Gabbia di scoiattolo e rotore di fase: qual è la differenza

Come sapete, i motori a induzione hanno un avvolgimento trifase (tre avvolgimenti separati) dello statore, che può formare un numero diverso di coppie di poli magnetici a seconda del loro design, che a sua volta influenza la velocità nominale del motore alla frequenza nominale della tensione trifase di alimentazione. Allo stesso tempo, i rotori di questo tipo di motore possono differire e per i motori asincroni sono in cortocircuito o fase. Ciò che distingue un rotore a gabbia di scoiattolo da un rotore di fase - questo sarà discusso in questo articolo.

Rotore a gabbia di scoiattolo

Le idee sul fenomeno dell'induzione elettromagnetica ci diranno cosa accadrà con una bobina chiusa di un conduttore posto in un campo magnetico rotante, simile al campo magnetico di uno statore di un motore a induzione. Se si inserisce una tale bobina all'interno dello statore, quindi quando viene fornita una corrente all'avvolgimento dello statore, EMF verrà indotto nella bobina e apparirà una corrente, cioè l'immagine assumerà la forma: circuito di corrente magnetica. Quindi un paio di forze Ampere agiranno su tale bobina (circuito chiuso) e la bobina inizierà a girare dopo il movimento del flusso magnetico.

Ecco come funziona un motore asincrono con un rotore a gabbia di scoiattolo, solo al posto di un giro sul suo rotore sono aste di rame o alluminio, cortocircuitate tra loro da anelli dalle estremità del nucleo del rotore. Un rotore con tali aste in cortocircuito è chiamato rotore a gabbia di scoiattolo o "gabbia di scoiattolo" perché le aste situate sul rotore assomigliano a una ruota di scoiattolo.

La corrente alternata che passa attraverso gli avvolgimenti dello statore, generando un campo magnetico rotante, induce la corrente nei circuiti chiusi della "gabbia di scoiattolo" e l'intero rotore entra in rotazione, perché in ogni momento le diverse coppie di aste del rotore avranno correnti indotte diverse: alcune aste sono grandi correnti, alcune - più piccole, a seconda della posizione di alcune aste rispetto al campo. E i momenti non bilanciano mai il rotore, motivo per cui ruoterà mentre la corrente alternata scorre attraverso gli avvolgimenti dello statore.

Inoltre, le aste della "gabbia di scoiattolo" sono leggermente inclinate rispetto all'asse di rotazione - non sono parallele all'albero. L'inclinazione è fatta in modo tale che il momento di rotazione sia mantenuto costante e non pulsi, inoltre l'inclinazione delle aste consente di ridurre l'effetto delle armoniche più elevate indotte nelle aste EMF. Se le aste non fossero inclinate, il campo magnetico nel rotore pulserebbe.

Glide s

I motori asincroni sono sempre caratterizzati da slittamento s, che si verifica a causa del fatto che la frequenza sincrona del campo magnetico rotante n1 dello statore è superiore alla velocità di rotazione reale del rotore n2.

Lo slittamento si verifica perché l'emf indotta nelle aste può avvenire solo quando le aste si muovono rispetto al campo magnetico, cioè il rotore è sempre forzato ad almeno leggermente, ma resta indietro rispetto al campo magnetico dello statore in velocità. La quantità di scorrimento è s = (n1-n2) / n1.

Se il rotore ruotasse con la frequenza sincrona del campo magnetico dello statore, allora nessuna corrente verrebbe indotta nelle aste del rotore e il rotore semplicemente non ruoterebbe. Pertanto, il rotore in un motore a induzione non raggiunge mai la frequenza sincrona di rotazione del campo magnetico dello statore e sempre almeno leggermente (anche se il carico sull'albero è criticamente piccolo), ma è in ritardo rispetto alla frequenza di rotazione rispetto alla frequenza sincrona.

Lo slittamento è misurato in percentuale e al minimo si avvicina quasi a 0, quando il momento di contrazione dal lato del rotore è quasi assente. In caso di corto circuito (il rotore è bloccato), lo scorrimento è 1.

In generale, lo scorrimento per i motori asincroni a gabbia di scoiattolo dipende dal carico e viene misurato in percentuale. Lo slittamento nominale è lo slittamento al carico meccanico nominale sull'albero in condizioni in cui la tensione di alimentazione corrisponde alla potenza nominale del motore.

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Rotore di fase

I motori asincroni a rotore di fase, a differenza dei motori asincroni a gabbia di scoiattolo, hanno un avvolgimento trifase completo sul rotore. Proprio come un avvolgimento trifase viene posato su uno statore, un avvolgimento trifase viene posato nelle scanalature di un rotore di fase.

I terminali dell'avvolgimento del rotore di fase sono collegati ad anelli di scorrimento montati sull'albero e isolati l'uno dall'altro e dall'albero. L'avvolgimento del rotore di fase è costituito da tre parti - ognuna per la propria fase - che sono spesso collegate secondo lo schema a "stella".

Un reostato di regolazione è collegato all'avvolgimento del rotore attraverso anelli di contatto e spazzole. Le gru e gli elevatori, ad esempio, vengono lanciati sotto carico, e qui è necessario sviluppare un momento di lavoro significativo. Nonostante la complessità del design, i motori asincroni con un rotore di fase hanno migliori capacità di regolazione per quanto riguarda il momento di lavoro sull'albero rispetto ai motori asincroni con un rotore a gabbia di scoiattolo, che richiedono convertitore di frequenza industriale.

L'avvolgimento dello statore di un motore asincrono con un rotore di fase viene eseguito allo stesso modo degli statori dei motori asincroni con un rotore a gabbia di scoiattolo e in modo simile crea, a seconda del numero di bobine (tre, sei, nove o più bobine), due, ecc. poli. Le bobine dello statore sono spostate tra loro di 120, 60, 40, ecc. Gradi. Allo stesso tempo, sul rotore di fase vengono realizzati tanti poli quanto sullo statore.

Regolando la corrente negli avvolgimenti del rotore, vengono regolati la coppia di funzionamento del motore e la quantità di slittamento. Quando il reostato di regolazione è completamente estratto, per ridurre l'usura delle spazzole e degli anelli, vengono cortocircuitati utilizzando un dispositivo speciale per sollevare le spazzole.

Vedi anche: Come è organizzato il trasformatore

Comments

[#1]

L'articolo è eccellente, scritto con molta competenza e prontezza.

[#2 Nicholas]

Motore a induzione a gabbia di scoiattolo. In tre avvolgimenti dello statore (situati ad un angolo di 120 gradi), quando viene applicata una tensione alternata, viene creato un campo magnetico rotante, che provoca correnti parassite nell'avvolgimento del rotore (telaio in cortocircuito). Di conseguenza, il rotore ruota con una frequenza leggermente inferiore alla frequenza del campo magnetico rotante.

[#3 Angela]

La domanda è Ma cosa succede se, al contrario, l'avvolgimento del rotore è incluso nella rete e il reostato sullo statore? Come si comporterà il motore?