność silnika. Zwykle wewnętrzna średnica rdzenia stojana określa rozmiar wirnika, podczas gdy średnica zewnętrzna jest związana z takimi czynnikami, jak moc i odprowadzanie ciepła przez silnik. Na przykład w przypadku silników z wirnikiem klatkowym dużej mocy rozmiar rdzenia stojana zostanie odpowiednio zwiększony, aby był w stanie wytrzymać większą siłę elektromagnetyczną i wygenerować wystarczające pole magnetyczne, a jego konstrukcja konstrukcyjna będzie również uwzględniać lepszy sposób odprowadzania ciepła, aby zapobiec przegrzaniu rdzenia i prowadzącemu do pogorszenia właściwości magnetycznych.
Interfejs do wprowadzania energii elektrycznej
Uzwojenie stojana stanowi interfejs umożliwiający silnikowi odbieranie energii elektrycznej. Zewnętrzny trójfazowy zasilacz prądu przemiennego jest podłączony do zacisków uzwojenia stojana za pomocą kabla w celu dostarczenia energii elektrycznej do silnika. W procesie tym rolę uzwojenia stojana pełni kierowanie energii elektrycznej zasilacza do wnętrza silnika. W zależności od napięcia znamionowego i prądu znamionowego silnika, odpowiednio zostanie zaprojektowany poziom izolacji uzwojenia stojana i pole przekroju poprzecznego drutu oraz inne parametry. Na przykład w przypadku silników o wysokim napięciu znamionowym uzwojenia stojana muszą być izolowane materiałem izolacyjnym wyższej jakości, aby zapobiec uszkodzeniu izolacji między uzwojeniami lub między uzwojeniami a żelaznym rdzeniem.
Charakterystyka rezystancji i indukcyjności uzwojeń stojana może również mieć wpływ na wydajność silnika. Opór powoduje utratę energii elektrycznej (prądu, rezystancji) w uzwojeniach, a strata ta jest emitowana w postaci ciepła, zmniejszając wydajność silnika. Indukcyjność natomiast wpływa na moc bierną i współczynnik mocy silnika. Wydajność silnika można zoptymalizować rozsądnie projektując parametry uzwojenia stojana. Na przykład zmniejszenie rezystancji uzwojenia zmniejsza straty miedzi i poprawia wydajność silnika; rozsądna regulacja indukcyjności poprawia współczynnik mocy.
Określ liczbę biegunów i prędkość synchroniczną silnika
Liczba biegunów uzwojenia stojana określa liczbę par biegunów silnika, co z kolei określa prędkość synchroniczną wirującego pola magnetycznego silnika. Liczba biegunów jest ważnym parametrem silnika, a różna liczba biegunów jest odpowiednia dla różnych zastosowań. Na przykład prędkość synchroniczna silników 2-biegunowych jest wyższa, co jest odpowiednie w sytuacjach wymagających dużej prędkości wyjściowej, takich jak szybkie wentylatory, małe pompy itp.; 4-silniki biegunowe mają umiarkowaną prędkość synchroniczną, szerszy zakres zastosowań, takich jak napędy ogólnego sprzętu przemysłowego, sprężarki klimatyzacji itp.; Silniki 6-biegunowe lub 8-biegunowe mają niższą prędkość synchroniczną, co jest odpowiednie w sytuacjach, w których występuje niska prędkość, wymagających dużego momentu obrotowego, takich jak dźwigi, przenośniki taśmowe itp.
Liczbę biegunów silnika można zwykle określić na podstawie rozmieszczenia uzwojeń stojana. Przy produkcji silników uzwojenia stojana dzieli się na różne pasma fazowe zgodnie z wymaganiami projektowymi, a liczba uzwojeń w każdym paśmie fazowym i położenie rozdzielcze określają liczbę biegunów silnika. Wybierając silnik, użytkownik może określić odpowiednią liczbę biegunów zgodnie z rzeczywistymi wymaganiami aplikacji (takimi jak prędkość, moment obrotowy itp.), Aby wybrać odpowiedni silnik z wirnikiem klatkowym.

B. Wirnik silnika klatkowego
1. Rdzeń wirnika wykonany jest z wzajemnie izolowanych blach ze stali krzemowej o grubości 0.50mm (stal krzemowa walcowana na zimno).

2. Uzwojenie wirnika
1) Klatka wiewiórcza – silnik asynchroniczny klatkowy (odlew aluminiowy)
2) Silnik asynchroniczny z uzwojeniem (uzwojony drut miedziany)
3. Wał obrotowy, na wał obrotowy dodawane jest obciążenie mechaniczne

Funkcje wirnika silnika klatkowego

Wytwarzanie momentu elektromagnetycznego
Gdy pracuje silnik z wirnikiem klatkowym, uzwojenie stojana jest zasilane trójfazowym prądem przemiennym w celu wytworzenia wirującego pola magnetycznego. Ze względu na względny ruch pomiędzy prowadnicami wirnika a wirującym polem magnetycznym, prowadnice wirnika odcinają indukcyjność magnetyczną, aby wygenerować indukowany prąd. Te prowadnice z prądami indukowanymi znajdują się w wirującym polu magnetycznym. Siły działające na wiele prowadnic wirnika tworzą połączoną siłę, która wytwarza moment elektromagnetyczny, który umożliwia wirnikowi podążanie za wirującym polem magnetycznym stojana, przekształcając w ten sposób energię elektryczną w energię mechaniczną. Na przykład w zastosowaniach przemysłowych, gdy silnik napędza przenośnik taśmowy, moment elektromagnetyczny działa na wirnik, powodując jego obrót, co z kolei powoduje ruch przenośnika taśmowego, realizując przenoszenie materiału.
Regulacja prędkości silnika
Prędkość obrotowa silnika z wirnikiem klatkowym jest ściśle powiązana z prędkością narastania, która z kolei jest powiązana z warunkami pracy wirnika. Prędkość obrotowa (gdzie jest prędkością synchroniczną wirującego pola magnetycznego stojana i rzeczywistą prędkością wirnika). Podczas pracy silnika, gdy zmienia się obciążenie, odpowiednio zmienia się prędkość wirnika, co prowadzi do zmiany prędkości narastania. Na przykład, gdy obciążenie wzrasta, prędkość wirnika maleje, a prędkość narastania wzrasta. Zgodnie z zasadą indukcji elektromagnetycznej, wzrost szybkości rozbieżności powoduje, że prędkość prowadnic wirnika przecinających indukcyjność magnetyczną wzrasta, indukowany prąd wzrasta, a moment elektromagnetyczny wzrasta, aż moment elektromagnetyczny zostanie ponownie zrównoważony momentu obciążenia, a silnik pracuje stabilnie przy nowej prędkości obrotowej.