Rotore di un motore a induzione con rotore di fase: applicazione in macchine asincrone

2024 Autore: Erin Ralphs | [email protected]. Ultima modifica: 2024-02-19 17:04

Un motore a induzione è una macchina elettrica progettata per convertire l'energia elettrica in energia meccanica. Il design è composto da diverse parti, ma oggi considereremo solo la parte mobile del motore elettrico, il rotore. Presteremo anche attenzione a come è disposto il rotore di un motore a induzione con un rotore di fase.

Progettazione del rotore

Molto spesso, il dispositivo del rotore di un motore a induzione si presenta così: il rotore è un albero in acciaio, sul quale vengono pressate piastre di acciaio elettrico anisotropo laminato a freddo. Il rotore è costituito da piastre, che sono isolate l'una dall' altra da uno strato di pellicola di ossido. Ciò è necessario per ridurre le correnti parassite che influiscono sull'efficienza del motore.

Tipi di avvolgimenti del rotore di un motore a induzione

Successivamente, analizzeremo un altro punto. Dobbiamo scoprire quali sono gli avvolgimenti del rotore di un motore a induzione, a cosa servono, le varietà, le caratteristiche del design e i metodi di posa. Esistono 2 tipi di avvolgimento del rotore: a gabbia di scoiattolo e a rotore di fase. Un rotore a gabbia di scoiattolo è più comune, è più economico da eseguire rispetto a un rotore a fase.

I motori con un tale rotore richiedono meno manutenzione rispetto a un rotore di fase. Il rotore di fase è usato meno frequentemente, è un po' più costoso nell'esecuzione e richiede anche una manutenzione più frequente per la presenza di collettori rotanti. Inoltre, diventerà chiaro il motivo per cui gli ingegneri hanno introdotto questo progetto. Ora parliamo più specificamente di ciascun rotore.

Rotore a gabbia di scoiattolo

Sul rotore di un motore elettrico asincrono sono presenti avvolgimenti riempiti o saldati in scanalature. Per le macchine di bassa e media potenza, il materiale dell'avvolgimento è solitamente l'alluminio e per quelle più potenti il rame. Ciò è necessario per creare un elettromagnete che, per così dire, seguirà il flusso magnetico rotante. Il rotore è magnetizzato sotto l'influenza di un campo magnetico che ruota nello spazio.

È così che si scopre che il rotore ha un proprio campo magnetico, che, per così dire, segue il campo magnetico rotante situato nello statore. Questo disegno degli avvolgimenti del rotore è chiamato "gabbia di scoiattolo". La gabbia di scoiattolo è a diretto contatto con il rotore e, come un trasformatore, su di esso viene indotto un campo magnetico e, di conseguenza, una certa forza elettromotrice. Nonostante ciò, la tensione è zero. La corrente del rotore di un motore a induzione varia a seconda del carico meccanico sull'albero. Maggiore è il carico, maggiore è la corrente che scorre negli avvolgimenti del rotore.

Rotore di fase

La parte principale della struttura è disposta come un rotore a gabbia di scoiattolo. Tutto lo stesso albero in acciaio, su cui vengono pressate piastre di acciaio elettrico con scanalature. Una caratteristica del rotore di un motore asincrono con rotore di fase è la presenza nelle scanalature non di un avvolgimento allagato o saldato, ma di un avvolgimento di rame convenzionale posato, come in uno statore. Questi avvolgimenti sono collegati a stella.

Ovvero, tutte le estremità sono in una torsione e le restanti 3 estremità vengono portate fuori per formare anelli di contatto. Il rotore di fase è realizzato per limitare la corrente di avviamento. Le spazzole in rame-grafite sono fissate agli anelli collettori, che scorrono su di essi. Quindi, i contatti vengono solitamente rimossi dalle spazzole in una scatola marchiata, dove la corrente di avviamento è regolata da un reostato o da un reostato liquido modificando la profondità di immersione degli elettrodi nell'elettrolita.

Come già accennato, questa misura permette di limitare la corrente di spunto. Per ridurre l'usura delle spazzole, i moderni motori elettrici sono dotati di un design che, dopo l'avvio, inclina le spazzole e cortocircuita tutti gli avvolgimenti tra loro. Quando il motore si ferma, le spazzole tornano al loro posto.

Caratteristiche di manutenzione del drive con rotore di fase

La manutenzione del rotore di un motore a induzione con un rotore di fase è un'ispezione regolare di spazzole, collettori rotanti, il controllo delle condizioni o del livello del fluido nel reostato. Vale anche la pena ispezionare gli elettrodi immersi. Secondo i risultati dell'ispezione del rotore dell'asincronomotore con rotore di fase, se necessario, le spazzole devono essere sostituite, ma gli artigiani consigliano comunque di pulire immediatamente gli anelli collettori e la cavità in cui si trovano gli anelli con uno straccio. Poiché l'abrasivo è elettricamente conduttivo, crea il rischio di malfunzionamento o addirittura di un cortocircuito.

Se gli anelli collettori sono usurati, sostituirli. Se gli anelli si consumano troppo velocemente, significa che le spazzole sono state utilizzate con il materiale sbagliato. Possono anche avere gusci, ma vengono smontati e poi rettificati in più passaggi in modo che la superficie adiacente alle spazzole sia liscia. Questo lavoro viene eseguito su un tornio per mantenere l'allineamento.

Velocità di rotazione

Il numero di coppie di poli imposta la velocità del rotore del motore a induzione, non supera i 3000 piedi quando è collegato direttamente alla nostra rete. Ciò è dovuto alla frequenza di rete di 50 Hz. È con questa velocità che il flusso magnetico ruota nello statore del motore elettrico. Il rotore dietro è un po' in ritardo, motivo per cui il motore è asincrono. Il ritardo è strutturalmente determinato ed è impostato separatamente per ciascun motore.

Con 1 coppia di poli, la velocità di rotazione del campo magnetico sarà 3000 rpm, con 2 coppie di poli - 1500 rpm, con 4 - 750 rpm. Se è necessario aumentare o regolare il numero di giri al minuto senza apportare modifiche significative, nel progetto viene installato un convertitore di frequenza. Il convertitore di frequenza può emettere sia 100 che 200 Hz. Per trovare la velocità, usaformula (6050)/1=3000, dove:

• 1 – numero di coppie di poli;

• 60 – costante;

• 50 – frequenza;

• 3000 - rotazioni al minuto del campo magnetico a una data frequenza.

Supponiamo di poter regolare la frequenza di qualche motore e aumentarla a 75Hz. Usiamo la formula per trovare la velocità di rotazione: 1/(6075)=4500 giri/min. Ora abbiamo smontato il fatto che la velocità del rotore di un motore a induzione non dipende dal rotore stesso, ma dipende dal numero di coppie polari.

In conclusione, vogliamo dire che nella versione domestica le macchine elettriche con rotore di fase non si trovano praticamente mai. Queste macchine sono destinate all'uso industriale in luoghi in cui non sono desiderabili cali di tensione. Questo vale anche per macchine di grandi dimensioni, la cui corrente di avviamento può essere fino a 20 volte la corrente nominale. L'installazione di tali macchine implica il risparmio di risorse e denaro durante l'installazione. La velocità di rotazione non è influenzata da quale rotore nel motore asincrono: con una fase o con un rotore a gabbia.