Podívejte se, jak funguje asynchronní motor – aby ve vodiči mohl vzniknout proud, musí vedle něj být měnící se magnetické pole. Magnetické pole ve statoru elektromotoru se otáčí v kruhu. Stator si lze představit jako magnet rotující kolem rotoru. Když pól tohoto magnetu přejde přes vodič, nejprve se k němu přiblíží a poté se vzdaluje – síla magnetického pole se mění, nejprve se zvětšuje, pak slábne. A díky tomu vzniká v rotoru proud. No a na vodič s proudem v magnetickém poli působí Ampérová síla – začne se pohybovat, v případě motoru rotovat.
Proto pro asynchronní motory můžete použít nejjednodušší rotory – klec nakrátko. Protože nemusíme nic dělat, proud vzniká v samotném rotoru, jen pro něj musíme zorganizovat uzavřený okruh.
Pokud by se rotor otáčel současně s magnetickým polem (tedy synchronně), pak by se velikost magnetického pole neměnila – řekněme vodič je vždy umístěn přímo pod pólem – velikost magnetického pole je vždy stejná – proud se tedy neindukuje – proto se rotor zastaví. To je důvod, proč se u motorů rotor otáčí o něco pomaleji, než je rychlost otáčení magnetického pole.
Tato frekvence závisí na zatížení. Zde je rotor bez zatížení. Magnetické pole se mírně otočilo – indukoval se malý proud, který však stačil k otočení rotoru. Pokud je zátěž velká, tak aby se indukoval velký proud, je potřeba magnetické pole více změnit – tedy otočit dále, to znamená, že rotor se zátěží začne více zaostávat za magnetickým polem. Ve skutečnosti je to tajemné slovo „klouzání“, které charakterizuje tento proces.
Aby se rotor otáčel synchronně s magnetickým polem, musí jím protékat proud. Proto máte chybu ve druhé otázce – u synchronních motorů není žádná „klec na veverku“, je tam skutečné vinutí, stejné jako ve statoru, a do tohoto vinutí je také přiváděn proud zvenčí – pomocí kartáče mechanismus. Vzhledem k tomu, že v něm protéká konstantní proud, bude konstantní i Ampérová síla – a tedy konstantní bude i rychlost otáčení.
Proč se synchronní motory nespouštějí ze sítě, je otázka na stejnou mechaniku. V asynchronním motoru se proud střídavě objevuje a mizí v každém jednotlivém drátu klece nakrátko, když kolem každého drátu prochází pól magnetu. Výsledkem je taková pevná struktura, ve které se naprosto v každém okamžiku nachází v blízkosti pólů magnetu proud, který otáčí rotorem požadovaným směrem. Jednoduše řečeno, zde je drát rotoru. Když přes něj přejde severní pól, indukuje se v něm dopředný proud a otočí se doleva. Severní pól odchází – proud mizí. Pak se nad ním objeví jižní pól, který indukuje proud „zpět“ – a vodič se stále točí doleva.
U synchronních motorů to nefunguje – protože v rotoru je již proud, je to magnet s permanentními póly. Když přes něj jeden pól přejde, je k němu přitahován, když je druhý odpuzován. Vzhledem k tomu, že se magnetické pole rychle točí a setrvačnost rotoru je poměrně slušná, prostě se nestihne roztočit natolik, aby sledoval jeden z pólů (výjimkou jsou malé, pomalé a nezatížené motory – ty mají točivý moment větší než moment setrvačnosti a mohou být připojeny přímo k síti).
Proto takové motory potřebují pomoc při startování. V nejjednodušší verzi jděte nahoru a otočte jej rukou do požadovaného směru – aby mělo rotující pole statoru delší interakci ve směru přitažlivosti než ve směru odpuzování. Rotor zrychlí a vstoupí do synchronizace.
Tlačit motory rukama je ale nevděčný úkol, a tak si většinou vystačí s technickými prostředky. To je buď asynchronní spouštění – dělají klec pro veverky, jen ne skutečnou plnohodnotnou, ale pomocnou. S jeho pomocí se motor nastartuje jako asynchronní a poté se do vinutí rotoru přivede stejnosměrný proud, aby se rychlost otáčení dostala na synchronní. Buď startování pomocí budiče – speciálního zařízení, které buď mechanicky, nebo úpravou velikosti proudu vytváří jakousi „imitaci“ stejného procesu jako u asynchronního motoru.
Naprostá většina dřevoobráběcích a kovoobráběcích strojů, čerpadel, dopravních pásů, kladkostrojů, mostových jeřábů a dalších zdvihacích a výrobních zařízení je poháněna střídavými elektromotory.
Pro bezproblémový chod každého mechanismu je nutný správně zvolený hnací výkon a optimální rychlost otáčení hřídele motoru.
Synchronní a asynchronní otáčky motoru
Třífázové napětí přiváděné do vinutí statoru v něm generuje pohybující se magnetické pole, rotující konstantní rychlostí. Tato hodnota se nazývá „synchronní rychlost otáčení“, protože závisí na frekvenci napájecího napětí a také na počtu pólových párů. Vypočítá se pomocí vzorce:
Nс=f*60/p, kde:
Nc je počet otáček magnetického pole statoru za minutu (rpm)
f – frekvence proudu v napájecí síti (Hz)
60 je počet sekund za minutu
p- počet pólových párů elektromotoru
V napájecích sítích s proudovou frekvencí 50 Hz nesmí maximální rychlost synchronního otáčení magnetického pole statoru u asynchronních motorů překročit 3000 ot/min. Takové vlastnosti jsou vlastní elektromotorům s jedním párem pólů, to znamená těm, ve kterých má každé ze tří vinutí pouze jeden pár pólů: „N“ – sever a „S“ – jih. Například AIMUR 90 L2 IM1081; AIR 112 M2 IM2001; 5AI 71 B2 IM3001 a další.
To je způsobeno skutečností, že jedna celá otáčka magnetického toku statoru v každém z vinutí je dokončena během jedné periody změny směru pohybu proudu, tj. za 1/50 s. To znamená, že dosáhneme stejných 3000 otáček za minutu. S přibývajícími póly se synchronní otáčky snižují.Takže synchronní frekvence motorů 5AI 80 A4 IM1081 a 1MA6183-4BC je 1500 ot/min a motorů 5AI 355 L10 nebo AIR 250 S10 IM2001 pouze 600 ot/min.
Skutečné (asynchronní) otáčky hřídele motoru jsou vždy menší než jeho synchronní hodnota. To se vysvětluje nejen ztrátami v důsledku odporu vzduchu a tření v ložiskách, ale samotným principem činnosti asynchronních elektrických strojů.
Rozdíl mezi těmito hodnotami se nazývá skluz, vyjádřený v procentech a vypočtený podle vzorce:
s=((Nс-Nф)/Nc)*100), kde
s – skluz
Nс – synchronní rychlost otáčení magnetického toku statoru
Nf – aktuální (asynchronní) frekvence
Proč potřebujete znát rychlost otáčení hřídele elektromotoru?
V procesu výběru pohonu byste měli zajistit nejen to, že vybraný model odpovídá specifikům použití a provozním podmínkám, ale také to, že rychlost otáčení asynchronního motoru odpovídá výkonu potřebnému pro normální provoz mechanismu.
Pro zdvihací mechanismy (nosníkové jeřáby, kladkostroje, navijáky, různé typy jeřábů) tak není potřeba vysokých otáček rotoru motoru. Taková zařízení používají modely se synchronními rychlostmi od 600 do 1000 ot./min.
Provozní vlastnosti ventilačních systémů přitom vyžadují vyšší otáčky rotoru asynchronního motoru. K jejich kompletaci se proto používají rychloběžné elektrické stroje.
V závislosti na požadované tlakové charakteristice a požadovaném objemovém průtoku je čerpací zařízení vybaveno motory se synchronními otáčkami 1500 nebo 3000 ot./min.
Jak určit otáčky motoru
Tento parametr musí být uveden na typovém štítku elektrického stroje, dále jeho výkon, účinnost, schéma zapojení vinutí, odběr proudu, účiník (cos φ). Jsou však situace, kdy informační štítek chybí nebo jeho stav neumožňuje přečíst požadovaná data.
Ideální možností pro určení asynchronní rychlosti je měření pomocí mechanického nebo laserového otáčkoměru. Taková zařízení se však zřídka vyskytují i v podnicích. Je možné určit, jaké otáčky motoru jsou otáčky za minutu bez drahého vybavení. K tomu si stačí zapamatovat, co je to synchronní rychlost a na čem závisí.
Chcete-li najít požadovaný parametr, musíte zjistit, kolik pólů je v motoru. To lze provést pomocí jednoduchého analogového miliampérmetru v režimu měření proudu. S motorem bez napětí a odpojeným od hnaného mechanismu sejměte kryt svorkovnice. Najdeme začátek a konec jednoho ze statorů vinutí a připojíme k nim sondy zařízení.
Na hřídeli uděláme značku a začneme ji otáčet v libovolném směru, pozorujeme miliampérmetrovou jehlu a počítáme počet jejích odchylek od výchozí polohy. Výsledná hodnota bude udávat, kolik pólů je v testovaném motoru. Dále vypočteme synchronní frekvenci Nc pomocí výše uvedeného vzorce.
Ovládání otáček motoru
Někdy je nutné změnit rychlost otáčení hřídele elektrického stroje. To může být nutné, pokud motor startuje pod zatížením nebo je během provozu nutné krátce zvýšit otáčky. Za nejoptimálnější možnost lze považovat zařazení elektromotoru s frekvenčním měničem do napájecí sítě.
Jednodušším řešením je instalace dvou nebo třírychlostních modelů a nastavení rychlosti otáčení připojením různých skupin vinutí. Tato metoda má ale dvě nevýhody. Změna rychlosti neprobíhá plynule, ale v krocích a nelze ji provést bez zastavení elektromotoru.
Pokud si nemůžete elektromotor vybrat sami nebo pochybujete o správnosti již provedené volby, můžete se obrátit na technické specialisty společnosti Kabel.RF ® . Po objasnění provozních podmínek a účelu motoru vyberou optimální značku a velikost.
Pro zadání objednávky zavolejte manažerům společnosti Kabel.RF ® na tel. +7 (495) 646-08-58 nebo zašlete žádost na zakaz@cable.ru s uvedením požadovaného modelu elektromotoru, účelu a provozních podmínek. Manažer vám pomůže vybrat správnou značku s ohledem na vaše přání a potřeby
