Asinchroniniai vykdomieji varikliai
Asinchroniniai pavaros varikliai naudojami automatinėse valdymo sistemose įvairiems įrenginiams valdyti ir reguliuoti.
Asinchroninių pavarų varikliai pradeda veikti, kai jiems duodamas elektrinis signalas, kurį paverčia tam tikru veleno ar jo sukimosi kampu. Pašalinus signalą, veikiančio variklio rotorius nedelsiant pereina į stacionarią būseną, nenaudojant stabdžių įtaisų. Tokių variklių darbas tęsiasi visą laiką pereinamomis sąlygomis, dėl to rotoriaus sukimosi dažnis dažnai nepasiekia stacionarios vertės esant trumpam signalui. Prie to prisideda ir dažni startai, krypties keitimai ir sustojimai.
Pagal konstrukciją vykdomieji varikliai yra asinchroninės mašinos su dviejų fazių statoriaus apvija, pagaminta taip, kad dviejų jo fazių magnetinės ašys būtų pasislinkusios erdvėje viena kitos atžvilgiu, o ne 90 laipsnių kampu.
Viena iš statoriaus apvijos fazių yra lauko apvija ir veda į gnybtus, pažymėtus C1 ir C2.Kitas, veikiantis kaip valdymo ritė, turi laidus, prijungtus prie gnybtų, pažymėtų U1 ir U2.
Abi statoriaus apvijos fazės tiekiamos atitinkama to paties dažnio kintamąja įtampa. Taigi žadinimo ritės grandinė yra prijungta prie maitinimo tinklo su pastovia įtampa U, o į valdymo ritės grandinę tiekiamas signalas valdymo įtampos Uy pavidalu (1 pav., a, b, c).
Ryžiai. 1. Asinchroninių vykdomųjų variklių įjungimo valdymo metu schemos: a — amplitudė, b — fazė, c — amplitudės fazė.
Dėl to abiejose statoriaus apvijos fazėse atsiranda atitinkamos srovės, kurios dėl įtrauktų fazių poslinkio elementų kondensatorių arba fazės reguliatoriaus pavidalu laiku pasislenka vienas kito atžvilgiu, o tai sukelia sužadinimą. elipsės formos besisukantis magnetinis laukas, apimantis voverės narvelio rotorių.
Keičiant variklio darbo režimus, elipsinis besisukantis magnetinis laukas ribojančiais atvejais tampa kintamu su fiksuota simetrijos ašimi arba apskritu sukimu, o tai turi įtakos variklio savybėms.
Vykdomųjų variklių paleidimą, greičio reguliavimą ir sustabdymą lemia magnetinio lauko susidarymo sąlygos amplitudės, fazės ir amplitudės-fazės valdymo pagalba.
Amplitudės valdyme įtampa U žadinimo ritės gnybtuose išlaikoma nepakitusi ir kinta tik įtampos Uy amplitudė. Fazių poslinkis tarp šių įtampų dėl atjungto kondensatoriaus yra 90 ° (1 pav., a).
Fazių valdymas pasižymi tuo, kad įtampos U ir Uy išlieka nepakitusios, o fazių poslinkis tarp jų reguliuojamas sukant fazinio reguliatoriaus rotorių (1 pav., b).
Naudojant amplitudės fazės valdymą, nors reguliuojama tik įtampos Uy amplitudė, tačiau tuo pačiu metu dėl kondensatoriaus buvimo sužadinimo grandinėje ir statoriaus apvijos fazių elektromagnetinės sąveikos yra vienu metu. įtampos fazės pokytis apvijos gnybtuose sužadinimui ir fazės poslinkis tarp šios įtampos ir įtampos iš valdymo ritės gnybtų (1 pav., c).
Kartais, be kondensatoriaus lauko apvijos grandinėje, valdymo apvijos grandinėje yra numatytas kondensatorius, kuris kompensuoja reaktyviąją įmagnetinimo jėgą, sumažina energijos nuostolius ir pagerina asinchroninio variklio mechanines charakteristikas.
Amplitudės valdyme apskrito sukimosi magnetinis laukas stebimas esant vardiniam signalui nepriklausomai nuo rotoriaus sukimosi greičio, o jam sumažėjus tampa elipsinis.Fazinio valdymo atveju žiedinis besisukantis magnetinis laukas sužadinamas tik vardiniu signalu ir fazės poslinkis tarp įtampų U ir Uy, lygus 90 °, nepriklausomai nuo rotoriaus greičio, ir esant skirtingam fazės poslinkiui, tampa elipsinis. Amplitudės fazės valdyme apskrito sukimosi magnetinis laukas egzistuoja tik vienu režimu - esant vardiniam signalui variklio užvedimo metu, o tada, kai rotorius įsibėgėja, jis tampa elipsės formos.
Taikant visus valdymo metodus, rotoriaus greitis reguliuojamas keičiant besisukančio magnetinio lauko pobūdį, o rotoriaus sukimosi kryptis keičiama keičiant valdymo ritės gnybtams tiekiamos įtampos fazę 180°. .
Asinchroniniams vykdomiesiems varikliams keliami specifiniai reikalavimai dėl savaeigės galios trūkumo, užtikrinančio platų rotoriaus greičio reguliavimą, greitį, didelį paleidimo momentas ir maža valdymo galia, išlaikant santykinį jų charakteristikų tiesiškumą.
Savaeigiai asinchroniniai vykdomieji varikliai pasireiškia kaip spontaniškas rotoriaus sukimasis, kai nėra valdymo signalo. Ją sukelia arba nepakankamai didelė rotoriaus apvijos aktyvioji varža-metodiškai savaeigė, arba dėl prastų paties variklio veikimo-technologiškai savaeigio.
Pirmasis yra pašalintas projektuojant variklius, kurie numato rotoriaus su padidintu apvijų pasipriešinimu ir kritiniu slydimu scr = 2–4 gamybą, kuris, be to, suteikia platų stabilų rotoriaus greičio reguliavimo diapazoną, o antrasis - aukštos kokybės magnetinių grandinių ir mašinų ritių gamyba su kruopščiu surinkimu.
Kadangi asinchroniniai vykdomieji varikliai su trumpai sujungtu rotoriumi su padidinta aktyvia varža pasižymi mažu greičiu, kuriam būdinga elektromechaninė laiko konstanta - laikas, kai rotorius padidina greitį nuo nulio iki pusės sinchroninio greičio - Tm = 0,2 - 1,5 s , tada automatiniuose įrenginiuose pirmenybė valdymui teikiama vykdomiesiems varikliams su tuščiaviduriu nemagnetiniu rotoriumi, kuriuose elektromechaninė laiko konstanta turi mažesnę reikšmę - Tm = 0,01 - 0,15 s.
Greitaeigiai tuščiaviduriai nemagnetiniai rotoriaus indukciniai vykdomieji varikliai turi išorinį statorių su įprastos konstrukcijos magnetine grandine ir dvifazę apviją su fazėmis, veikiančiomis kaip sužadinimo ir valdymo apvijos, ir vidinį statorių laminuotos feromagnetinės tuščiavidurės formos pavidalu. cilindras, sumontuotas ant variklio guolio skydo.
Statorių paviršiai yra atskirti oro tarpu, kuris radialine kryptimi yra 0,4–1,5 mm dydžio. Oro tarpelyje yra aliuminio lydinio stiklas, kurio sienelės storis 0,2 - 1 mm, pritvirtintas prie variklio veleno. Asinchroninių variklių su tuščiaviduriu nemagnetiniu rotoriumi tuščiosios eigos srovė yra didelė ir siekia 0,9 Aznom, o nominalus naudingumo koeficientas = 0,2 — 0,4.
Automatikos ir telemechanikos įrenginiuose naudojami varikliai su tuščiaviduriu feromagnetiniu rotoriumi, kurio sienelės storis 0,5–3 mm. Šiose mašinose, naudojamose kaip vykdomieji ir pagalbiniai varikliai, vidinio statoriaus nėra, o rotorius sumontuotas ant vieno presuoto arba dviejų galų metalinių kaiščių.
Oro tarpas tarp statoriaus ir rotoriaus paviršių radialine kryptimi yra tik 0,2 - 0,3 mm.
Variklių su tuščiaviduriu feromagnetiniu rotoriumi mechaninės charakteristikos yra artimesnės tiesinėms nei variklių su įprastu voverės apvijos rotoriumi, taip pat su tuščiavidurio nemagnetinio cilindro pavidalo rotoriumi.
Kartais tuščiavidurio feromagnetinio rotoriaus išorinis paviršius padengiamas 0,05 - 0,10 mm storio vario sluoksniu, o jo galiniai paviršiai – iki 1 mm vario sluoksniu, siekiant padidinti variklio vardinę galią ir sukimo momentą, tačiau jo efektyvumas šiek tiek sumažėja.
Reikšmingas variklių su tuščiaviduriu feromagnetiniu rotoriumi trūkumas yra vienpusis rotoriaus prilipimas prie statoriaus magnetinės grandinės dėl oro tarpo nelygumo, ko nebūna mašinose su tuščiaviduriu nemagnetiniu rotoriumi. Tuščiaviduriai feromagnetiniai rotoriniai varikliai nėra savaeigiai; jie stabiliai veikia greičio diapazone nuo nulio iki sinchroninio rotoriaus greičio.
Asinchroniniai vykdomieji varikliai su masyviu feromagnetiniu rotoriumi, pagaminti iš plieno arba ketaus cilindro be apvijos, išsiskiria savo konstrukcijos paprastumu, dideliu stiprumu, dideliu paleidimo momentu, veikimo stabilumu tam tikru greičiu ir gali būti naudojamas esant labai dideliems rotoriaus apsisukimams.
Yra apverstų variklių su masyviu feromagnetiniu rotoriumi, kuris pagamintas išorinės besisukančios dalies pavidalu.
Asinchroniniai vykdomieji varikliai gaminami vardinei galiai nuo frakcijų iki kelių šimtų vatų ir yra skirti maitinimui iš kintamos įtampos šaltinių, kurių dažnis yra 50 Hz, taip pat su padidintais dažniais iki 1000 Hz ir daugiau.
Taip pat skaitykite: Selsyns: tikslas, įrenginys, veikimo principas