9.Asynchroniczne silniki prądu przemiennego.
Maszyny prądu przemiennego znajdują bardzo szerokie zastosowanie
O powszechnym zastosowaniu decydują następujące podstawowe zalety
• Duża sprawność
• Niezawodność działania
• Możliwość regulacji prędkości obrotowej
• Możliwość zdalnego sterowania Wśród maszyn prądu przemiennego największe zastosowanie ma silnik asynchroniczny
Budowa silników asynchronicznych.
Trójfazowy silnik asynchroniczny składa się z nieruchomej części zwanej stojanem oraz z części ruchomej noszącej nazwę wirnika Obie te części łącznie ze szczelina powietrzna pomiędzy wirnikiem a stojanem tworzą obwód magnetyczny silnika W celu zmniejszenia strat w żelazie obwód magnetyczny wirnika i stojana wykonane są z odizolowanych od siebie nakrzemionych blach Na obwodzie rdzeni stojana i wirnika znajdują się żłobki wewnątrz których umieszczone są uzwojenia W żłobkach stojana umieszczone są cewki uzwojenia trójfazowego Cewki te mogą być połączone w gwiazdę lub w trójkąt Uzwojenie stojana zasilane jest z sieci trójfazowego prądu przemiennego Wewnątrz żłobków na obwodzie wirnika umieszczone jest uzwojenie, które może być wykonane i połączone w rożny sposób W zależności od budowy uzwojenia wirnika rozróżniamy dwa typy silników asynchronicznych klatkowy i pierścieniowy
f Silnik asynchroniczny klatkowy ma uzwojenie wirnika w postacie klatki ^wykonanej z nieizolowanycn prętów połączonych na swoich końcach pierścieniami zwierającymi i Wewnątrz żłobków na obwodzie wirnika silnika synchronicznego pierścieniowego umieszczone jest uzwojenie trójfazowe połączone w gwiazdę Początki tego uzwojenia połaczone są do trzech pierścieni ślizgowych osadzonych na wale silnika Do pie^cfeni ślizgowych za pośrednictwem szczotek przyłącza się rezystor służący do rozruchu zwany rozrusznikiem^
zasada działania
Prąd trójfazowy przemienny przepływający przez uzwojenie stojana wytwarza pole magnetyczne wirujące z prędkością
P - liczba par biegunów stojana Prędkość ta zwana jest prędkością synchroniczną Uzwojenia wirnika przecinane będą przez strumień wirującego pola magnetycznego i w przewodach tych zostanie zaindukowana siła elektromotoryczna (SEM) Wartość indukowanej SEM będzie tym większa im większa będzie względna prędkość pola wirującego względem przewodów wirnika Jeżeli obwód elektryczny wirnika będzie zamknięty to na skutek indukowanej SEM w uzwojeniu wirnika popłynie prąd
W silnikach asynchronicznych klatkowych obwód wirnika zamknięty Jest przez pierscienie ~~ zwierające pręty klatki \,natomiast w silnikach pierścieniowych obwód wirnika musi być zamknięty przez dołączony do pierścieni ślizgowych rezystor /Prąd płynący w uzwojeniu wirnika oddziaływuje z polem magnetycznym wirującym powstaje więc moment obrotowy powodujący obrót wirnika Jeżeli moment ten jest większy niż moment hamujący, pochodzący od maszyny napędzanej, wówczas wirnik zaczyna się obracać i zwiększa swoją prędkość obrotową, aż do wartości ustalonej Moment obrotowy jest zależny od prędkości obrotowej wirnika
Przy obciążeniu momentem znamionowym prędkość obrotowa wirnika jest mniejsza od prędkości synchronicznej tylko o kilka procent Stosunek różnicy prędkości synchronicznej i prędkości obrotów ij wirnika do prędkości synchronicznej pola wirującego nazywamy poślizgiem
Obroty zmiana:Zmianę prędkości obrotowej można zatem osiągnąć przez zmianę częstotliwości fi, przez zmianę liczby par biegunów silnika p oraz zmianę poślizgu s Zmiana poślizgu wymaga wprowadzenia do obwodu wirnika dodatkowej rezystancji czyli może być zrealizowana tylko dla silników pierścieniowych Taka regulacja jest niewygodna i nieekonomiczna i w chwili obecnej rzadko stosowana Regulacja prędkości poprzez zmianę liczby par biegunów (regulacja skokowa) może być zrealizowana przy odpowiedniej konstrukcji silnika, tzn z dużą ilością par biegunów stojana Zmiana prędkości przez zmianę częstotliwości jest korzystna energetycznie i napędowo sprawia jednak pewną trudność dostarczenie źródła prądu o żądanej częstotliwości Przy stosowaniu regulacji prędkości, obrotowej przez zmianę częstotliwości należy mieć na względzie inne parametry silnika np moment Dla zachowania odpowiednich parametrów silnika przy zmianie częstotliwości należy teoretycznie zachować stałość wartości stosunku napięcia do częstotliwości