Budowa i zasada działania silnika indukcyjnego
Zasada działania:
Maszyny indukcyjne należą do grupy maszyn
elektrycznych prądu przemiennego, w których następuje przetwarzanie energii
elektrycznej w energię mechaniczną lub odwrotnie. Te przetwarzanie energii
odbywa się w maszynach indukcyjnych za pośrednictwem pola magnetycznego i jest
wynikiem działań dynamicznych pola magnetycznego na przewody (uzwojenia)
umieszczone w maszynie, w których płyną prądy wymuszone siłą elektromotoryczną
(sem) indukowaną przez te pole magnetyczne. Maszyna indukcyjna ma dwa uzwojenia
(obwody elektryczne) umieszczone najczęściej w żłobkach dwu części rdzenia
ferromagnetycznego oddzielonych od siebie szczeliną powietrzną. Na ogół
uzwojenia nie są ze sobą połączone galwanicznie. Jedno z uzwojeń jest
przyłączone do sieci przemysłowej, natomiast drugie uzwojenie jest zwarte
bezpośrednio. Przetwarzanie energii elektrycznej w energię mechaniczną –
lub odwrotnie – następuje w wyniku indukowania się sem w uzwojeniu
zwartym (nie zasilanym), które wymuszają przepływ prądu w tym uzwojeniu.
Budowa:
Maszyny indukcyjne mają prostą budowę i w
związku z tym charakteryzują się dużą pewnością ruchową, łatwością obsługi oraz
małym kosztem. Z tych powodów są one chętnie stosowane w różnych dziedzinach
techniki, najczęściej jako silniki i hamulce elektryczne, a rzadziej jako
generatory energii elektrycznej, czyli prądnice.
Rozwój
maszyn indukcyjnych rozpoczął się od chwili wynalezienia ich w roku 1889 przez
Doliwo - Dobrowolskiego i trwa nadal.
Maszyny indukcyjne mogą różnić się
wykonaniem uzwojenia umieszczonego na ogół w wirniku (części ruchomej) maszyny,
które najczęściej nie jest przyłączone do sieci przemysłowej. Pod tym względem
rozróżnia się:
- maszyny pierścieniowe
(uzwojone), które w żłobkach rdzenia wirnika mają uzwojenie rozłożone,
-
maszyny klatkowe (zwarte), które w żłobkach rdzenia wirnika mają uzwojenie
rozłożone wykonane jako prętowe, zwarte na czołach, a w związku z tym, jego
końcówki nie są wyprowadzone do tabliczki zaciskowej maszyny.
Każda maszyna indukcyjna wirująca jest zbudowana z trzech
podstawowych elementów składowych:
-
rdzenia ferromagnetycznego stanowiącego obwód dla strumienia magnetycznego
występującego w maszynie,
-
uzwojenia stojana i wirnika, w których indukują się sem i płyną prądy,
-
elementów konstrukcyjnych stanowiących obudowę maszyny i umożliwiającą ruch
obrotowy wirnika oraz zapewniających odpowiednie chłodzenie maszyny i
odpowiednią ochronę maszyny przed działaniem czynników zewnętrznych (wody,
pyłu, ognia itp.).
Rdzeń ferromagnetyczny maszyny wirującej
składa się z dwóch części: rdzenia stojana i rdzenia wirnika, oddzielonych od
siebie szczeliną powietrzną. Rdzenie stojana i wirnika wykonuje się jako
pakiety blach magnetycznych wzajemnie odizolowanych od siebie.
Uzwojenia stojana i wirnika umieszcza się w
żłobkach odpowiednich rdzeni. Uzwojenia stojanów maszyn klatkowych wykonuje się
z przewodów nazwojowych, natomiast uzwojenie wirnika tworzą pręty (miedziane,
aluminiowe, mosiężne lub brązowe) nie izolowane, o dużym przekroju, całkowicie
wypełniające żłobek (na ogół półzamknięty lub zamknięty), przy czym wystające
poza rdzeń części poszczególnych prętów są ze sobą połączone po obu stronach
pierścieniami zwierającymi czołowymi. Tego typu uzwojenie wirnika nazywa się
klatką wirnika.
Elementy konstrukcyjne - kadłub maszyny
wykonuje się jako odlew (żeliwny lub ze stopu aluminiowego) albo w większych
maszynach jako konstrukcję spawaną. Rdzeń stojana umieszcza się w kadłubie
maszyny, natomiast rdzeń wirnika – w maszynach małych bezpośrednio na
wale, zaś w większych maszynach – na piaście. Właściwe położenie wirnika w stojanie maszyny zapewniają dwie
tarcze łożyskowe- w których osadzone są łożyska.
Cylindryczny rdzeń wirnika umieszczony
jest wewnątrz rdzenia stojana. Między nimi oczywiście występuje szczelina
powietrzna. Wirnik silnika indukcyjnego jest umieszczony na ułożyskowanym wale,
razem z wentylatorem chłodzącym. W przypadku silników klatkowych mniejszych
mocy często wykonywany jest jako jeden odlew razem z klatką wirnika.
v budowa
silnika klatkowego małej mocy
|
|