Urządzenie silnikowe AC

Za pomocą silników prądu przemiennego energia elektryczna zamieniana jest na mechaniczną. Istnieją naprzemienne silniki i prąd stały Mają wiele różnic, szczególnie w designie. W przemyśle szeroko rozpowszechnione są silniki elektryczne działające na prąd przemienny. Można je spotkać zarówno w sprzęcie gospodarstwa domowego, jak i w przemyśle. Można je znaleźć wszędzie - w pralkach, samochodach, perforatorach, szlifierkach, maszynach produkcyjnych.

Jak działa silnik elektryczny?

Działanie silników elektrycznych zależy bezpośrednio od praw Ampere i indukcja elektromagnetyczna Faraday. Prawo Faradaya mówi, że EMF jest generowany na zamkniętych przewodach, które znajdują się w polu magnetycznym. W silnikach pole jest wytwarzane przez uzwojenia stojana, a mianowicie przepływa przez nie przemienny prąd elektryczny. Trójfazowe elektryczne silniki prądu przemiennego działają zgodnie z tymi przepisami.

Prawo Ampere opisuje rotację wirnika wewnątrz stojana. Kiedy ładunek elektryczny przepływa przez przewodnik, pod warunkiem, że jest przyłożone pole magnetyczne, pojawia się siła elektromotoryczna. Ponadto ta siła napędowa jest skierowana prostopadle do linii sił pola. W takim przypadku wirnik zamontowany w środku silnika na łożyskach zaczyna się obracać.

Silnik asynchroniczny

Asynchroniczne silniki elektryczne AC zyskały ogromną popularność w przemyśle. Są bardzo bezpretensjonalne, dają dużą moc, niezawodne. Silnik asynchroniczny typu AC składa się z kilku części:

1. Część nieruchoma - stojan ma kształt cylindryczny. Wykonany jest z blachy stalowej z rowkami, w których układane są uzwojenia. Oś zwojów jest nachylona pod kątem 120 stopni względem siebie. Wszystkie krawędzie uzwojeń są wyświetlane w skrzynce znajdującej się na górze silnika. Tylko sześć wniosków, które można podłączyć zgodnie ze schematem "gwiazda" lub "trójkąt". Zależy od parametrów jakie posiada napęd.
2. Najpowszechniej stosowanym wirnikiem jest klatka wiewiórkowa. Jego konstrukcja nazywa się "klatką wiewiórkową" dla zewnętrznego podobieństwa. Ma kilka prętów z miedzi lub aluminium, które są zwarte z metalowymi pierścieniami na końcach.
3. Wirnik fazowy o nieco innej konstrukcji. Na nim są umieszczone trzy uzwojenia, przypominające te umieszczone w stojanie. Krawędzie wszystkich zwojów są wyświetlane w pudełku, w którym są połączone. Za pomocą wirnika fazowego do obwodu zasilania uzwojenia można dodać rezystor zdolny do zmiany oporu. Pozwala to zmniejszyć prąd podczas uruchamiania.

Wirnik jest zainstalowany na asynchronicznym silniku elektrycznym, który umożliwia chłodzenie uzwojeń, dwie pokrywy, łożyska, skrzynkę, wał.

Jak działa asynchroniczna praca?

Asynchroniczny silnik elektryczny działa zgodnie z prawami indukcji elektromagnetycznej. EMF występuje, gdy pole magnetyczne uzwojeń stojana i wirnika ma różne prędkości obrotowe. Gdyby te parametry były takie same, siła elektromotoryczna nie mogłaby zostać wygenerowana. Ponieważ jednak na wirnik wpływają czynniki hamujące, takie jak tarcie i obciążenie łożysk, zawsze będą korzystne warunki pracy urządzenia.

Silniki synchroniczne

Jednofazowe silniki prądu przemiennego typu synchronicznego są szeroko rozpowszechnione. Konstrukcja takich silników różni się nieco od powyższych. W nich wirnik obraca się z tą samą prędkością, co pole magnetyczne uzwojeń stojana. Na kotwicy znajdują się uzwojenia połączone z kolektorem. Konstrukcja podkładek stykowych jest wykonana tak, że w pewnym momencie moc jest dostarczana za pomocą szczotek grafitowych tylko na parze przeciwległych płytek.

Dlatego zasilane jest tylko jedno uzwojenie na wirniku. Podobne kolektory elektryczne prądu przemiennego były powszechnie stosowane w sprzęcie AGD. Na przykład w elektronarzędziach, pralkach, silnikach napędowych sprężarki klimatyzacyjne lub lodówki.

Jak działa silnik synchroniczny?

W sumie jest kilka etapów działania asynchronicznego silnika elektrycznego:

1. Występowanie momentu obrotowego następuje, gdy tylko strumień magnetyczny w stojanie i prąd elektryczny w wirniku zaczynają wchodzić w interakcje.
2. Strumień magnetyczny zmienia kierunek ruchu. I dzieje się to jednocześnie z prądem wstecznym. Przy takim zachowaniu okazuje się, że wirnik obraca się w jednym kierunku.
3. Aby uzyskać wymaganą prędkość obrotową wirnika, wystarczy ustawić napięcie zasilania. Wiele urządzeń gospodarstwa domowego używa w tym celu prostego reostatu, który zmienia jego oporność.

Konstrukcja silnika synchronicznego jest bardzo zawodna, ponieważ szczotki grafitowe często zużywają się lub ich sprężyny słabną. Podczas niszczenia łożysk na wale występuje charakterystyczny nieprzyjemny dźwięk. Z upływem czasu listwy kolektora stają się brudne. Można je czyścić papierem ściernym lub roztworami alkoholowymi.

Funkcje diagnostyki silników synchronicznych

Aby sprawdzić silnik, należy całkowicie odłączyć napięcie od narzędzia i zdemontować je. Jeśli tak było zwarcie następnie wewnątrz materiału izolacyjnego zacznie się topić i pojawi się nieprzyjemny zapach. Dlatego pierwszą rzeczą, którą powinieneś powąchać wirnik. Jeśli nie ma śladów pęknięcia, sprawdź stan lameli na kotwicy. Odbywa się to za pomocą multimetru.

Przełącz na tryb pomiaru rezystancji z progiem 200 omów. Pierścień wszystkie sąsiednie blaszki. Jeśli rezystancja zmienia się, oznacza to, że w cewce jest pęknięcie. Zamiast multimetru można użyć zwykłej lampy żarowej. Aby to zrobić, należy podłączyć silnik elektryczny do źródła zasilania 12 woltów, zainstalować żarówkę w szczelinie. Obracając wał ręką, musisz spojrzeć na zachowanie lampy.

Jeśli lampka zacznie migać, oznacza to obecność zwarcia międzyobrotowego. Jeśli w ogóle się nie pali, to jest przerwa obwód mocy, lub jedna z listew jest wadliwa. Aby naprawić, należy wymienić uzwojenie i zainstalować nową izolację. Tylko w tym przypadku silnik nie będzie wybuchał. Po naprawie sprawdź silnik AC. Aby zwiększyć moc silnika, konieczne jest przewijanie wirnika co dwa lata.

Zalety i wady silników AC

Trójfazowe silniki prądu zmiennego typu asynchronicznego stały się bardzo popularne. W przemyśle ich udział wynosi ponad 95%. Mają jednak wadę - zmianę prędkości obrotowej można dokonać tylko poprzez dostosowanie częstotliwości prądu elektrycznego. W tym celu przetwornice częstotliwości, których koszt jest dość wysoki. Po zmianie prędkości zmniejsza się, a znacznie, moc silnika. Asynchrony mają bardzo wysoki prąd rozruchowy, a punkt początkowy jest bardzo niski. Ale możesz też użyć kół zębatych, czegoś podobnego do automatycznej skrzyni biegów używanej w samochodach.

Silniki synchroniczne mają jedną zasadniczą wadę - taki jest jego projekt. Pędzle wykonane z grafitu bardzo szybko ulegają zniszczeniu pod działaniem obciążenia, w wyniku czego następuje zerwanie kontaktu. Mogą również uszkodzić łożyska, zwijanie się uzwojeń i są dwa razy większe niż w maszynach asynchronicznych. Uruchomienie maszyny synchronicznej jest znacznie trudniejsze niż w przypadku asynchronicznego. Dlatego nie są szeroko rozpowszechnione w przemyśle. Tak, a asynchroniczny może pracować dłużej przy dużych obciążeniach bez odczuwania "dyskomfortu".

Trójfazowe połączenie zasilania

W sumie są dwa schematy, zgodnie z którymi uzwojenia trójfazowych silników elektrycznych są połączone:

1. "Gwiazda" - ekstremalnie niskie prądy rozruchowe, ale uzyskanie dużej mocy w tym przypadku jest mało prawdopodobne.
2. "Trójkąt" - prąd początkowy jest bardzo wysoki, więc użycie takiego schematu jest zalecane przy pracy w dobrze ustalonym trybie.

Bardzo łatwo jest podłączyć silnik asynchroniczny do zasilania AC z napięciem trójfazowym.

W tym celu należy połączyć sześć styków uzwojeń w skrzynce zaciskowej. Ale jeśli połączysz się niepoprawnie, uzwojenie się stopi. Będzie wymagane przeprowadzenie napraw maszyny elektrycznej. Maszyny synchroniczne są znacznie trudniejsze w łączeniu, ponieważ konieczne jest prawidłowe połączenie uzwojeń wirnika ze stojana.

Podłączenie silnika trójfazowego do sieci jednofazowej

Aby podłączyć trójfazowy silnik asynchroniczny do sieci domowej, najlepiej jest użyć kondensatorów. Mogą być użyte do przesunięcia fazy napięcia zasilającego. W ten sposób otrzymasz trzecią dodatkową fazę, niezbędną do uruchomienia i działania silnika elektrycznego. Jeśli chcesz uruchomić silnik o mocy do 1,5 kW, wystarczy użyć jednego kondensatora roboczego. Jeżeli moc jest większa niż 1,5 kW, wówczas równolegle trzeba ją włączyć za pomocą przełącznika. Powinien działać tylko przez kilka sekund, aż silnik się uruchomi. W ten sposób uruchamiane są silniki elektryczne prądu przemiennego 220 V i 380 V z sieci domowej.