Prinsipyo ng pagtatrabaho ng motor na induction

Ang induction motor ay isang AC electrical machine na nagko-convert sa elektrikal na enerhiya sa mekanikal na enerhiya. Ang motor na induction ay ginagamit ng malawakan sa iba't ibang mga aplikasyon mula sa pangunahing mga gamit sa bahay hanggang sa mabibigat na industriya. Ang makina ay may napakaraming mga application na mahirap mabilang at maiisip mo ang sukat sa pamamagitan ng pag-alam na halos 30% ng lakas na elektrikal na nabuo sa buong mundo ang natupok ng mga motor na induction mismo. Ang kamangha-manghang makina na ito ay naimbento ng dakilang siyentista na si Nikola Tesla at ang imbensyon na ito ay permanenteng binago ang kurso ng sibilisasyon ng tao.

Narito ang ilang mga application ng isang solong-phase at three-phase induction motors na maaari naming makita sa pang-araw-araw na buhay.

Mga aplikasyon ng Motors ng Single Phase Induction:

• Mga tagahanga ng kuryente sa bahay
• Mga drilling machine
• Mga bomba
• Mga Grinder
• Mga laruan
• Paglilinis ng vacuum
• Mga tagahanga ng maubos
• Mga compressor at electric shaver

Mga aplikasyon ng Tatlong Phase Induction motors:

• Maliit na antas, Medium-scale at malalaking industriya.
• Nakataas
• Mga Crane
• Mga makina ng lathe sa pagmamaneho
• Mga galingan sa pagkuha ng langis
• Robotic arm
• Sistema ng conveyor belt
• Mabigat na pandurog

Ang mga motor na induction ay nagmula sa maraming laki at hugis na mayroong mga kamag-anak na tampok at mga rating ng kuryente. Nag-iiba ang mga ito mula sa ilang sentimetro hanggang sa ilang metro ang laki at mayroong rating ng kuryente mula sa 0.5Hp hanggang 10000Hp. Maaaring piliin ng gumagamit ang pinakaangkop na isa mula sa karagatan ng mga modelo upang matugunan ang kanyang pangangailangan.

Tinalakay na natin ang Mga Batayan ng Motors at ang pagtatrabaho nito sa nakaraang artikulo. Dito tatalakayin namin ang pagtatayo ng Induction Motor at gumana nang detalyado.

Paggawa ng Prinsipyo ng Induction Motor

Para sa pag-unawa sa nagtatrabaho prinsipyo ng isang induction motor, isaalang-alang muna natin ang isang simpleng pag-setup tulad ng ipinakita sa figure.

Dito,

• Dalawang iron o ferrite core na pantay na sukat ang kinuha at sinuspinde sa hangin sa distansya.
• Ang isang enameled wire na tanso ay nasugatan sa tuktok na core na sinusundan ng ilalim na isa at dalawang dulo ay dadalhin sa isang panig tulad ng ipinakita sa pigura.
• Ang core dito ay gumaganap bilang isang daluyan para sa pagdala at pag-concentrate ng magnetic flux na nabuo ng coil habang ang operasyon.

Ngayon, kung ikonekta namin ang isang alternating mapagkukunan ng boltahe sa dalawang dulo ng tanso, magkakaroon kami ng isang bagay tulad sa ibaba.

Sa panahon ng positibong pag-ikot ng AC:

Dito sa panahon ng unang kalahating siklo, ang positibong boltahe sa puntong 'A' ay unti-unting mapupunta mula sa zero hanggang sa maximum at pagkatapos ay babalik sa zero. Sa panahon na ito ang kasalukuyang daloy sa paikot-ikot na maaaring kinatawan bilang.

Dito,

• Sa panahon ng positibong pag-ikot ng mapagkukunan ng kuryente ng AC, ang kasalukuyang sa parehong paikot-ikot na pagtaas ng dahan-dahan mula sa zero hanggang sa maximum at pagkatapos ay unti-unting babalik mula maximum hanggang zero. Ito ay dahil ayon sa batas ng Ohms, ang kasalukuyang sa isang konduktor ay direktang proporsyonal sa boltahe ng terminal, at tinalakay natin ito nang maraming beses sa mga nakaraang artikulo.
• Ang mga paikot-ikot ay sugat sa isang paraan na ang kasalukuyang sa parehong paikot-ikot na daloy sa parehong direksyon, at maaari naming makita ang parehong kinakatawan sa diagram.

Tandaan natin ngayon ang isang batas na tinatawag na batas ni Lenz na pinag-aralan natin nang mas maaga bago magpatuloy. Ayon sa batas ni Lenz, 'Ang isang konduktor na nagdadala ng isang kasalukuyang ay bubuo ng isang magnetikong puno sa paligid nito',

at kung ilalapat namin ang batas na ito sa halimbawa sa itaas, kung gayon ang isang magnetic field ay mabubuo ng bawat loop sa parehong mga coil. Kung magdagdag kami ng magnetic flux na nabuo ng buong coil, magkakaroon ito ng isang malaking halaga. Ang buong pagkilos ng bagay na ito ay lilitaw sa pangunahing bakal habang ang likaw ay sugat sa pangunahing katawan.

Para sa kaginhawaan, kung iguhit namin ang mga linya ng magnetic flux na nakatuon sa iron core sa magkabilang dulo, pagkatapos ay magkakaroon kami ng isang bagay tulad sa ibaba.

Makikita mo rito ang mga magnetikong linya na nakatuon sa mga iron core at ang paggalaw nito sa pamamagitan ng air gap.

Ang intensidad ng pagkilos ng bagay na ito ay direktang proporsyonal sa kasalukuyang umaagos sa mga coil na sugat sa parehong mga iron body. Kaya't sa panahon ng positibong kalahating ikot, ang pagkilos ng bagay ay mula sa Zero hanggang sa Maximum at pagkatapos ay i-ton down mula sa Maximum hanggang Zero. Kapag natapos na ng positibong siklo ang lakas ng patlang sa agwat ng hangin ay umabot din sa zero at pagkatapos nito, magkakaroon kami ng isang negatibong pag-ikot.

Sa panahon ng negatibong pag-ikot ng AC:

Sa panahon ng negatibong pag-ikot na ito ng boltahe ng sinusoidal, ang positibong boltahe sa puntong 'B' ay unti-unting pupunta mula sa zero hanggang sa maximum at pagkatapos ay babalik sa zero. Tulad ng dati, dahil sa boltahe na ito, magkakaroon ng isang kasalukuyang daloy at maaari naming makita ang direksyon ng kasalukuyang daloy na ito sa mga paikot-ikot sa pigura sa ibaba.

Dahil ang kasalukuyang ay tuwid na proporsyonal sa boltahe, ang lakas nito sa parehong paikot-ikot na pagtaas ng dahan-dahan mula sa zero hanggang sa maximum at pagkatapos ay bumaba mula sa maximum hanggang sa zero.

Kung isasaalang-alang natin ang batas ni Lenz, pagkatapos ay lilitaw ang isang magnetic field sa paligid ng mga coil dahil sa kasalukuyang daloy na katulad ng kaso na pinag-aralan sa positibong siklo. Ang patlang na ito ay makakakuha ng puro sa gitna ng mga ferrite core tulad ng ipinakita sa pigura. Dahil ang lakas ng pagkilos ng bagay ay direktang proporsyonal sa kasalukuyang dumadaloy sa mga coil na sugat sa parehong mga iron body, ang pagkilos ng bagay na ito ay pupunta din mula sa Zero hanggang Maximum at pagkatapos ay mai-tonelada mula Maximum hanggang Zero kasunod ng lakas ng kasalukuyang. Bagaman ito ay katulad ng isang positibong ikot, mayroong pagkakaiba at iyon ang direksyon ng mga linya ng magnetic field. Maaari mong obserbahan ang pagkakaiba sa direksyon ng pagkilos ng bagay sa mga diagram.

Matapos ang kanyang negatibong pag-ikot ay dumating ang isang positibong pag-ikot na sinusundan ng isa pang negatibong pag-ikot at nagpapatuloy ito hanggang sa matanggal ang boltahe ng AC sinusoidal. At dahil sa pagpapalit ng siklo ng boltahe na ito, ang magnetic field sa gitna ng mga iron core ay patuloy na nagbabago sa parehong lakas at direksyon.

Bilang konklusyon sa pamamagitan ng paggamit ng setup na ito,

• Bumuo kami ng isang magnetic field na puro lugar sa gitna ng mga iron core.
• Ang lakas ng magnetikong patlang sa puwang ng hangin ay patuloy na nagbabago sa parehong lakas at direksyon.
• Sinusunod ng patlang ang AC sinusoidal voltage form ng alon.

Sa panahong ito Batas ng Indomenteng Elektromagnetiko

Ang setup na ito na tinalakay namin hanggang ngayon ay pinakaangkop upang mapagtanto ang Batas sa kasalukuyan batas ng electromagnetic induction. Ito ay dahil ang isang patuloy na pagbabago ng magnetic field ay ang pinaka pangunahing at mahalagang kinakailangan para sa electromagnetic induction.

Pinag-aaralan namin ang batas na ito dito dahil gumagana ang Induction motor sa prinsipyo ng batas ng electromagnetic induction na Faraday.

Ngayon upang pag-aralan ang hindi pangkaraniwang bagay ng electromagnetic induction, isaalang-alang natin ang pag-set up sa ibaba.

• Ang isang konduktor ay kukuha at hugis ito sa isang parisukat na may parehong mga dulo ng maikling ikliyo.
• Ang isang metal rod ay naayos sa gitna ng conductor square na gumaganap bilang axis ng pag-setup.
• Ngayon ang conductor square ay maaaring malayang umikot kasama ang axis at tinatawag itong isang rotor.
• Ang rotor ay inilalagay sa gitna ng puwang ng hangin upang ang konduktor loop ay maaaring makaranas ng maximum na patlang na nabuo ng mga rotor coil.

Alam namin alinsunod sa batas ng electromagnetic induction na Faraday, ' kapag ang isang magkakaibang magnetikong patlang ay pinuputol ang isang metal conductor, pagkatapos ay isang EMF o boltahe ay naudyok sa conductor' .

Ngayon, ilapat natin ang batas na ito upang maunawaan ang pagtatrabaho ng isang Induction motor:

• Ayon sa batas ng electromagnetic induction na ito, ang isang EMF ay dapat na ipahiwatig sa conductor ng rotor na inilagay sa gitna dahil sa pagbabago ng magnetic field na naranasan nito.
• Dahil dito sapilitan EMF at conductor na maikli-circuit ang isang kasalukuyang makakuha ng daloy sa buong loop tulad ng ipinakita sa figure.
• Narito ang susi sa pagtatrabaho ng Induction motor, Alam namin ayon sa batas ni Lenz na ang isang kasalukuyang conductor na nagdadala ay bumubuo ng isang magnetic field sa paligid nito na ang lakas ay proporsyonal sa lakas ng kasalukuyang.
• Dahil ang batas ay pandaigdigan kung gayon ang conductor loop ng rotor ay dapat ding bumuo ng isang magnetic field sapagkat ang daloy ay dumadaloy sa pamamagitan nito dahil sa electromagnetic induction.
• Kung tatawagin namin ang magnetikong patlang na nabuo ng paikot-ikot na stator at pag-setup ng pangunahing bakal bilang Pangunahing pagkilos ng bagay o Stator pagkilos ng bagay. Pagkatapos ay maaari nating tawagan ang magnetic field na nabuo ng conductor loop ng rotor bilang Rotor flux.
• Dahil sa pakikipag-ugnay sa pagitan ng Pangunahing pagkilos ng bagay at ng pag-iiba ng Rotor isang puwersa ang naranasan ng rotor. Sinusubukan ng puwersang ito na salungatin ang induction ng EMF sa rotor sa pamamagitan ng pag-aayos ng posisyon ng rotor. Samakatuwid mararanasan natin ang isang paggalaw sa posisyon ng baras sa oras na ito.
• Ngayon ang magnetic field ay patuloy na nagbabago dahil sa alternating boltahe ang lakas ay patuloy ding inaayos ang posisyon ng rotor nang walang tigil.
• Kaya't ang rotor ay patuloy na umiikot dahil sa alternating boltahe at sa gayon mayroon kaming mekanikal na output sa baras o sa axis ng rotor.

Sa pamamagitan nito, nakita namin kung paano dahil sa electromagnetic induction sa rotor mayroon kaming mechanical output sa shaft. Kaya't ang pangalang ibinigay para sa pag-setup na ito ay tinatawag na Induction Motor.

Hanggang ngayon kung ano ang tinalakay namin ay ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng induction motor ngunit tandaan na ang parehong teorya at praktikal ay magkakaiba. At para sa pagtatrabaho ng induction motor kailangan ng karagdagang pag-setup na tatalakayin namin sa ibaba.

Single Phase Induction Motor

Ang Induction motor na gumagana sa solong-phase AC power ay tinatawag na Single Phase Induction Motor.

Ang linya ng kuryente na magagamit para sa amin sa mga bahay ay 240V / 50Hz AC solong-phase na linya ng kuryente at ang mga Induction motor na ginagamit namin sa aming pang-araw-araw na buhay sa aming mga bahay ay tinatawag na Single Phase Induction Motors.

Para sa mas mahusay na pag-unawa sa nagtatrabaho prinsipyo ng solong phase induction motor, tingnan natin ang pagbuo ng Single Phase Induction Motor.

Dito,

• Kami ay kukuha ng maraming mga conductor at mai-mount ang mga ito sa malayang umiikot na baras tulad ng ipinakita sa pigura.
• Gayundin, maiikli namin ang mga dulo ng lahat ng mga conductor na may isang singsing na metal sa ganyang paraan lumilikha ng maraming mga conductor loop na pinag-aralan namin nang mas maaga.
• Ang pag-set up ng rotor na ito ay parang isang hawla ng ardilya sa mas malapit na pagtingin at kung gayon ito ay tinatawag na isang squirrel cage Induction Motor. Narito tingnan natin ang istraktura ng 3D ng rotor cage ng squirrel.

• Ang stator na kung saan ay itinuturing na isang kumpletong piraso ng bakal ay talagang isang pangkat ng manipis na mga sheet ng bakal na nakasalansan. Ang mga ito ay napakalapit na magkadikit nang walang literal na hangin sa pagitan nila. Gumagamit kami ng isang stack ng iron sheet sa halip na isang solong piraso ng bakal para sa parehong dahilan na ginagamit namin ang mga pinagsama na sheet ng bakal sa kaso ng isang power transformer na upang mabawasan ang mga pagkawala ng bakal. Sa pamamagitan ng paggamit ng paraan ng paglalagay ay babawasan namin ang pagkawala ng kuryente nang labis habang pinapanatili ng pareho ang pagganap.

Ang pagtatrabaho ng setup na ito ay katulad ng setup na ginamit sa pagpapaliwanag ng nagtatrabaho prinsipyo ng induction motor.

• Una, ibibigay namin ang boltahe ng AC at dahil sa boltahe na ito, kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng stator paikot-ikot na sugat sa parehong tuktok at ilalim na mga segment.
• Dahil sa kasalukuyang, ang isang magnetic field ay nabuo sa parehong tuktok at ilalim na paikot-ikot.
• Ang dami ng mga sheet na bakal ay gumaganap bilang isang pangunahing daluyan para sa pagdadala ng magnetic field na nabuo ng mga coil.
• Ang alternating magnetic field na dala ng iron core ay nakakakuha ng puro sa gitnang agwat ng hangin dahil sa sinadyang disenyo ng istruktura.
• Ngayon dahil ang rotor ay inilalagay sa air gap na ito ang mga pinaikling conductor na naayos sa rotor ay nakakaranas din ng kahaliling patlang na ito.
• Dahil sa patlang, ang isang kasalukuyang nahuhulugan sa mga conductor ng rotor.
• Dahil ang kasalukuyang dumadaan sa mga conductor ng rotor ang isang magnetic field ay makakakuha din sa paligid ng rotor.
• Sa pakikipag-ugnayan sa pagitan ng nabuong rotor magnetic field at stator magnetic field, isang puwersa ang naranasan ng rotor.
• Ang puwersang ito ang gumagalaw ng rotor kasama ang axis at sa gayong paraan magkakaroon kami ng paggalaw ng pag-ikot.
• Dahil ang boltahe ay patuloy na nagbabago ng boltahe ng sinusoidal ang rotor ay patuloy din na umiikot sa kahabaan ng axis nito. Sa gayon magkakaroon kami ng tuluy-tuloy na mekanikal na output para sa naibigay na solong phase boltahe ng pag-input.

Kahit na ipinapalagay namin na ang rotor ay awtomatikong paikutin pagkatapos ng kapangyarihan ay ibigay sa solong-phase motor na hindi ito ang kaso. Dahil ang patlang na nabuo ng isang solong-phase induction motor ay isang alternating magnetic field at hindi isang umiikot na magnetic field. Kaya't sa pagsisimula ng motor, ang rotor ay nakakandado sa posisyon nito sapagkat ang puwersang naranasan nito dahil sa ilalim ng likaw at ang tuktok na likaw ay magkakapareho ang lakas at kabaligtaran sa direksyon. Kaya't sa simula, ang puwersang net na naranasan ng rotor ay zero. Upang maiwasan ito gagamitin namin ang auxiliary winding para sa induction motor na gawin itong isang self-nagsisimula na motor. Ang pandiwang pantulong na paikot na ito ay magbibigay ng kinakailangang patlang upang makagalaw ang rotor sa simula. Ang halimbawa para sa kasong ito ay ang electric fan na nakikita natin sa ating pang-araw-araw na buhay,na kung saan ay isang pagsisimula ng kapasitor at nagpapatakbo ng isang induction motor na may auxiliary paikot-ikot na konektado sa serye kasama ang kapasitor.

Tatlong Phase Induction Motor

Ang Induction motor na gumagana sa three-phase AC electric power ay tinatawag na Three Phase Induction Motor. Karaniwan, ang Tatlong Phase Induction Motors ay ginagamit sa mga industriya at hindi angkop para sa mga aplikasyon sa bahay.

Ang linya ng kuryente na magagamit para sa mga industriya ay 400V / 50Hz Tatlong yugto na apat na linya na AC na lakas at ang mga Induction motor na gumagana sa suplay na ito sa mga industriya ay tinatawag na Three Phase Induction Motors.

Para sa mas mahusay na pag-unawa sa nagtatrabaho prinsipyo ng three-phase induction motor tingnan natin ang pagbuo ng Three Phase Induction Motor.

Dito,

• Phase Ang isang paikot-ikot ay nagsisimula mula sa tuktok na segment na sinusundan ng ilalim na segment tulad ng ipinakita sa figure.
• Tulad ng para sa dalawang dulo ng Phase, Ang isang paikot-ikot na isa ay konektado sa Phase Isang linya ng kuryente ng tatlong-yugto na suplay ng kuryente habang ang kabilang dulo ay konektado sa walang kinikilingan ng parehong tatlong yugto ng suplay ng kuryente na apat na linya. Posible ito sapagkat sa isang tatlong yugto na suplay ng kuryente na apat na linya mayroon kaming unang tatlong linya na nagdadala ng tatlong linya na voltages habang ang ikaapat na linya ay walang kinikilingan.
• Ang iba pang mga dalawang-yugto na paikot-ikot ay sumusunod sa parehong pattern tulad ng Phase A. Sa dalawang dulo ng paikot-ikot na Phase B ang isa ay konektado sa linya ng kuryente ng Phase B na tatlong-phase na supply ng kuryente habang ang kabilang dulo ay konektado sa walang kinikilingan ng parehong tatlong yugto apat na linya na supply ng kuryente.
• Ang istraktura ng rotor ay katulad ng isang squirrel cage at ang parehong uri ng rotor na ginagamit sa isang solong-phase induction motor.

Ngayon kung ibibigay namin ang lakas ng kuryente sa tatlong-yugto na paikot-ikot ng stator kung gayon ang kasalukuyang nagsisimulang dumaloy sa lahat ng tatlong paikot-ikot. Dahil sa kasalukuyang daloy na ito, ang isang magnetikong patlang ay mabubuo ng mga coil at ang patlang na ito ay dadaloy sa pamamagitan ng hindi gaanong magnetic resistivity path na ibinigay ng laminated core. Dito ang istraktura ng motor ay napaka dinisenyo na ang magnetic field na dala ng core ay nakatuon sa puwang ng hangin sa gitna kung saan inilalagay ang rotor. Kaya't ang magnetic field na na-concentrate ng core sa gitna ng agwat ay nakakaimpluwensya sa mga conductor sa rotor at dahil doon ay nag-uudyok ng isang kasalukuyang sa kanila.

Sa pagkakaroon ng kasalukuyang konduktor, bumubuo rin ang rotor ng isang magnetic field na nakikipag-ugnay sa patlang ng stator sa anumang naibigay na oras. At dahil sa pakikipag-ugnayan na ito ang rotor ay nakakaranas ng isang puwersa na humantong sa pag-ikot ng motor.

Dito ang magnetikong patlang na nabuo ng stator ay uri ng umiikot dahil sa lakas na tatlong yugto, hindi katulad ng alternating uri na tinalakay namin sa isang solong-phase na motor. At dahil sa umiikot na magnetic field na ito, ang rotor ay nagsisimulang umiikot nang mag-isa kahit na sa kawalan ng paunang pagtulak. Ginagawa nitong ang Tatlong Phase motor na isang nagsisimulang uri at hindi namin kailangan ng anumang auxiliary paikot-ikot para sa ganitong uri ng motor.