Kuinka asynkroniset koneet toimivat ja kuka ne keksi

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Syy, miksi asynkronisia koneita käytetään laaj alti, on niiden suunnittelun yksinkertaisuus, luotettavuus ja valmistettavuus. Soveltuvuus kolmivaiheiseen ja yksivaiheiseen verkkoon, laaja tehoalue, pyörimissuunnan vaihtamisen helppous - kaikki tämä tekee niistä välttämättömiä useiden eri laitteiden, mukaan lukien työstökoneiden ja kuljetusjärjestelmien, käyttövoimana.

Asynkronisten koneiden olennainen etu on niiden korkea hyötysuhde.

Yleisimmät sähkömoottorit ovat kilowatteja, niiden käyttö on erittäin laajaa, lähes kaikissa teollisuusyrityksissä ne muodostavat suurimman osan käyttölaitteista.

Asynkroniset sähkökoneet ovat saaneet nimensä, koska niiden kulmanopeus riippuu akseliin kohdistuvan mekaanisen kuormituksen suuruudesta. Lisäksi mitä suurempi vastustuskyky vääntömomentille, sitä luonnollisesti se pyörii hitaammin. Roottorin kulmanopeuden viivettä staattorikäämien läpi kulkevan virran synnyttämän magneettikentän pyörimistaajuudesta kutsutaan luistoksi. Se lasketaan pääsääntöisesti suhteellisena arvona:

S=(ωn-ωp)/ ωn

Missä:

ωn - magneettikentän pyörimisnopeus, rpm;

ωp - roottorin nopeus, rpm.

Luiston suhteellisen määrän riippuvuus akselin kuormituksesta ilmenee erityisesti siinä, että tyhjäkäyntitilassa S on käytännössä nolla.

Asynkronisen koneen laite on sama kuin minkä tahansa muun sähkömoottorin tai generaattorin. Staattorin sisäpinta on varustettu erityisillä urilla, joihin käämit asetetaan (kolmivaiheisen virtalähteen tapauksessa niitä on kolme ja yksivaihemoottoreissa - kaksi). Roottori on myös yksinkertainen, ja siinä on oravahäkkirakenne, ja käämit ovat oikosuljettuja tai niissä on liukurenkaat.

Kun kyseessä on oravahäkkiroottori, joka johtuu staattorivirtojen induktiivisesta poiminnasta, roottorin käämeissä esiintyy oikean käden säännön mukaan EMF. Lisäksi kaikki on yksinkertaista: kaksi kehystä, joiden läpi sähkövirta kulkee, alkaa olla vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, ja vääntömomentti ilmestyy.

Asynkroniset koneet, joiden roottori on varustettu liukurenkailla, toimivat entistä helpommin: pyörivien käämien teho syötetään suoraan grafiittiharjojen kautta. Tällaisia roottoreita kutsutaan myös vaiheroottoreiksi.

Yksivaiheisissa asynkronisissa moottoreissa on kaksi käämiä, työ- ja käynnistyskäämiä, jotka on suunniteltu luomaan alkuvääntömomentti ja pyörittämään roottori toimintakulmaannopeus. Näitä moottoreita käytetään paikoissa, joissa kolmivaiheista verkkoa ei ole saatavilla, esimerkiksi kodinkoneiden pyörivien osien ohjaamiseen.

Moottoreiden lisäksi päinvastaiset koneet, generaattorit, ovat asynkronisia. Heidän laitteensa on melkein sama. Venäjän sähkötekniikan ansioksi voimme luottavaisesti puhua maamme tärkeydestä tämäntyyppisten sähkömoottoreiden alalla. M. O. Dolivo-Dobrovolsky vuonna 1889 käytti ensimmäisenä maailmassa kolmivaiheista virtalähdettä ja sai pyörivän magneettikentän. Nykyaikaiset asynkroniset koneet eivät pohjimmiltaan eroa suuren venäläisen keksijän ja tiedemiehen ensimmäisistä kolmivaiheisista sähkömoottoreista.