Eine Induktion oder asynchroner Motor sind ein Typ des AC Motors, wo Macht dem Rotor mittels der elektromagnetischen Induktion, aber nicht einem Umschalter oder den Gleitringen als in anderen Typen des Motors geliefert wird. Diese Motoren werden in Industrielaufwerken, besonders Polyphase-Induktionsmotoren weit verwendet, weil sie rau sind und keine Bürsten haben. Einzeln-phasige Versionen werden in kleinen Geräten verwendet. Ihre Geschwindigkeit wird durch die Frequenz des Versorgungsstroms bestimmt, so werden sie in Unveränderlich-Ganganwendungen am weitesten verwendet, obwohl variable Geschwindigkeitsversionen, Verwenden-Variable-Frequenzlaufwerke mehr üblich werden. Der allgemeinste Typ ist der Eichhörnchen-Käfig-Motor, und dieser Begriff wird manchmal für Induktionsmotoren allgemein gebraucht.

Geschichte

Die Idee von einem rotierenden magnetischen Feld wurde von François Arago 1824 entwickelt, und zuerst von Walter Baily durchgeführt. Gestützt darauf wurden praktische Induktionsmotoren von Nikola Tesla 1883 und Galileo Ferraris 1885 unabhängig erfunden. Gemäß seiner 1915-Autobiografie hat sich Tesla das rotierende magnetische Feld 1882 vorgestellt und hat es verwendet, um den ersten Induktionsmotor 1883 zu erfinden; Ferraris hat die Idee 1885 entwickelt. 1888 hat Ferraris seine Forschung zur Königlichen Akademie von Wissenschaften in Turin veröffentlicht, wo er über die Fundamente der Motoroperation ausführlich berichtet hat; Tesla wurde in demselben Jahr für seinen Motor gewährt. Der Induktionsmotor mit einem Käfig wurde von Michail Dolivo-Dobrovolsky ein Jahr später erfunden.

Operation

Sowohl in der Induktion als auch in den gleichzeitigen Motoren wird der Stator mit dem Wechselstrom (Mehrphasenstrom in großen Maschinen) angetrieben und entworfen, um ein rotierendes magnetisches Feld zu schaffen, das rechtzeitig mit den AC Schwingungen rotiert. In einem gleichzeitigen Motor dreht sich der Rotor an derselben Rate wie das Stator-Feld. Im Vergleich in einem Induktionsmotor rotiert der Rotor mit einer langsameren Geschwindigkeit als das Stator-Feld. Deshalb ändert sich das magnetische Feld durch den Rotor (das Drehen). Der Rotor hat windings in der Form von geschlossenen Regelkreisen der Leitung. Der rotierende magnetische Fluss veranlasst Ströme im windings des Rotors als in einem Transformator. Diese Ströme schaffen der Reihe nach magnetische Felder im Rotor, die (Stoß gegen) mit dem Stator-Feld aufeinander wirken. Wegen des Gesetzes von Lenz wird die Richtung des magnetischen geschaffenen Feldes die sein, die der Änderung im Strom durch den windings entgegensetzen wird. Die Ursache des veranlassten Stroms im Rotor ist der rotierende Stator magnetisches Feld, um so dem entgegenzusetzen, der Rotor wird anfangen, in der Richtung auf den rotierenden Statoren magnetisches Feld rotieren zu lassen, um die Verhältnisgeschwindigkeit zwischen Rotor und rotierendem Statoren magnetische Feldnull zu machen.

Für diese zu veranlassenden Ströme muss die Geschwindigkeit des physischen Rotors niedriger sein als dieses des Drehens des Statoren magnetisches Feld , oder das magnetische Feld würde sich hinsichtlich der Rotor-Leiter nicht bewegen, und keine Ströme würden veranlasst. Weil die Geschwindigkeit des Rotors unter der gleichzeitigen Geschwindigkeit, der Folge-Rate des magnetischen Feldes in den Rotor-Zunahmen fällt, aktueller im windings veranlassend und mehr Drehmoment schaffend. Das Verhältnis zwischen der Folge-Rate des magnetischen Feldes, wie gesehen, durch den Rotor (Gleitgeschwindigkeit) und der Folge-Rate des rotierenden Feldes des Statoren wird "Gleiten" genannt. Unter der Last, den Geschwindigkeitsfällen und dem Gleiten nimmt genug zu, um genügend Drehmoment zu schaffen, um die Last zu drehen. Deshalb werden Induktionsmotoren manchmal asynchrone Motoren genannt. Ein Induktionsmotor kann als Induktionsgenerator verwendet werden, oder es kann entrollt werden, um den geradlinigen Induktionsmotor zu bilden, der geradlinige Bewegung direkt erzeugen kann.

Gleichzeitige Geschwindigkeit

Die gleichzeitige Geschwindigkeit eines AC Motors ist die Folge-Rate des rotierenden magnetischen durch den Statoren geschaffenen Feldes. Es ist immer ein Bruchteil der ganzen Zahl der Versorgungsfrequenz. Durch die gleichzeitige Geschwindigkeit n in Revolutionen pro Minute (RPM) wird gegeben:

wo f die Frequenz des AC Versorgungsstroms im Hz ist und p die Zahl von magnetischen Pol-Paaren pro Phase ist. Zum Beispiel hat ein kleiner 3-phasiger Motor normalerweise sechs magnetische Pole organisiert als drei gegenüberliegende Paare 120 ° einzeln, jeder, der durch eine Phase des Versorgungsstroms angetrieben ist. Also gibt es ein Paar von Polen pro Phase, was p = 1 bedeutet, und für eine Linienfrequenz von 50 Hz die gleichzeitige Geschwindigkeit 3000 RPM ist.

Gleiten

Gleiten s ist die Folge-Rate des magnetischen Feldes hinsichtlich des Rotors, der durch die absolute Folge-Rate des Statoren magnetisches Feld geteilt ist

wo die Rotor-Folge-Geschwindigkeit bei rpm ist. Es ist Null mit der gleichzeitigen Geschwindigkeit und 1 (100 %), wenn der Rotor stationär ist. Das Gleiten bestimmt das Drehmoment des Motors. Seit dem gekurzschlossenen Rotor haben windings kleinen Widerstand, ein kleines Gleiten veranlasst einen großen Strom im Rotor und erzeugt großes Drehmoment. An der vollen steuerpflichtigen Last sind typische Werte des Gleitens 4-6 % für kleine Motoren und 1.5-2 % für große Motoren, so haben Induktionsmotoren gute Geschwindigkeitsregulierung und werden als Unveränderlich-Gangmotoren betrachtet.

Drehmoment-Kurve

Das Drehmoment, das durch den Motor als eine Funktion des Gleitens ausgeübt ist, wird durch eine Drehmoment-Kurve gegeben. Über eine normale Lastreihe eines Motors ist die Drehmoment-Linie einer Gerade nah, so ist das Drehmoment zum Gleiten proportional. Als die Last über der steuerpflichtigen Last zunimmt, stellen Zunahmen im Gleiten weniger zusätzliches Drehmoment zur Verfügung, so beginnt die Drehmoment-Linie, sich zu biegen. Schließlich an einem Gleiten von ungefähr 20 % erreicht der Motor sein maximales Drehmoment, genannt das "Durchbruchsdrehmoment". Wenn das Lastdrehmoment diesen Wert erreicht, wird der Motor stecken bleiben. An Werten des Gleitens darüber, den Drehmoment-Abnahmen. In 3-phasigen Motoren bleiben die Drehmoment-Fälle, aber noch hoch an einem Gleiten von 100 % (stationärer Rotor), so fangen diese Motoren selbstan. Das Startdrehmoment eines Induktionsmotors ist weniger als andere Typen des Motors, aber noch ungefähr 300 % des steuerpflichtigen Drehmoments. In einzeln-phasigen 2-Pole-Motoren geht das Drehmoment zur Null an 100-%-Gleiten (Nullgeschwindigkeit), so verlangen diese, dass Modifizierungen zum Statoren wie beschattete Pole Startdrehmoment zur Verfügung stellen.

Aufbau

Der Stator eines Induktionsmotors besteht aus Polen, die Versorgungsstrom tragen, um ein magnetisches Feld zu veranlassen, das in den Rotor eindringt. Um den Vertrieb des magnetischen Feldes zu optimieren, werden die windings in Ablagefächern um den Statoren mit dem magnetischen Feld verteilt, das dieselbe Zahl von Nord- und Südpolen hat. Induktionsmotoren werden meistens auf der einzeln-phasigen oder dreiphasigen Macht geführt, aber zweiphasige Motoren bestehen; in der Theorie können Induktionsmotoren jede Zahl von Phasen haben. Viele einzeln-phasige Motoren, die zwei windings haben, können als zweiphasige Motoren angesehen werden, da ein Kondensator verwendet wird, um eine zweite Macht-Phase 90 Grade von der einzeln-phasigen Versorgung zu erzeugen, und sie zum zweiten Motorwinden füttert. Einzeln-phasige Macht ist in Wohngebäuden weiter verfügbar, aber kann kein rotierendes Feld im Motor erzeugen, so müssen sie eine Art Startmechanismus vereinigen, ein rotierendes Feld zu erzeugen. Es gibt drei Typen des Rotors: Eichhörnchen-Käfig-Rotoren haben sich von schiefen zurechtgemacht (um Geräusch zu reduzieren), Bars von Kupfer oder Aluminium, die die Länge des Rotors, der Gleitringrotoren mit windings abmessen, der mit Gleitringen verbunden ist, die die Bars des Eichhörnchen-Käfigs und festen von Flussstahl gemachten Kernrotoren ersetzen. Für die Information über gespritzte Kupferrotoren in energieeffizienten Induktionsmotoren, sieh: Kupfer hat Rotoren gespritzt.

Geschwindigkeitskontrolle

Die theoretische ausgeladene Geschwindigkeit (mit der Gleitnähern-Null) des Induktionsmotors wird von der Zahl von Pol-Paaren und der Frequenz der Versorgungsstromspannung kontrolliert.

Wenn vertrieben, aus einer festen Linienfrequenz, den Motor ladend, reduziert die Folge-Geschwindigkeit. Wenn verwendet, auf diese Weise werden Induktionsmotoren gewöhnlich geführt, so dass in der Operation die Welle-Folge-Geschwindigkeit über dem Maximaldrehmoment-Punkt behalten wird; dann wird der Motor dazu neigen, mit der vernünftig unveränderlichen Geschwindigkeit zu laufen. Unter diesem Punkt neigt die Geschwindigkeit dazu, nicht stabil zu sein, und der Motor kann stecken bleiben oder mit der reduzierten Welle-Geschwindigkeit abhängig von der Natur der mechanischen Last laufen.

Vor der Entwicklung der Halbleiter-Macht-Elektronik war es schwierig, die Frequenz zu ändern, und Induktionsmotoren wurden in festen Geschwindigkeitsanwendungen hauptsächlich verwendet. Jedoch sind viele ältere Gleichstrommotoren jetzt durch Induktionsmotoren ersetzt worden und inverters in Industrieanwendungen begleitend.

Gleichwertiger Stromkreis

Der gleichwertige Stromkreis eines Induktionsmotors hat den gleichwertigen Widerstand des Statoren links, aus dem Kupfer- und Kernwiderstand der Reihe nach als bestehend. Während der Operation veranlasst der Stator Reaktanz, die durch den Induktor vertreten ist. vertritt die Wirkung des Rotors, der das magnetische Feld des Statoren durchführt. Der wirksame Widerstand des Rotors wird aus dem gleichwertigen Wert der Macht der Maschine und dem ohmic Widerstand des Statoren windings und Eichhörnchen-Käfigs zusammengesetzt.

Gleichwertiger Stromkreis des Motors der Induktion, ist wenn müßig, ungefähr, der größtenteils reaktiv ist. Induktionsmotoren haben allgemein einen schlechten Macht-Faktor, der durch ein Entschädigungsnetz verbessert werden kann.

Die müßige aktuelle Attraktion ist häufig in der Nähe vom steuerpflichtigen Strom, wegen des Kupfer und der ohne Last vorhandenen Kernverluste. In diesen Bedingungen ist das gewöhnlich mehr als Hälfte des Macht-Verlustes an der steuerpflichtigen Last. Wenn das Drehmoment gegen die Motorspindel, der aktive Strom in den Rotor-Zunahmen dadurch vergrößert wird. Wegen des Aufbaus des Induktionsmotors veranlassen die zwei Widerstände magnetischen Fluss im Gegensatz zu Synchronmaschinen, wo es nur durch den reaktiven Strom im Statoren windings veranlasst wird.

Der Strom erzeugt einen Spannungsabfall im Käfig-Faktor und einem ein bisschen höheren im Statoren windings. Folglich nehmen die Verluste schneller im Rotor zu als im Statoren. und der Kupferfaktor sowohl von Ursache-Verlusten, die Leistungsfähigkeit bedeutend, verbessert sich mit der zunehmenden Last als auch nimmt mit der Temperatur ab.

wird kleiner mit der kleineren Frequenz und muss durch die gelieferte Laufwerk-Stromspannung reduziert werden. So, Zunahme-Motormacht-Verluste. In der dauernden Operation ist das eine Annäherung, weil ein nominelles Drehmoment, das durch das Abkühlen des Rotors und Statoren erzeugt ist, in die Berechnung nicht eingeschlossen wird. Über der steuerpflichtigen Geschwindigkeit oder Frequenz sind Induktionsmotoren an höheren Stromspannungen wirksamer. Heute, und werden automatisch gemessen und kann so auf einem Motor verwendet werden, um sich automatisch zu konfigurieren und so es vor der Überlastung zu schützen. Das Halten von Drehmomenten und Geschwindigkeiten in der Nähe von der Null kann mit Vektor-Steuerungen erreicht werden. Es kann Probleme mit dem Abkühlen hier geben, da der Fächer gewöhnlich auf dem Rotor bestiegen wird.

Das Starten

A) Einzeln-phasiger Motor

B) Polyphase-Eichhörnchen-Käfig-Motor

C) Polyphase-Eichhörnchen-Käfig tiefer Bar-Motor

D) Polyphase doppelter Eichhörnchen-Käfig-Motor]]

Ein einzelner Phase-Induktionsmotor ist nicht selbst das Starten; so ist es notwendig, einen Startstromkreis und vereinigten Anfang windings zur Verfügung zu stellen, um die anfängliche Folge in einem einzelnen Phase-Induktionsmotor zu geben. Das normale Laufen windings innerhalb solch eines Motors kann den Rotor veranlassen, sich in jeder Richtung zu drehen, so bestimmt der Startstromkreis die Betriebsrichtung.

Ein Polyphase-Induktionsmotor fängt selbstan und erzeugt Drehmoment sogar am Stillstand. Die vier Methoden, einen Induktionsmotor anzufangen, sind online, Reaktor, Autotransformator und Sterndelta direkt. Verschieden von einem Motor des Wunde-Rotors ist der Rotor-Stromkreis unzugänglich, und es ist nicht ausführbar, Extrawiderstand für das Starten oder die Geschwindigkeitskontrolle einzuführen.

Für den kleinen einzeln-phasigen Motor des beschatteten Pols von einigen Watt wird das Starten von einem beschatteten Pol mit einer Umdrehung der Kupferleitung um einen Teil des Pols getan. Der in dieser Umdrehung veranlasste Strom bleibt hinter dem Versorgungsstrom zurück, ein verzögertes magnetisches Feld um den beschatteten Teil des Pol-Gesichtes schaffend. Das gibt genügend Rotationscharakter, um den Motor anzufangen. Diese Motoren werden normalerweise in Anwendungen wie Schreibtisch-Anhänger verwendet und registrieren Spieler, weil das Startdrehmoment sehr niedrig ist und niedrige Leistungsfähigkeit nicht nicht einwandfrei ist.

Größere einzelne Phase-Motoren haben ein zweites mit dem gegenphasigen Strom gefüttertes Stator-Winden; solche Ströme können durch die Fütterung des Windens durch einen Kondensator geschaffen werden, oder es zu haben, haben verschiedene Werte der Induktanz und des Widerstands vom Hauptwinden. In einigen Designs wird das zweite Winden getrennt, sobald der Motor bis zur Geschwindigkeit gewöhnlich entweder durch einen Schleuderschalter ist, der Gewichten auf der Motorwelle oder durch einen thermistor folgt, der anheizt und seinen Widerstand vergrößert, den Strom durch das zweite Winden zu einem unbedeutenden Niveau reduzierend. Andere Designs behalten das zweite Winden darauf, wenn sie laufen, Drehmoment verbessernd.

Polyphase-Motoren ließen Rotor-Bars gestalten, um verschiedene Eigenschaften der Geschwindigkeit/Drehmoments zu geben. Der aktuelle Vertrieb innerhalb der Rotor-Bars ändert sich abhängig von der Frequenz des eingeweihten Stroms. Am Stillstand ist der Rotor-Strom dieselbe Frequenz wie der Stator-Strom und neigt dazu, an den äußersten Teilen der Rotor-Bars des Eichhörnchen-Käfigs zu reisen. Da sich der Rotor, die Gleitfrequenzniedergänge beschleunigt, und Strom dazu neigt, tiefer innerhalb der Eichhörnchen-Käfig-Bars zu reisen. Polyphase-Motoren können Drehmoment vom Stillstand erzeugen, so ist kein Extramechanismus erforderlich, Folge zu beginnen. Die verschiedenen Bar-Gestalten können nützlich verschiedene Eigenschaften der Geschwindigkeit/Drehmoments sowie etwas Kontrolle über den Einströmen-Strom beim Anlauf geben.

In einem Wunde-Rotor-Motor werden Gleitringe zur Verfügung gestellt, und Außenwiderstand kann in den Rotor-Stromkreis eingefügt werden, der Eigenschaft der Geschwindigkeit/Drehmoments erlaubend, zum Zwecke der Beschleunigungskontroll- und Geschwindigkeitskontrolle geändert zu werden.

Geradliniger Induktionsmotor

Ein geradliniger Induktionsmotor (LIM) ist ein AC asynchroner geradliniger Motor, der durch dieselben allgemeinen Grundsätze wie andere Induktionsmotoren arbeitet, aber der entworfen worden ist, um Bewegung in einer Gerade direkt zu erzeugen.

Geradlinige Motoren laufen oft auf einer 3 Phase-Macht-Versorgung.

Ihr Gebrauch schließt magnetische Levitation, geradlinigen Antrieb und geradlinige Auslöser ein. Sie sind auch verwendet worden, um flüssige Metalle zu pumpen.

Elektrische Energieeffizienz

Verschiedene Aufsichtsbehörden in vielen Ländern haben eingeführt und Gesetzgebung durchgeführt, um die Fertigung und den Gebrauch der höheren Leistungsfähigkeit elektrische Motoren zu fördern. Es gibt vorhandene und bevorstehende Gesetzgebung bezüglich des zukünftigen obligatorischen Gebrauches von Induktionstyp-Motoren der erstklassigen Leistungsfähigkeit in der definierten Ausrüstung. Für mehr Information, sieh: Erstklassige Leistungsfähigkeit und Kupfer in der Energie effiziente Motoren.

Quellen

Siehe auch

• Induktionsgenerator
• Erstklassige Leistungsfähigkeit
• Kupfer in der Energie effiziente Motoren

Links

• Eine Zeichnung eines Induktionsmotors

• Das Drehen magnetischer Felder: interaktiver
• Bauen Sie Ihren squirrelcage Elektromotor mit povray
• http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/magnetic/indmot.html mehr auf dem Induktionsmotor.