Motor de inducție cu cușcă veveriță: principiu de lucru și aplicații

ce este motorul de inducție cu cușcă veveriță

un motor de inducție cu cușcă veveriță cu 3 faze este un tip de motor de inducție trifazat care funcționează pe baza principiului electromagnetismului. Se numește motor cu cușcă de veveriță, deoarece rotorul din interiorul său – cunoscut sub numele de rotor cu cușcă de veveriță-arată ca o cușcă de veveriță.

acest rotor este un cilindru de laminate din oțel, cu metal foarte conductiv (de obicei aluminiu sau cupru) încorporat în suprafața sa. Când un curent alternativ este trecut prin înfășurările statorului, se produce un câmp magnetic rotativ.

aceasta induce un curent în înfășurarea rotorului, care produce propriul câmp magnetic. Interacțiunea câmpurilor magnetice produse de înfășurările statorului și rotorului produce un cuplu pe rotorul cuștii veveriței.

un mare avantaj al unui motor cu cușcă veveriță este cât de ușor puteți schimba caracteristicile sale de viteză-cuplu. Acest lucru se poate face prin simpla ajustare a formei barelor din rotor. Motoarele cu inducție cu cușcă veveriță sunt utilizate foarte mult în industrie – deoarece sunt fiabile, cu Pornire automată și ușor de reglat.

principiul de funcționare al motorului de inducție cu cușcă veveriță

atunci când o alimentare cu 3 faze este dată înfășurării statorului, acesta stabilește un câmp magnetic rotativ în spațiu. Acest câmp magnetic rotativ are o viteză cunoscută sub numele de viteză sincronă.

acest câmp magnetic rotativ induce tensiunea în barele rotorului și, prin urmare, curenții de scurtcircuit încep să curgă în barele rotorului. Acești curenți de rotor generează câmpul lor auto-magnetic care va interacționa cu câmpul statorului. Acum câmpul rotorului va încerca să se opună cauzei sale și, prin urmare, rotorul începe să urmeze câmpul magnetic rotativ.

în momentul în care rotorul captează câmpul magnetic rotativ, curentul rotorului scade la zero, deoarece nu mai există mișcare relativă între câmpul magnetic rotativ și rotor. Prin urmare, în acel moment rotorul experimentează o forță tangențială zero, prin urmare rotorul decelerează pentru moment.

după decelerarea rotorului, mișcarea relativă dintre rotor și câmpul magnetic rotativ restabilește, prin urmare, curentul rotorului fiind din nou indus. Deci, din nou, forța tangențială de rotație a rotorului este restabilită și, prin urmare, din nou rotorul începe să urmeze câmpul magnetic rotativ și, în acest fel, rotorul menține o viteză constantă care este doar mai mică decât viteza câmpului magnetic rotativ sau viteza sincronă.

Slip este o măsură a diferenței dintre viteza câmpului magnetic rotativ și viteza rotorului. Frecvența rotorului curent = alunecare frecvența de alimentare cu frecvență

veveriță cușcă de inducție motor de construcție

un motor de inducție cu cușcă veveriță constă din următoarele părți:

• Stator
• Rotor
• ventilator
• rulmenți

Stator

se compune dintr-o înfășurare în 3 faze cu miez și carcasă metalică. Înfășurările sunt astfel plasate încât acestea sunt electric și mecanic 120o în afară de în spațiu. Înfășurarea este montată pe miezul de fier laminat pentru a oferi o cale de reticență scăzută pentru fluxul generat de curenții de curent alternativ.

Rotor

este partea motorului care va fi într-o rotație pentru a da ieșire mecanică pentru o anumită cantitate de energie electrică. Puterea nominală a motorului este menționată pe plăcuța de identificare în cai putere. Se compune dintr-un arbore, bare de cupru/aluminiu scurtcircuitate și un miez.

miezul rotorului este laminat pentru a evita pierderea de energie de la curenții turbionari și Histerezis. Conductoarele sunt înclinate pentru a preveni blocarea în timpul funcționării de pornire și oferă un raport de transformare mai bun între stator și rotor.

ventilator

un ventilator este atașat la partea din spate a rotorului pentru a asigura schimbul de căldură și, prin urmare, menține temperatura motorului sub o limită.

rulmenți

rulmenții sunt furnizați ca bază pentru mișcarea rotorului, iar rulmenții mențin rotația lină a motorului.

aplicarea motorului cu inducție cu cușcă veveriță

motoarele cu inducție cu cușcă veveriță sunt utilizate în mod obișnuit în multe aplicații industriale. Sunt potrivite în special pentru aplicații în care motorul trebuie să mențină o viteză constantă, să pornească automat sau există dorința de întreținere redusă.

aceste motoare sunt utilizate în mod obișnuit în:

• Pompe centrifuge
• acționări Industriale (de ex. pentru a rula benzi transportoare)
• suflante mari și ventilatoare
• mașini-unelte
• strunguri și alte echipamente de strunjire

avantajele motorului cu inducție cu cușcă veveriță

unele avantaje ale motoarelor cu inducție cu cușcă veveriță sunt:

• sunt low-cost
• necesită mai puțină întreținere (deoarece nu există inele de alunecare sau perii)
• reglare bună a vitezei (sunt capabili să mențină o viteză constantă)
• eficiență ridicată în conversia energiei electrice în energie mecanică (în timp ce rulează, nu în timpul pornirii)
• au o reglare mai bună a căldurii (adică. nu te la fel de fierbinte)
• mici și ușoare
• explozie dovada (deoarece nu există perii care elimina riscurile de scântei)

dezavantaje ale motorului de inducție cu cușcă veveriță

deși motoarele cu cușcă veveriță sunt foarte populare și au multe avantaje – au și unele dezavantaje. Unele dezavantaje ale motoarelor cu inducție cu cușcă veveriță sunt:

• control foarte slab al vitezei
• deși sunt eficiente din punct de vedere energetic în timp ce rulează la curent de sarcină maximă, consumă multă energie la pornire
• sunt mai sensibile la fluctuațiile tensiunii de alimentare. Când tensiunea de alimentare este redusă, motorul de inducție atrage mai mult curent. În timpul supratensiunilor, creșterea tensiunii saturează componentele magnetice ale motorului de inducție cu cușcă veveriță
• au curent de pornire ridicat și cuplu de pornire slab (curentul de pornire poate fi de 5-9 ori curentul de încărcare completă; cuplul de pornire poate fi 1.De 5-2 ori cuplul de încărcare completă)

diferența dintre cușca veveriței și motorul cu inducție cu inel de alunecare

în timp ce motoarele cu inducție cu inel de alunecare (cunoscute și sub numele de motor cu rotor înfășurat) nu sunt la fel de populare ca motoarele cu inducție cu cușcă de veveriță, acestea au câteva avantaje.

mai jos este un tabel comparativ al cuștii veveriței cu motoare de tip rotor:

	motor cu cușcă veveriță	motor cu inel de alunecare
Cost	scăzut	ridicat
întreținere	scăzut	ridicat
Controlul vitezei	slab	bun
eficiență la pornire	slab	bun
eficiența în timpul funcționării	bun	slab
reglarea căldurii	bun	sărac
în rush curent & cuplu	mare	scăzut

Clasificarea motorului cu inducție cu cușcă veveriță

NEMA (Asociația Națională a producătorilor de electricitate) din Statele Unite și IEC din Europa a clasificat proiectarea motoarelor cu inducție cu cușcă veveriță pe baza caracteristicilor lor de viteză-cuplu în unele clase. Aceste clase sunt Clasa A, Clasa B, Clasa C, clasa D, Clasa E și clasa F.

proiectarea clasei a

1. un cuplu normal de pornire.
2. un curent normal de pornire.
3. alunecare redusă.
4. în această clasă, cuplul de extragere este întotdeauna de 200 până la 300% din cuplul de încărcare completă și apare la o alunecare mică (este mai mică de 20%).
5. pentru această clasă, cuplul de pornire este egal cu cuplul nominal pentru motoarele mai mari și este de aproximativ 200% sau mai mult din cuplul nominal pentru motoarele mai mici.

Proiectare Clasa B

1. cuplu normal de pornire,
2. curent de pornire mai mic,
3. alunecare redusă.
4. motorul de inducție din această clasă produce aproximativ același cuplu de pornire ca și motorul de inducție din clasa A.
5. cuplul de extragere este întotdeauna mai mare sau egal cu 200% din cuplul nominal de sarcină. Dar este mai mică decât cea a designului de clasă A, deoarece a crescut reactanța rotorului.
6. din nou, alunecarea rotorului este încă relativ scăzută (mai puțin de 5%) la sarcină maximă.
7. aplicațiile designului de clasă B sunt similare cu cele pentru designul A. dar designul B este preferat mai mult datorită cerințelor sale mai mici de curent de pornire.

Design Clasa C

1. cuplu de pornire ridicat.
2. curenți de pornire mici.
3. alunecare redusă la sarcină maximă (mai puțin de 5 %).
4. până la 250 la sută din cuplul de încărcare completă, cuplul de pornire este în această clasă de proiectare.
5. cuplul de extragere este mai mic decât cel pentru motoarele cu inducție din clasa A.
6. în acest design motoarele sunt construite din rotoare cu cușcă dublă. Sunt mai scumpe decât motoarele din clasele A și B.
7. modelele din clasa C sunt utilizate pentru sarcini cu cuplu de pornire ridicat (pompe încărcate, compresoare și transportoare).

clasa D Design

1. în acest Design de motoare de clasă are un cuplu de pornire foarte mare (275 la sută sau mai mult din cuplul nominal).
2. un curent de pornire scăzut.
3. o alunecare mare la sarcină maximă.
4. din nou în această clasă de proiectare, rezistența ridicată a rotorului schimbă Cuplul maxim la o viteză foarte mică.
5. este posibil chiar și la viteză zero (alunecare de 100%) ca cel mai mare cuplu să apară în această clasă de proiectare.
6. alunecare Full-load (este de obicei 7-11 la sută, dar poate merge la fel de mare ca 17 la sută sau mai mult) în această clasă de design este destul de mare din cauza rezistenței ridicate a rotorului întotdeauna.

Design Clasa E

1. Cuplu De Pornire Foarte Scăzut.
2. Curent Normal De Pornire.
3. Alunecare Redusă.
4. compensatorul sau starterul de rezistență sunt utilizate pentru a controla curentul de pornire.

Clasa F Design

1. cuplu de pornire scăzut, de 1,25 ori de cuplu de sarcină maximă atunci când se aplică tensiune completă.
2. Curent De Pornire Scăzut.
3. Alunecare Normală.