Principi de funcionament dels motors de corrent altern

Un motor de CA és un dispositiu que converteix l'energia elèctrica del corrent altern en energia mecànica. Consisteix principalment en un bobinat electromagnètic o un bobinat d'estator distribuït utilitzat per generar un camp magnètic, juntament amb una armadura o rotor giratori. El motor funciona segons el principi que una bobina-que porta corrent experimenta una força en un camp magnètic que fa que giri. Els motors de CA es classifiquen en dos tipus: motors de CA síncrons i motors d'inducció [1].

Els bobinatges de l'estator d'un motor de corrent alterna-trifàsic són essencialment tres bobines separades 120 graus, connectades en una configuració en triangle o en estrella. Quan s'aplica un corrent trifàsic, es genera un camp magnètic a cada bobina i la combinació d'aquests tres camps produeix un camp magnètic giratori.

Els motors de CA consisteixen en un estator i un rotor, i es divideixen en dos tipus: motors de CA síncrons i motors d'inducció. Tots dos tipus de motors generen un camp magnètic giratori fent passar un corrent altern a través del bobinatge de l'estator, però el bobinat del rotor dels motors de CA síncrons sol requerir un subministrament de corrent continu (corrent d'excitació) de l'excitador; Els motors d'inducció, en canvi, no requereixen que el corrent passi pel bobinatge del rotor.

El bobinatge de l'estator d'un motor de corrent alterna-trifàsic es compon bàsicament de tres bobines espaciades 120 graus entre si, connectades en forma triangular o en estrella. Quan s'aplica un corrent trifàsic, es genera un camp magnètic a cada bobina i aquests tres camps magnètics es combinen per formar un camp magnètic giratori. El corrent completa una vibració completa i el camp magnètic giratori gira exactament una vegada. Per tant, el nombre de revolucions per minut del camp magnètic giratori és N=60f. A la fórmula, f és la freqüència de potència.

Els motors de CA es poden dividir en motors síncrons i motors asíncrons (també coneguts com a motors asíncrons) en funció de la velocitat de rotació del rotor. Independentment de la mida de la càrrega, la velocitat del rotor d'un motor síncron és sempre la mateixa que la velocitat del camp magnètic giratori, de manera que aquesta velocitat s'anomena velocitat síncrona. Com s'ha esmentat anteriorment, només depèn de la freqüència de la font d'alimentació. La velocitat dels motors asíncrons no és constant, depèn de la mida de la càrrega i de la tensió d'alimentació. Hi ha dos tipus de motors-trifàsics asíncrons: els sense rectificadors i els amb rectificadors. La gran majoria dels motors asíncrons utilitzats en aplicacions pràctiques són motors d'inducció sense rectificadors (tot i que els motors rectificadors asíncrons trifàsics-paral·lels i en sèrie tenen els avantatges d'una velocitat ajustable en un gran rang i un factor de potència elevat), i la seva velocitat és sempre inferior a la velocitat síncrona.

 

Propòsit principal

L'eficiència de treball dels motors elèctrics de CA és alta, sense fum, olor, contaminació ambiental i baix soroll. A causa de la seva sèrie d'avantatges, s'utilitza àmpliament en diversos camps com ara la producció industrial i agrícola, el transport, la defensa nacional, els electrodomèstics i comercials, els equips elèctrics mèdics, etc.

 

Principi de funcionament

El motor d'inducció, també conegut com a motor asíncron, fa referència al fet que el rotor es col·loca en un camp magnètic giratori i s'obté un parell de rotació sota l'acció del camp magnètic giratori, fent que el rotor giri.

L'aspecte i l'estructura interna d'un motor d'inducció. El rotor és un conductor giratori, generalment en forma de gàbia d'esquirol. L'estator és la part no giratòria d'un motor elèctric, la tasca principal del qual és generar un camp magnètic giratori. Els camps magnètics rotatius no s'aconsegueixen mitjançant mètodes mecànics. Però, en canvi, s'aplica corrent altern a diversos parells d'electroimants, fent que les seves propietats de pol magnètic canviïn cíclicament, equivalent, per tant, a un camp magnètic giratori. Aquest tipus de motor no té raspalls ni anells col·lectors com els motors de corrent continu. En funció del tipus d'alimentació de CA utilitzat, hi ha motors-monofàsics i motors-trifàsics. Els motors monofàsics s'utilitzen en dispositius com ara rentadores i ventiladors elèctrics; Els motors elèctrics trifàsics s'utilitzen com a equips d'alimentació a les fàbriques. Mitjançant el moviment relatiu entre el camp magnètic giratori generat per l'estator (amb una velocitat síncrona de n1) i el bobinat del rotor, el bobinat del rotor talla la línia d'inducció magnètica i genera força electromotriu induïda, generant així un corrent induït al bobinat del rotor. El corrent induït al bobinatge del rotor interacciona amb el camp magnètic per generar un parell electromagnètic, fent que el rotor giri. A mesura que la velocitat del rotor s'acosta gradualment a la velocitat síncrona, el corrent induït disminueix gradualment i el parell electromagnètic generat també disminueix en conseqüència. Quan el motor asíncron funciona en estat de motor, la velocitat del rotor és inferior a la velocitat síncrona. Per descriure la diferència entre la velocitat del rotor n i la velocitat síncrona n1, s'introdueix una relació de lliscament

 

 

Estratègia de control

Amb el desenvolupament de la tecnologia d'electrònica de potència, la tecnologia microelectrònica, la tecnologia de control digital i la teoria del control, les característiques dinàmiques i estàtiques dels sistemes d'accionament de CA poden ser totalment comparables als sistemes d'accionament de CC. Els sistemes d'accionament de CA s'han utilitzat àmpliament i la substitució de la unitat de CC per una unitat de CA s'ha convertit gradualment en una realitat.

A causa del fet que els motors de CA són objectes intrínsecament complexos amb no linealitat, múltiples variables, acoblament fort, paràmetres variables en el temps-i grans pertorbacions, el seu control efectiu sempre ha estat un tema d'investigació candent tant a nivell nacional com internacional, i s'han proposat diverses estratègies i mètodes de control. Entre ells, el control lineal clàssic no pot superar la influència de la càrrega, els canvis a gran-escala en els paràmetres del model i els factors no lineals, donant lloc a un baix rendiment del control; El control vectorial i el control directe del parell també tenen alguns problemes: en els darrers anys, amb el desenvolupament del control modern i la teoria del control intel·ligent, s'han aplicat algorismes de control avançats al control del motor de CA i han aconseguit certs resultats [2].

Mètode de control del model d'estat estacionari

Els esquemes de control del model d'estat estacionari-utilitzats habitualment inclouen el control de la relació v/f constant de-bucle obert (és a dir, constant de tensió/freqüència=) i el control de freqüència de lliscament-de bucle tancat.

(1) Control de relació de freqüència de tensió constant

Aquest mètode és un mètode de control de-bucle obert que parteix del mode de control bàsic de conversió de tensió i freqüència variable i no inclou la retroalimentació de velocitat. A causa del fet que per sota de la freqüència nominal, si la tensió es manté constant i només es redueix la freqüència, el flux d'aire serà massa gran, provocant saturació magnètica i, en casos greus, cremant el motor. Per mantenir el flux magnètic de l'entrefer constant, s'utilitza una relació constant entre el potencial induït i la freqüència per al control.

 

 

Falles comuns

Els motors de CA són propensos a mal funcionament durant el funcionament a causa de la fricció, vibracions, envelliment de l'aïllament i altres motius. Si aquests errors es revisen, es descobreixen i s'eliminen de manera oportuna, poden prevenir eficaçment els accidents.

Inspecció d'errors comuns

1. Escolteu el so i identifiqueu acuradament el punt de falla. Durant el funcionament del motor asíncron de CA, si es troba un so de "bruit" feble sense fluctuacions, és un so normal. Si el so és gruixut i té sons aguts de "zunit" o "xibillet", és un precursor d'una falla. Cal tenir en compte els motius següents:

(l) La vibració i la temperatura fluctuant d'un motor amb nucli de ferro solt durant el funcionament poden provocar deformacions dels cargols de fixació del nucli de ferro, donant lloc a làmines d'acer al silici soltes i generant un gran soroll electromagnètic.

(2) El so produït per la rotació del rotor, que és generat pel ventilador de refrigeració, és un so "wuwu". Si hi ha un so "dongdong" com el cop d'un tambor, és causat per l'afluixament de l'ajust entre el nucli de ferro del rotor i l'eix a causa del parell d'acceleració del motor durant l'arrencada sobtada, la parada, la frenada inversa i altres situacions de velocitat variable. Es poden seguir utilitzant casos lleus, mentre que els casos greus es poden desmuntar per a la inspecció i reparació.

(3) Durant el funcionament del motor de soroll del coixinet, cal parar atenció als canvis en el so del coixinet. En tocar un extrem del tornavís a la coberta del coixinet i l'altre extrem a l'orella, es poden escoltar els canvis de so intern del motor. Les diferents parts i falles tenen sons diferents. El so de "grintir" és causat pel moviment irregular de la pistola rodant dins del coixinet, que està relacionat amb el joc del coixinet i l'estat del greix lubricant. El so "bruscant" és un so de fricció metàl·lica, generalment causat per la manca d'oli al coixinet a causa del desgast. El coixinet s'ha de desmuntar i lubricar amb greix, etc.

2. Utilitzeu el sentit de l'olfacte per analitzar que el motor defectuós no fa cap olor durant el funcionament normal. Si s'olora alguna olor, és un senyal d'error, com l'olor de cremat, que s'emet per la graella d'aïllament i fins i tot pot fumar a mesura que augmenta la temperatura del motor; Si hi ha una olor d'oli cremat, es deu principalment a la manca d'oli al coixinet i l'olor causada per l'evaporació del petroli i el gas quan s'acosta a l'estat de mòlta en sec.

3. Utilitzeu la sensació tàctil per comprovar si hi ha fallades. Tocant la carcassa del televisor amb la mà, podeu determinar aproximadament la temperatura. Si us sentiu molt calent i el valor de temperatura és alt quan toqueu la carcassa del motor amb la mà, hauríeu de comprovar-ne la causa, com ara una càrrega excessiva o un alt voltatge, i després solucionar el problema en funció de la causa.