Motor eksekutif asinkron

Motor aktuator asinkron digunakan dalam sistem kontrol otomatis untuk mengontrol dan mengatur berbagai perangkat.

Motor aktuator asinkron mulai bekerja ketika diberi sinyal listrik, yang diubah menjadi sudut rotasi tertentu dari poros atau putarannya. Penghapusan sinyal menghasilkan transisi langsung dari rotor mesin yang sedang berjalan ke keadaan stasioner tanpa menggunakan perangkat pengereman. Pengoperasian motor semacam itu terus berlanjut sepanjang waktu dalam kondisi transien, akibatnya frekuensi putaran rotor seringkali tidak mencapai nilai stasioner dengan sinyal pendek. Awal yang sering, perubahan arah dan berhenti juga berkontribusi pada hal ini.

Secara desain, motor eksekutif adalah mesin asinkron dengan belitan stator dua fase, dibuat sedemikian rupa sehingga sumbu magnet dari dua fasenya dipindahkan dalam ruang relatif satu sama lain, dan bukan pada sudut 90 derajat.

Salah satu fase belitan stator adalah belitan medan dan telah mengarah ke terminal berlabel C1 dan C2.Yang lainnya, bertindak sebagai koil kontrol, memiliki kabel yang terhubung ke terminal berlabel U1 dan U2.

Kedua fase belitan stator disuplai dengan voltase bolak-balik yang sesuai dengan frekuensi yang sama. Jadi rangkaian koil eksitasi dihubungkan ke jaringan suplai dengan tegangan konstan U, dan sinyal disuplai ke rangkaian koil kontrol dalam bentuk tegangan kontrol Uy (Gbr. 1, a, b, c).

Beras. 1. Skema untuk menyalakan motor eksekutif asinkron selama kontrol: a — amplitudo, b — fase, c — fase amplitudo.

Akibatnya, arus yang sesuai muncul di kedua fase belitan stator, yang, karena elemen pemindah fase yang disertakan dalam bentuk kapasitor atau pengatur fase, bergeser relatif satu sama lain dalam waktu, yang mengarah ke eksitasi medan magnet berputar elips, yang mencakup rotor sangkar tupai.

Saat mengubah mode pengoperasian motor, medan magnet putar eliptik dalam kasus terbatas menjadi bolak-balik dengan sumbu tetap simetri atau putaran melingkar, yang memengaruhi sifat motor.

Penghidupan, pengaturan kecepatan, dan penghentian motor eksekutif ditentukan oleh kondisi pembentukan medan magnet melalui kontrol amplitudo, fase, dan fase amplitudo.

Dalam kontrol amplitudo, tegangan U pada terminal koil eksitasi tetap tidak berubah dan hanya amplitudo tegangan Uy yang berubah. Pergeseran fase antara voltase ini, berkat kapasitor yang terputus, adalah 90 ° (Gbr. 1, a).

Kontrol fase dicirikan oleh fakta bahwa tegangan U dan Uy tetap tidak berubah, dan pergeseran fase di antara keduanya disesuaikan dengan memutar rotor pengatur fase (Gbr. 1, b).

Dengan kontrol amplitudo-fase, meskipun hanya amplitudo tegangan Uy yang diatur, tetapi pada saat yang sama, karena adanya kapasitor di sirkuit eksitasi dan interaksi elektromagnetik dari fase belitan stator, terjadi simultan perubahan fase tegangan pada terminal belitan untuk eksitasi dan pergeseran fase antara tegangan ini dan tegangan dari terminal koil kontrol (Gbr. 1, c).

Kadang-kadang, selain kapasitor di sirkuit belitan medan, disediakan kapasitor di sirkuit belitan kontrol, yang mengkompensasi gaya magnetisasi reaktif, mengurangi kehilangan energi dan meningkatkan karakteristik mekanis motor induksi.

Dalam kontrol amplitudo, medan magnet berputar melingkar diamati pada sinyal nominal terlepas dari kecepatan rotor, dan ketika berkurang, menjadi elips.Dalam kasus kontrol fase, medan magnet berputar melingkar tereksitasi hanya dengan sinyal nominal dan pergeseran fasa antara tegangan U dan Uy, sama dengan 90 ° terlepas dari kecepatan rotor, dan dengan pergeseran fasa yang berbeda menjadi elips. Dalam kontrol fase amplitudo, medan magnet berputar melingkar hanya ada dalam satu mode - pada sinyal nominal pada saat menghidupkan motor, dan kemudian, ketika rotor berakselerasi, menjadi elips.

Dalam semua metode kontrol, kecepatan rotor dikontrol dengan mengubah sifat medan magnet yang berputar, dan arah putaran rotor diubah dengan mengubah fase tegangan yang diterapkan ke terminal koil kontrol sebesar 180 ° .

Persyaratan khusus dikenakan pada motor eksekutif asinkron dalam hal kurangnya daya gerak sendiri yang menyediakan berbagai macam kontrol kecepatan rotor, kecepatan, besar torsi awal dan daya kontrol rendah dengan pelestarian relatif dari linearitas karakteristiknya.

Motor eksekutif asinkron self-propelled dimanifestasikan dalam bentuk rotasi spontan rotor tanpa adanya sinyal kontrol. Hal ini disebabkan oleh resistansi aktif yang tidak cukup besar dari belitan rotor-bergerak sendiri secara metodis, atau oleh kinerja buruk dari motor itu sendiri-bergerak sendiri secara teknologi.

Yang pertama dihilangkan dalam desain motor, yang menyediakan produksi rotor dengan peningkatan resistansi belitan dan slip kritis scr = 2-4, yang, sebagai tambahan, menyediakan rentang kontrol kecepatan rotor yang stabil, dan yang kedua - produksi sirkuit magnetik dan kumparan mesin berkualitas tinggi dengan perakitan yang hati-hati.

Karena motor eksekutif asinkron dengan rotor hubung singkat dengan resistansi aktif yang meningkat dicirikan oleh kecepatan rendah yang ditandai dengan konstanta waktu elektromekanis - waktu ketika rotor menambah kecepatan dari nol hingga setengah dari kecepatan sinkron - Tm = 0,2 — 1,5 detik , maka dalam instalasi otomatis preferensi untuk kontrol diberikan kepada motor eksekutif dengan rotor berongga non-magnetik, di mana konstanta waktu elektromekanis memiliki nilai yang lebih rendah — Tm = 0,01 — 0,15 detik.

Motor eksekutif induksi rotor berongga non-magnetik berkecepatan tinggi memiliki stator eksternal dengan sirkuit magnetik konstruksi konvensional dan belitan dua fase dengan fase yang bertindak sebagai belitan eksitasi dan kontrol, dan stator internal dalam bentuk berongga feromagnetik berlapis silinder dipasang pada pelindung bantalan mesin.

Permukaan stator dipisahkan oleh celah udara, yang pada arah radial berukuran 0,4 — 1,5 mm. Di celah udara, ada kaca paduan aluminium dengan ketebalan dinding 0,2 — 1 mm, dipasang pada poros motor. Arus idle motor asinkron dengan rotor non-magnetik berongga besar dan mencapai 0,9 Aznom, dan efisiensi nominal = 0,2 — 0,4.

Dalam instalasi otomasi dan telemekanik, motor dengan rotor feromagnetik berongga dengan ketebalan dinding 0,5 — 3 mm digunakan. Pada mesin ini, digunakan sebagai motor eksekutif dan tambahan, tidak ada stator internal, dan rotor dipasang pada satu colokan logam yang ditekan atau dua ujung.

Celah udara antara permukaan stator dan rotor pada arah radial hanya 0,2 — 0,3 mm.

Karakteristik mekanis motor dengan rotor feromagnetik berongga lebih mendekati linier daripada karakteristik motor dengan rotor tupai-luka konvensional, serta dengan rotor yang dibuat dalam bentuk silinder non-magnetik berongga.

Kadang-kadang permukaan luar rotor feromagnetik berongga ditutupi dengan lapisan tembaga setebal 0,05 - 0,10 mm, dan permukaan ujungnya dengan lapisan tembaga hingga 1 mm untuk meningkatkan daya pengenal dan torsi motor, tetapi efisiensinya agak menurun.

Kerugian yang signifikan dari motor dengan rotor feromagnetik berongga adalah pelekatan satu sisi rotor ke sirkuit magnetik stator karena ketidakrataan celah udara, yang tidak terjadi pada mesin dengan rotor non-magnetik berongga. Motor rotor feromagnetik berongga tidak bergerak sendiri; mereka beroperasi secara stabil pada rentang kecepatan dari nol hingga kecepatan rotor sinkron.

Motor eksekutif asinkron dengan rotor feromagnetik masif, dibuat dalam bentuk silinder baja atau besi tuang tanpa belitan, dibedakan berdasarkan kesederhanaan desain, kekuatan tinggi, torsi awal yang tinggi, stabilitas operasi pada kecepatan tertentu, dan dapat digunakan pada putaran yang sangat tinggi pada rotor.

Ada motor terbalik dengan rotor feromagnetik masif, yang dibuat dalam bentuk bagian luar yang berputar.

Motor eksekutif asinkron diproduksi untuk daya pengenal dari fraksi hingga beberapa ratus watt dan dirancang untuk daya dari sumber tegangan variabel dengan frekuensi 50 Hz, serta dengan frekuensi yang ditingkatkan hingga 1000 Hz dan lebih banyak lagi.
Baca juga: Selsyns: tujuan, perangkat, prinsip tindakan