Asinhrone maine

UvodAsinhrona maina se u primjeni najee koristi kao motor, i to trofazni, iako moe da radi i kao generator.

Prednosti asinhronih maina, u odnosu na ostale vrste elektrinih maina, su prvenstveno manja cijena, jednostavnost konstrukcije, manji momenat inercije, robusnost, pouzdanost i sigurnost u radu, lako odravanje, dok su nedostaci vezani uglavnom za uslove pokretanja i mogunost regulisanja brzine obrtanja u irokim granicama.

Primjena mikroprocesora i energetske elektronike omoguila je ekonomino upravljanje motorima za naizmjeninu struju i time konkurentnost i u podruju pogona sa promjenljivom brzinom.

Konstrukcija Asinhrone maine sastoje se od:

StatoraRotora

StatorLamelirano feromagnetno kolo statora (jezgro) ima cilindrian oblik i ljebove.

U ljebove se postavlja rasporeeni trofazni namotaj ije su ose pomjerene u prostoru za 120.

Stator

Stator obrtno poljeKada se kroz trofazni rasporeeni namotaj propuste trofazne struje koje su u vremenu pomjerene za 2T/3 (gdje je T perioda) dobija se obrtno magentno polje unutar maine.

Naime, svaki fazni namotaj stvara svoje naizmjenino polje koje djeluje po svojoj magnetnoj osi. Ukupno polje unutar maine dobija se sumiranjem magnetnih polja pojedinih faznih namotaja vodei rauna o njihovoj prostornoj pomjerenosti. Na taj nain se dobija obrtno magnetno polje.

Stator obrtno polje

Stator obrtno polje

Stator obrtno poljeObrtno polje se unutar maine okree sinhronom brzinom koja se izraunava iz izraza:

gdje je:f frekvencija struja statorap broj pari polova statora

RotorRotor asinhrone maine moe biti:

Kavezni rotor (jo se naziva rotor sa vjeveriinim kavezom ili kratkospojeni rotor)Namotani rotor

Kavezni rotoripke

Kavezni rotorZa manje i srednje snage, aluminijumske ipke su ulivene u ljebove i kratkospojene sa dva prstena.Za vee snage u rotorske ljebove se postavljaju bakarne ipke i kratko spajaju sa obije strane.Na prstenovima koji kratkospajaju ipke smjetena su krilca koja djeluju kao ventilator i pospjeuju hlaenje.Veliki dio dananjih motora je sa kratkospojenim rotorom zbog robusnosti i konstrukcije koja ne zahtijeva odravanje.

Kavezni rotor

Kavezni rotorOsovinaOsovinaAluminijumski prstenLeptiriventilatoraLeptiriventilatoraAluminijumske ipkeJezgro od feromagnetnika

Namotani rotorStariji motori velikih snaga imaju rotor sa trofaznim namotajem smjetenim u ljebove rotora.Poeci namotaja su spojeni u zvijezdu. Krajevi namotaja su spojeni na tri klizna prstena. Krajevi se mogu prikljuiti na napajanje, na otpornike ili kratko spojiti.Otpornici ili napajanje su, preko etkica, spojeni na klizne prstenove, radi ogranienja polazne struje i regulisanja brzine obrtanja.

Namotani rotorNamotaj rotoraTri klizna prstenaetkice

Princip radaObrtno polje statora presijeca provodnike rotora (bez obzira na tip rotora) i u njima indukuje ems po zakonu:

Poto je namotaj rotora kratko spojen, ova ems e kroz namotaj rotora izazvati struju. Sada se provodnik rotora sa strujom nalazi u magnetnom polju usljed ega se javlja sila na provodnik i dolazi do okretanja rotora.

Princip radaRotor se ubrzava do odreene brzine koja je manja od sinhrone brzine.Zato se rotor ne moe ubrzati do sinhrone brzine? Ukoliko bi se rotor ubrzao do sinhrone brzine, tada obrtno polje statora ne bi vie presijecalo provodnike rotora, tako da se u njima ne bi indukovala struja niti bi se javljala sila.Brzina do koje se rotor ubrzava naziva se asinhrona brzina. Odatle potie i naziv ovih maina.

Princip rada - klizanjeRazlika izmeu sinhrone brzine i asinhrone brzine rotora naziva se klizanje.

Ekvivalentna emaNamotaj statora i rotora imaju po svakoj fazi svoju otpornost R i svoj induktivni otpor X.

Ekvivalentna emaVrijednosti otpornosti i induktivnosti u zamjenskoj emi odreuju se iz ogleda:

Praznog hoda (brzina motora sinhrona brzina, s0).Kratkog spoja (rotor je ukoen, s=1).

Osnovne jednaineObrtni moment koji motor razvija:

Osnovne jednaineMaksimalni moment:

Maksimalni moment se jo naziva i prevalni moment, a klizanje pri kome nastaje ovaj moment se zove prevalno klizanje i dobija se kao:

Osnovne jednainePolazni moment: odreuje se iz injenice da je pri polasku asinhrone maine njena brzina jednaka nuli, tj. klizanje je s=1.

Bilans snaga

Putanje u radDa bi asinhroni motor krenuo u rad potrebno je da je polazni moment vei od momenta optereenja.

Pri polasku je struja motora velika jer rotor stoji, a linije obrtnog magnetnog polja presijecaju provodnike rotora i indukuju veliku ems, a time i veliku struju.

Putanje u radKako ograniiti polaznu struju?Dodavanje otpora u kolu rotora. Ovo je mogue samo kod motora sa namotanim rotorom.

Putanje u radKod kaveznog rotora: jedina mogunost je smanjenje napona napajanja prilikom putanja u rad i lagano poveanje napona pri zalijetanju motora. Napon se moe smanjiti samo na vrijednost koja obezbjeuje da je polazni moment motora vei od momenta optereenja.

Smanjenje napona pri polasku se sprovodi ili auto-transformatorom ili prebacivaem zvijezda-trougao.

Putanje u rad prebaciva trougao - zvijezda

Regulacija brzine asinhronog motoraPostoji vie naina za promjenu brzine asinhronog motora u toku rada. Danas se primjenjuje tzv. frekventna regulacija brzine. Frekventna regulacija omoguava promjenu frekvencije napajanja statora motora ime se mijenja sinhrona brzina obrtnog polja, a time i brzina obrtanja rotora koja je bliska sinhronoj brzini. Pri tome se omoguava odravanje konstantne vrijednosti napona ime se ne mijenja moment motora.Frekventna regulacija se postie primjenom energetske elektronike.

Obrtanje smjera okretanjaDa bi se promijenio smjer obrtanja asinhronog motora potrebno je promijeniti smjer okretanja obrtnog polja statora.

Promjena ovog smjera se realizuje promjenom redosljeda napajanja namotaja statora.