Rotor d'un motor d'inducció amb rotor de fase: aplicació en màquines asíncrones

2024 Autora: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificació: 2024-02-19 12:50

Un motor d'inducció és una màquina elèctrica dissenyada per convertir l'energia elèctrica en energia mecànica. El disseny consta de diverses parts, però avui considerarem només la part mòbil del motor elèctric: el rotor. També prestarem atenció a com està disposat el rotor d'un motor d'inducció amb un rotor de fase.

Disseny del rotor

Molt sovint, el dispositiu del rotor d'un motor d'inducció té aquest aspecte: el rotor és un eix d'acer, sobre el qual es pressionen plaques d'acer elèctric anisòtrop laminat en fred. El rotor està fet de plaques, que estan aïllades entre si per una capa de pel·lícula d'òxid. Això és necessari per reduir els corrents de Foucault que afecten l'eficiència del motor.

Tipus de bobinats del rotor d'un motor d'inducció

A continuació, analitzarem un punt més. Hem d'esbrinar quins són els bobinats del rotor d'un motor d'inducció, per a què serveixen, varietats, característiques de disseny i mètodes de col·locació. Hi ha 2 tipus de bobinatge del rotor: gàbia d'esquirol i rotor de fase. Un rotor de gàbia d'esquirol és més comú, és més barat de funcionar que un rotor de fase.

Els motors amb aquest rotor requereixen menys manteniment que amb un rotor de fase. El rotor de fase s'utilitza amb menys freqüència, és una mica més car en l'execució i també requereix un manteniment més freqüent a causa de la presència d'anells lliscants. A més, quedarà clar per què els enginyers van introduir aquest disseny. Ara parlem més concretament de cada rotor.

Rotor de gàbia d'esquirol

Al rotor d'un motor elèctric asíncron hi ha bobinatges que s'omplen o es solden en ranures. Per a màquines de baixa i mitjana potència, el material de bobinat sol ser l'alumini, i per a les més potents, el coure. Això és necessari per crear un electroimant que, per dir-ho, segueixi el flux magnètic giratori. El rotor s'imanta sota la influència d'un camp magnètic que gira a l'espai.

Així resulta que el rotor té el seu propi camp magnètic, que, per dir-ho, segueix el camp magnètic giratori situat a l'estator. Aquest disseny dels bobinatges del rotor s'anomena "gàbia d'esquirol". La gàbia d'esquirol està en contacte directe amb el rotor i, com un transformador, s'hi indueix un camp magnètic i, en conseqüència, una certa força electromotriu. Malgrat això, la tensió és zero. El corrent del rotor d'un motor d'inducció varia en funció de la càrrega mecànica de l'eix. Com més gran sigui la càrrega, més gran serà el corrent que flueix pels bobinatges del rotor.

Rotor de fase

La part principal de l'estructura està disposada com un rotor de gàbia d'esquirol. Tot el mateix eix d'acer, sobre el qual es pressionen plaques d'acer elèctric amb ranures. Una característica del rotor d'un motor asíncron amb un rotor de fase és la presència a les ranures no d'un bobinatge inundat o soldat, sinó d'un bobinat de coure convencional col·locat, com en un estator. Aquests enrotllaments estan connectats en estrella.

És a dir, tots els extrems estan en un sol gir i els 3 extrems restants es treuen a les anelles lliscants. El rotor de fase està fet per limitar el corrent d'arrencada. Els raspalls de coure i grafit estan units als anells lliscants, que llisquen sobre ells. Aleshores, els contactes se solen treure dels raspalls a una caixa de marca, on el corrent d'arrencada es regula mitjançant un reòstat o un reòstat líquid canviant la profunditat d'immersió dels elèctrodes a l'electròlit.

Com ja s'ha dit, aquesta mesura permet limitar el corrent d'arrencada. Per reduir el desgast dels raspalls, els motors elèctrics moderns estan equipats amb un disseny que, després de començar, reclina els raspalls i curtcircuita tots els bobinatges entre si. Quan el motor s'atura, els raspalls tornen al seu lloc.

Característiques de manteniment de l'accionament amb un rotor de fase

El manteniment del rotor d'un motor d'inducció amb un rotor de fase és una inspecció periòdica dels raspalls, anelles lliscants, comprovació de l'estat o del nivell de fluid al reòstat. També val la pena inspeccionar els elèctrodes immersos. Segons els resultats de la inspecció del rotor del asíncronmotor amb un rotor de fase, si cal, els raspalls s'han de substituir, però els artesans encara aconsellen netejar immediatament els anells de deslizament i la cavitat on es troben els anells amb un drap. Com que l'abrasiu és conductor de l'electricitat, crea el risc de mal funcionament o fins i tot de curtcircuit.

Si els anells antilliscants estan desgastats, substituïu-los. Si els anells es desgasten massa ràpidament, vol dir que els raspalls s'utilitzen amb un material incorrecte. També poden tenir closques, però es desmunten i després es triten en diverses passades perquè la superfície adjacent als raspalls sigui llisa. Aquest treball es fa en un torn per mantenir l'alineació.

Velocitat de rotació

El nombre de parells de pols estableix la velocitat del rotor del motor d'inducció, no és superior a 3000 peus quan es connecta directament a la nostra xarxa. Això es deu a la freqüència de la xarxa de 50 Hz. És amb aquesta velocitat que el flux magnètic gira a l'estator del motor elèctric. El rotor que hi ha darrere és una mica tard, per això el motor és asíncron. El retard es determina estructuralment i s'estableix per separat per a cada motor.

Amb 1 parell de pols, la velocitat de rotació del camp magnètic serà de 3000 rpm, amb 2 parells de pols - 1500 rpm, amb 4 - 750 rpm. Si cal augmentar o ajustar el nombre de revolucions per minut sense fer canvis significatius, s'instal·la un convertidor de freqüència al disseny. El convertidor de freqüència pot donar sortida tant a 100 com a 200 Hz. Per trobar la velocitat, fes servirfórmula (6050)/1=3000, on:

• 1 – nombre de parells de pols;

• 60 – constant;

• 50 – freqüència;

• 3000 - rotacions per minut del camp magnètic a una freqüència determinada.

Suposem que podem ajustar la freqüència d'algun motor i augmentar-la a 75 Hz. Utilitzem la fórmula per trobar la velocitat de rotació: 1/(6075)=4500 rpm. Ara hem desmuntat el fet que la velocitat del rotor d'un motor d'inducció no depèn del propi rotor, sinó que depèn del nombre de parells de pols.

En conclusió, volem dir que en la versió domèstica pràcticament no es troben màquines elèctriques amb rotor de fase. Aquestes màquines estan pensades per a ús industrial en llocs on les caigudes de tensió són indesitjables. Això també s'aplica a màquines enormes, el corrent d'arrencada de les quals pot ser fins a 20 vegades el corrent nominal. La instal·lació d'aquestes màquines implica un estalvi de recursos i diners durant la instal·lació. La velocitat de rotació no es veu afectada per quin rotor del motor asíncron: amb un rotor de fase o de gàbia d'esquirol.