Inductiemotor van eekhoornkooi: werkingsprincipe & toepassingen

Wat is een eekhoornkooi-inductiemotor

een driefasige eekhoornkooi-inductiemotor is een type driefasige inductiemotor die werkt volgens het principe van elektromagnetisme. Het heet een’ eekhoornkooi ‘ motor omdat de rotor erin – bekend als een ‘eekhoornkooi rotor’ – eruit ziet als een eekhoornkooi.

deze rotor is een cilinder van stalen laminaten, met een hooggeleidend metaal (meestal aluminium of koper) ingebed in het oppervlak. Wanneer een wisselstroom door de statorwikkelingen wordt geleid, ontstaat een roterend magnetisch veld.

dit induceert een stroom in de rotorwikkeling, die een eigen magnetisch veld produceert. De interactie van de magnetische velden geproduceerd door de stator en rotorwikkelingen produceert een koppel op de eekhoorn kooi rotor.

een groot voordeel van een eekhoornkooi motor is hoe gemakkelijk je de toerental-koppel eigenschappen kunt veranderen. Dit kan door simpelweg de vorm van de balken in de rotor aan te passen. Eekhoornkooi inductiemotoren worden veel gebruikt in de industrie – omdat ze betrouwbaar, zelfstartend en gemakkelijk aan te passen zijn.

inductiemotor van de eekhoornkooi werkingsprincipe

wanneer de statorwikkeling in drie fasen wordt gevoed, ontstaat een roterend magnetisch veld in de ruimte. Dit roterende magnetische veld heeft een snelheid die bekend staat als de synchrone snelheid.

dit roterende magneetveld induceert de spanning in de rotorstaven en daarom beginnen kortsluitstromen in de rotorstaven te stromen. Deze rotorstromen genereren hun zelf-magnetisch veld dat zal interageren met het veld van de stator. Nu zal het rotorveld proberen zijn oorzaak te bestrijden, en dus begint de rotor het roterende magnetische veld te volgen.

op het moment dat de rotor het roterende magnetische veld vangt, daalt de rotorstroom tot nul, omdat er geen relatieve beweging meer is tussen het roterende magnetische veld en de rotor. Op dat moment ervaart de rotor dus geen tangentiële kracht, waardoor de rotor voor het moment afremt.

Na vertraging van de rotor wordt de relatieve beweging tussen de rotor en het roterende magnetische veld hersteld, waardoor de rotorstroom weer wordt geïnduceerd. Dus nogmaals, de tangentiële kracht voor rotatie van de rotor is hersteld, en daarom opnieuw begint de rotor roterend magnetisch veld te volgen, en op deze manier, de rotor handhaaft een constante snelheid die net minder is dan de snelheid van roterend magnetisch veld of synchrone snelheid.

Slip is een maat voor het verschil tussen de snelheid van het roterende magnetische veld en de rotorsnelheid. De frequentie van de rotor huidige = slip × netfrequentie

Eekhoorn Kooi Inductie Motor Constructie

Een eekhoorn kooi inductie motor bestaat uit de volgende onderdelen:

• Stator
• Rotor
• Fan
• Lagers

Stator

Het bestaat uit een 3-fase wikkeling met een kern en een metalen behuizing. Windingen zijn zodanig geplaatst dat ze elektrisch en mechanisch 120o apart van in de ruimte. De wikkeling is gemonteerd op de gelamineerde ijzeren kern om een lage weerstandspad te bieden voor gegenereerde flux door WISSELSTROOMSTROMEN.

Rotor

het is het deel van de motor dat zich in een draairichting bevindt om het mechanische vermogen voor een bepaalde hoeveelheid elektrische energie te verkrijgen. Het nominale vermogen van de motor wordt vermeld op het naamplaatje in pk. Het bestaat uit een schacht, kortgesloten koper/aluminium staven en een kern.

de rotorkern is gelamineerd om stroomverlies door wervelstromen en hysterese te voorkomen. Geleiders zijn scheef om tandwielen te voorkomen tijdens het starten en geeft een betere transformatieverhouding tussen stator en rotor.

Ventilator

aan de achterkant van de rotor is een ventilator bevestigd die warmte-uitwisseling mogelijk maakt en daardoor de temperatuur van de motor onder een bepaalde limiet houdt.

lagers

lagers worden geleverd als basis voor rotorbeweging, en de lagers houden de soepele rotatie van de motor.

het aanbrengen van inductiemotoren van Eekhoornkooien

inductiemotoren van Eekhoornkooien worden vaak gebruikt in vele industriële toepassingen. Ze zijn bijzonder geschikt voor toepassingen waarbij de motor een constante snelheid moet aanhouden, zelfstartend moet zijn of weinig onderhoud nodig is.

deze motoren worden vaak gebruikt in:

• centrifugaalpompen
• industriële aandrijvingen (bijv. transportbanden)
• grote aanjagers en ventilatoren
• gereedschapswerktuigen
• draaibanken en andere draaimachines

voordelen van eekhoornkooi-inductiemotoren

enkele voordelen van eekhoornkooi-inductiemotoren zijn::

• ze zijn goedkoop
• vereisen minder onderhoud (omdat er geen slipringen of borstels zijn)
• goede snelheidsregeling (ze kunnen een constante snelheid handhaven)
• hoge efficiëntie bij het omzetten van elektrische energie in mechanische energie (tijdens het lopen, niet tijdens het opstarten)
• hebben een betere warmteregeling (d.w.z. niet zo heet worden)
• klein en lichtgewicht
• Explosiebestendig (omdat er geen borstels zijn die het risico van vonken elimineren)

nadelen van eekhoornkooi-inductiemotor

hoewel eekhoornkooi-motoren zeer populair zijn en vele voordelen hebben – hebben ze ook enkele nadelen. Enkele nadelen van eekhoorn kooi inductie motoren zijn:

• zeer slechte toerentalregeling
• hoewel ze energiezuinig zijn bij volle belasting, verbruiken ze veel energie bij het opstarten
• ze zijn gevoeliger voor schommelingen in de voedingsspanning. Wanneer de voedingsspanning wordt verminderd, trekt de inductiemotor meer stroom aan. Tijdens spanningspieken verzadigt de verhoging van de spanning de magnetische componenten van de inductiemotor van de eekhoornkooi
• zij hebben een hoge startstroom en een slecht startkoppel (de startstroom kan 5-9 keer de volle belastingstroom zijn; het startkoppel kan 1 zijn.5-2 keer het volledige laadkoppel)

verschil tussen eekhoorn kooi en Slip Ring inductiemotor

terwijl slip ring inductie motoren (ook bekend als wondrotormotor) zijn niet zo populair als eekhoorn kooi inductie motoren, ze hebben een paar voordelen.

hieronder is een vergelijkingstabel van eekhoornkooi Versus wondrotortype motoren:

	Eekhoorn Kooi Motor	Slip Ring Motor
Kosten	Laag	Hoog
Onderhoud	Laag	Hoog
Speed Control	Arme	Goed
Efficiëntie bij het opstarten	Arme	Goed
de Efficiëntie tijdens de werking	Goede	Arm
Warmte regulering	Goede	Arm
In rush huidige & koppel	hoog	laag

Nema (National Electrical Manufacturer ‘ s Association) in de Verenigde Staten en IEC in Europa heeft het ontwerp van de inductiemotoren van de eekhoornkooi op basis van hun toerental-koppeleigenschappen in enkele klassen ingedeeld. Deze klassen zijn klasse A, klasse B, klasse C, Klasse D, klasse E en klasse F.

Klasse A-ontwerp

1. een normaal startkoppel.
2. een normale startstroom.
3. lage slip.
4. in deze klasse bedraagt het uitschakelkoppel altijd 200 tot 300% van het vollastkoppel en treedt het op bij een lage slip (minder dan 20%).
5. voor deze klasse is het startkoppel gelijk aan het nominale koppel voor grotere motoren en bedraagt het ongeveer 200% of meer van het nominale koppel voor de kleinere motoren.

ontwerp van klasse B

1. normaal startkoppel,
2. lagere startstroom,
3. lage slip.
4. inductiemotor van deze klasse produceert ongeveer hetzelfde startkoppel als de inductiemotor van Klasse A.
5. Uitneemkoppel is altijd groter dan of gelijk aan 200% van het nominale belastingkoppel. Maar het is minder dan dat van de Klasse A ontwerp omdat het de rotor reactantie heeft verhoogd.
6. opnieuw is de rotorslip relatief laag (minder dan 5%) bij volle belasting.
7. toepassingen van ontwerp van klasse B zijn vergelijkbaar met die van ontwerp A. Maar ontwerp B verdient meer de voorkeur vanwege de lagere eisen aan de startstroom.

ontwerp van klasse C

1. hoog startkoppel.
2. lage startstroom.
3. lage slip bij volle belasting (minder dan 5 %).
4. tot 250% van het koppel bij vollast valt het startkoppel onder deze ontwerpklasse.
5. het uitschakelkoppel is lager dan bij inductiemotoren van Klasse A.
6. in dit ontwerp zijn de motoren gebouwd van dubbelkooi rotoren. Ze zijn duurder dan motoren van Klasse A en B Klasse.
7. de ontwerpen van klasse C worden gebruikt voor belastingen met een hoog startkoppel (beladen pompen, compressoren en transportbanden).

ontwerp van Klasse D

1. in dit ontwerp van motoren van klasse heeft een zeer hoog startkoppel (275% of meer van het nominale koppel).
2. een lage startstroom.
3. een hoge slip bij volle belasting.
4. ook in deze klasse van ontwerp verschuift de hoge rotorweerstand het piekkoppel naar een zeer laag toerental.
5. het is zelfs mogelijk bij nultoerental (100% slip) dat het hoogste koppel optreedt in deze klasse van ontwerp.
6. volledige belasting slip (het is meestal 7 tot 11 procent, maar kan oplopen tot 17 procent of meer) in deze klasse van ontwerp is vrij hoog vanwege de hoge rotorweerstand altijd.

Ontwerp Van Klasse E

1. Zeer Laag Startkoppel.
2. Normale Startstroom.
3. Lage Slip.
4. Compensator of weerstandstarter worden gebruikt om de startstroom te regelen.

ontwerp van klasse F

1. laag startkoppel, 1,25 keer van het koppel bij volspanning.
2. Lage Startstroom.
3. Normale Slip.