Ilmu di bidang kelistrikan pada abad 19 dan 20 berkembang pesat, yang berujung pada terciptanya motor induksi listrik. Dengan bantuan perangkat semacam itu, perkembangan industri industri telah melangkah jauh ke depan dan sekarang tidak mungkin membayangkan pabrik dan pabrik tanpa mesin listrik menggunakan motor listrik asinkron.
Isi
Sejarah penampilan
Sejarah penciptaan motor listrik asinkron dimulai pada tahun 1888, ketika Nikola Tesla mematenkan rangkaian motor listrik, pada tahun yang sama ilmuwan lain di bidang teknik listrik Gallileo Ferraris menerbitkan sebuah artikel tentang aspek teoretis pengoperasian mesin asinkron.
Pada tahun 1889 fisikawan Rusia Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky menerima paten di Jerman untuk motor listrik tiga fase asinkron.
Semua penemuan ini memungkinkan untuk meningkatkan mesin listrik dan menyebabkan penggunaan besar-besaran mesin listrik di industri, yang secara signifikan mempercepat semua proses teknologi dalam produksi, meningkatkan efisiensi kerja dan mengurangi intensitas tenaga kerjanya.
Saat ini, motor listrik yang paling umum digunakan dalam industri adalah prototipe mesin listrik yang dibuat oleh Dolivo-Dobrovolsky.
Perangkat dan prinsip pengoperasian motor asinkron
Komponen utama motor induksi adalah stator dan rotor yang dipisahkan oleh celah udara. Pekerjaan aktif di mesin dilakukan oleh belitan dan inti rotor.
Asinkron mesin dipahami sebagai perbedaan antara kecepatan rotor dan frekuensi rotasi medan elektromagnetik.
stator - ini adalah bagian tetap dari mesin, yang intinya terbuat dari baja listrik dan dipasang di bingkai. Tempat tidur dibuat dengan cara dicor dari bahan yang tidak bersifat magnetis (besi cor, aluminium). Gulungan stator adalah sistem tiga fase di mana kabel diletakkan dalam alur dengan sudut defleksi 120 derajat. Fase belitan secara standar terhubung ke jaringan sesuai dengan skema "bintang" atau "segitiga".
Rotor Ini adalah bagian mesin yang bergerak. Rotor motor listrik asinkron terdiri dari dua jenis: dengan sangkar tupai dan rotor fase. Jenis ini berbeda satu sama lain dalam desain belitan rotor.
Motor sangkar tupai asinkron
Jenis mesin listrik ini pertama kali dipatenkan oleh M.O. Dolivo-Dobrovolsky dan populer disebut "roda tupai" karena penampilan strukturnya. Belitan rotor hubung singkat terdiri dari batang tembaga yang dihubung pendek dengan cincin (aluminium, kuningan) dan dimasukkan ke dalam alur belitan inti rotor. Rotor jenis ini tidak memiliki kontak bergerak, sehingga motor ini sangat andal dan tahan lama dalam pengoperasiannya.
Motor induksi dengan rotor fase
Perangkat semacam itu memungkinkan Anda untuk menyesuaikan kecepatan kerja dalam rentang yang luas. Rotor fase adalah belitan tiga fase, yang dihubungkan sesuai dengan skema "bintang" atau segitiga. Pada motor listrik seperti itu, ada sikat khusus dalam desain, yang dengannya Anda dapat menyesuaikan kecepatan rotor. Jika rheostat khusus ditambahkan ke mekanisme mesin seperti itu, maka ketika mesin dihidupkan, resistansi aktif akan berkurang dan dengan demikian arus start akan berkurang, yang berdampak buruk pada jaringan listrik dan perangkat itu sendiri.
Prinsip operasi
Ketika arus listrik diterapkan pada belitan stator, terjadi fluks magnet. Karena fase digeser relatif satu sama lain sebesar 120 derajat, karena ini, aliran dalam belitan berputar. Jika rotor dihubung pendek, maka dengan rotasi seperti itu, arus muncul di rotor, yang menciptakan medan elektromagnetik. Berinteraksi satu sama lain, medan magnet rotor dan stator menyebabkan rotor motor listrik berputar. Jika rotor adalah fase, maka tegangan diterapkan ke stator dan rotor secara bersamaan, medan magnet muncul di setiap mekanisme, mereka berinteraksi satu sama lain dan memutar rotor.
Keuntungan dari motor asinkron:
| dengan rotor sangkar tupai | Dengan rotor fase |
|---|---|
| 1. Perangkat sederhana dan sirkuit peluncuran | 1. Arus awal kecil |
| 2. Biaya produksi rendah | 2. Kemampuan untuk menyesuaikan kecepatan rotasi |
| 3. Dengan meningkatnya beban, kecepatan poros tidak berubah | 3. Bekerja dengan kelebihan kecil tanpa mengubah kecepatan |
| 4. Mampu menahan kelebihan beban jangka pendek | 4. Mulai otomatis dapat diterapkan |
| 5. Handal dan tahan lama dalam pengoperasian | 5. Memiliki torsi yang besar |
| 6. Cocok untuk semua kondisi kerja | |
| 7. Memiliki efisiensi tinggi |
Kekurangan motor asinkron
| dengan rotor sangkar tupai | Dengan rotor fase |
|---|---|
| 1. Kecepatan rotor tidak dapat disesuaikan | 1. Dimensi besar |
| 2. Torsi awal kecil | 2. Efisiensi lebih rendah |
| 3. Arus awal yang tinggi | 3. Perawatan yang sering karena keausan kuas |
| 4. Beberapa kerumitan desain dan adanya kontak yang bergerak |
Motor asinkron adalah perangkat yang sangat efisien dengan karakteristik mekanis yang sangat baik, yang menjadikannya pemimpin dalam frekuensi penggunaan.
Mode operasi
Motor listrik tipe asinkron adalah mekanisme universal dan memiliki beberapa mode selama operasi:
- Kontinu;
- jangka pendek;
- Berkala;
- Berulang-jangka pendek;
- Spesial.
Modus terus menerus - mode utama pengoperasian perangkat asinkron, yang ditandai dengan pengoperasian konstan motor listrik tanpa shutdown dengan beban konstan. Mode operasi ini adalah yang paling umum, digunakan di perusahaan industri di mana-mana.
Modus sesaat - bekerja sampai tercapai beban konstan selama waktu tertentu (10 hingga 90 menit), tidak punya waktu untuk pemanasan sebanyak mungkin. Setelah itu mati. Mode ini digunakan saat memasok zat kerja (air, minyak, gas) dan situasi lainnya.
Modus periodik - durasi kerja memiliki nilai tertentu dan dimatikan pada akhir siklus kerja. Mode operasi mulai-kerja-berhenti. Pada saat yang sama, ia dapat mati untuk sementara waktu di mana ia tidak punya waktu untuk mendinginkan suhu eksternal dan menyalakannya lagi.
Modus intermiten - mesin tidak panas secara maksimal, tetapi juga tidak punya waktu untuk mendinginkan ke suhu eksternal. Ini digunakan di lift, eskalator, dan perangkat lainnya.
rezim khusus - durasi dan periode inklusi adalah sewenang-wenang.
Dalam teknik listrik, ada prinsip reversibilitas mesin listrik - ini berarti bahwa perangkat dapat mengubah energi listrik menjadi energi mekanik dan melakukan tindakan yang berlawanan.
Motor listrik asinkron juga sesuai dengan prinsip ini dan memiliki mode operasi motor dan generator.
Modus bermotor - mode operasi utama motor listrik asinkron. Ketika tegangan diterapkan pada belitan, torsi elektromagnetik muncul, menyeret rotor dengan poros, dan dengan demikian poros mulai berputar, mesin mencapai kecepatan konstan, melakukan pekerjaan yang bermanfaat.
mode generator - berdasarkan prinsip eksitasi arus listrik pada belitan motor selama putaran rotor. Jika rotor motor diputar secara mekanis, maka gaya gerak listrik terbentuk pada belitan stator, dengan adanya kapasitor di belitan, terjadi arus kapasitif.Jika kapasitansi kapasitor adalah nilai tertentu, tergantung pada karakteristik mesin, maka generator akan tereksitasi sendiri dan sistem tegangan tiga fase akan muncul. Dengan demikian, motor sangkar tupai akan bekerja sebagai generator.
Kontrol kecepatan motor asinkron
Untuk mengatur kecepatan putaran motor listrik asinkron dan mengontrol mode operasinya, ada metode berikut:
- Frekuensi - ketika frekuensi arus dalam jaringan listrik berubah, frekuensi putaran motor listrik berubah. Untuk metode ini, perangkat yang disebut konverter frekuensi digunakan;
- Rheostatik - ketika resistansi rheostat di rotor berubah, kecepatan rotasi berubah. Metode ini meningkatkan torsi awal dan slip kritis;
- Pulsa - metode kontrol di mana jenis tegangan khusus diterapkan ke motor.
- Mengalihkan belitan selama pengoperasian motor listrik dari sirkuit "bintang" ke sirkuit "segitiga", yang mengurangi arus start;
- Kontrol perubahan pasangan kutub untuk rotor sangkar tupai;
- Koneksi reaktansi induktif untuk motor dengan rotor belitan.
Dengan berkembangnya sistem elektronik, pengendalian berbagai motor listrik tipe asinkron menjadi lebih efisien dan akurat. Mesin seperti itu digunakan di mana-mana di dunia, berbagai tugas yang dilakukan oleh mekanisme semacam itu meningkat setiap hari, dan kebutuhannya tidak berkurang.
Artikel serupa:
