Принципът на работа на AC двигателите

AC моторът е устройство, което преобразува електрическа енергия от променлив ток в механична енергия. Основно се състои от електромагнитна намотка или разпределена намотка на статор, използвана за генериране на магнитно поле, заедно с въртяща се арматура или ротор. Двигателят работи на принципа, че намотка-, носеща ток, изпитва сила в магнитно поле, което я кара да се върти. AC двигателите се категоризират в два типа: синхронни AC двигатели и индукционни двигатели [1].

Намотките на статора на три-фазния променливотоков двигател са по същество три намотки, разположени на 120 градуса една от друга, свързани в конфигурация триъгълник или звезда. Когато се приложи три-фазен ток, във всяка бобина се генерира магнитно поле и комбинацията от тези три полета създава въртящо се магнитно поле.

AC двигателите се състоят от статор и ротор и са разделени на два вида: синхронни AC двигатели и индукционни двигатели. И двата типа двигатели генерират въртящо се магнитно поле чрез преминаване на променлив ток през намотката на статора, но роторната намотка на синхронните променливотокови двигатели обикновено изисква постоянен ток (ток на възбуждане) от възбудителя; Асинхронните двигатели, от друга страна, не изискват преминаване на ток през намотката на ротора.

Статорната намотка на три-фазен променливотоков двигател основно се състои от три намотки, разположени на 120 градуса една от друга, свързани в триъгълна или звездообразна форма. Когато се приложи три-фазен ток, във всяка бобина се генерира магнитно поле и тези три магнитни полета се комбинират, за да образуват въртящо се магнитно поле. Токът завършва пълна вибрация и въртящото се магнитно поле се завърта точно веднъж. Следователно броят на оборотите в минута на въртящото се магнитно поле е N=60f. Във формулата f е мощностната честота.

AC двигателите могат да бъдат разделени на синхронни двигатели и асинхронни двигатели (известни също като асинхронни двигатели) въз основа на скоростта на въртене на ротора. Независимо от размера на товара, скоростта на ротора на синхронен двигател винаги е същата като скоростта на въртящото се магнитно поле, така че тази скорост се нарича синхронна скорост. Както бе споменато по-горе, зависи само от честотата на захранването. Скоростта на асинхронните двигатели не е постоянна, зависи от големината на товара и захранващото напрежение. Има два вида три-фазни асинхронни двигатели: такива без токоизправители и такива с токоизправители. По-голямата част от асинхронните двигатели, използвани в практически приложения, са асинхронни двигатели без токоизправители (въпреки че паралелните и последователните три-фазни асинхронни токоизправители имат предимствата на регулируема скорост в голям диапазон и висок коефициент на мощност) и тяхната скорост винаги е по-ниска от синхронната скорост.

 

Основна цел

Ефективността на работа на електродвигателите с променлив ток е висока, без дим, миризма, замърсяване на околната среда и нисък шум. Благодарение на редицата си предимства, той се използва широко в различни области като промишлено и селскостопанско производство, транспорт, национална отбрана, търговски и домакински уреди, медицинско електрическо оборудване и др.

 

Принцип на работа

Индукционният двигател, известен също като асинхронен двигател, се отнася до ротора, поставен във въртящо се магнитно поле и получаване на въртящ момент под действието на въртящото се магнитно поле, което кара ротора да се върти.

Външният вид и вътрешната структура на асинхронен двигател. Роторът е въртящ се проводник, обикновено във формата на катерица. Статорът е невъртящата се част на електродвигателя, чиято основна задача е да генерира въртящо се магнитно поле. Въртящите се магнитни полета не се постигат чрез механични методи. Но вместо това, променлив ток се прилага към няколко двойки електромагнити, което води до циклична промяна на свойствата на техните магнитни полюси, което е еквивалентно на въртящо се магнитно поле. Този тип двигатели нямат четки или колекторни пръстени като DC двигателите. В зависимост от вида на използваното променливотоково захранване има едно-фазни двигатели и три-фазни двигатели. Еднофазни двигатели се използват в устройства като перални машини и електрически вентилатори; Трифазните електродвигатели се използват като захранващо оборудване във фабриките. Чрез относителното движение между въртящото се магнитно поле, генерирано от статора (със синхронна скорост n1) и намотката на ротора, намотката на ротора прекъсва линията на магнитна индукция и генерира индуцирана електродвижеща сила, като по този начин генерира индуциран ток в намотката на ротора. Индуцираният ток в намотката на ротора взаимодейства с магнитното поле, за да генерира електромагнитен въртящ момент, карайки ротора да се върти. Тъй като скоростта на ротора постепенно се доближава до синхронната скорост, индуцираният ток постепенно намалява и генерираният електромагнитен въртящ момент също намалява съответно. Когато асинхронният двигател работи в състояние на двигателя, скоростта на ротора е по-ниска от синхронната скорост. За да се опише разликата между скоростта на ротора n и синхронната скорост n1, се въвежда коефициент на приплъзване

 

 

Стратегия за контрол

С развитието на технологията за силова електроника, технологията за микроелектроника, технологията за цифрово управление и теорията за управление, динамичните и статичните характеристики на системите за задвижване с променлив ток могат да бъдат напълно сравними със системите за задвижване с постоянен ток. Системите за променливотоково задвижване са широко използвани и замяната на постояннотоковото задвижване с променливотоково задвижване постепенно се превърна в реалност.

Поради факта, че променливотоковите двигатели по своята същност са сложни обекти с нелинейност, множество променливи, силно свързване, променящи се във времето-параметри и големи смущения, тяхното ефективно управление винаги е било гореща изследователска тема както в страната, така и в международен мащаб и са предложени различни стратегии и методи за управление. Сред тях класическото линейно управление не може да преодолее влиянието на натоварването, големи-мащабни промени в параметрите на модела и нелинейни фактори, което води до ниска производителност на управление; Векторното управление и директното управление на въртящия момент също имат някои проблеми: през последните години, с развитието на модерното управление и теорията за интелигентно управление, усъвършенстваните алгоритми за управление бяха приложени към управлението на AC двигатели и постигнаха определени резултати [2].

Метод за контрол на стационарния модел

Често използваните схеми за управление на модела в стационарно-състояние включват управление на съотношението v/f с отворен-констант (т.е. напрежение/честота=константа) и управление на честотата на приплъзване в затворен-контур.

(1) Постоянно управление на съотношението на честотата на напрежението

Този метод е метод за управление с отворен{0}}контур, който започва от основния режим на управление на преобразуване на променливо напрежение и честота и не включва обратна връзка за скоростта. Поради факта, че под номиналната честота, ако напрежението остане постоянно и се намали само честотата, потокът на въздушната междина ще бъде твърде голям, причинявайки магнитно насищане и, в тежки случаи, изгаряне на двигателя. За да се поддържа постоянен магнитен поток на въздушната междина, за управление се използва постоянно съотношение на индуцирания потенциал към честотата.

 

 

Често срещани неизправности

AC двигателите са предразположени към неизправности по време на работа поради триене, вибрации, стареене на изолацията и други причини. Ако тези неизправности се проверяват, откриват и отстраняват навреме, те могат ефективно да предотвратят възникването на аварии.

Проверка на често срещани грешки

1. Слушайте звука и внимателно идентифицирайте точката на повреда. По време на работа на асинхронния двигател с променлив ток, ако се открие слаб "бръмчещ" звук без никакви колебания, това е нормален звук. Ако звукът е груб и има остри "бръмчещи" или "съскащи" звуци, това е предвестник на повреда. Трябва да се имат предвид следните причини:

(l) Вибрациите и колебанията на температурата на двигател с разхлабена желязна сърцевина по време на работа могат да причинят деформация на фиксиращите болтове на желязната сърцевина, което води до разхлабени силициеви стоманени листове и генериране на силен електромагнитен шум.

(2) Звукът, произведен от въртенето на ротора, който се генерира от охлаждащия вентилатор, е звук "wuwu". Ако има звук "dongdong", подобен на почукване на барабан, това е причинено от разхлабване на прилягането между желязната сърцевина на ротора и вала поради въртящия момент на ускорение на двигателя по време на внезапно стартиране, спиране, спиране на заден ход и други ситуации с променлива скорост. Леките случаи могат да продължат да се използват, докато тежките случаи могат да бъдат разглобени за проверка и ремонт.

(3) По време на работа на двигателя с шум на лагера е необходимо да се обърне внимание на промените в звука на лагера. Чрез докосване на единия край на отвертката върху капака на лагера и другия край на ухото, можете да чуете вътрешните звукови промени на двигателя. Различните части и неизправности имат различен звук. Звукът на "скърцане" се причинява от неравномерното движение на ролката вътре в лагера, което е свързано с хлабината на лагера и състоянието на смазващата грес. „Скърцащият“ звук е звук от триене на метал, обикновено причинен от липса на масло в лагера поради износване. Лагерът трябва да се разглоби и смаже с грес и др.

2. Използвайте обонянието, за да анализирате дали дефектният двигател няма миризма по време на нормална работа. Ако усетите някаква миризма, това е сигнал за повреда, като миризма на изгоряло, която се излъчва от изолационната скара и може дори да дими, когато температурата на двигателя се повишава; Ако има миризма на изгоряло масло, това се дължи най-вече на липсата на масло в лагера и миризмата, причинена от изпарението на масло и газ при наближаване на сухото състояние на смилане.

3. Използвайте тактилното усещане, за да проверите за грешки. Като докоснете корпуса на телевизора с ръка, можете приблизително да определите температурата. Ако почувствате, че е много горещо и стойността на температурата е висока, когато докоснете корпуса на двигателя с ръка, трябва да проверите причината, като прекомерно натоварване или високо напрежение, и след това да отстраните проблема въз основа на причината.