Motori Sa Rascepljenim Polovima

Motori sa rascepljenim polovima

Motori sa rascepljenim ( zasenč zasenčenim ) polovima Uvod Indukcioni motori male snage prave se, po pravilu, kao jednofazni. Oni mogu biti po konstrukciji indentič indentični uobič uobičajnim indukcionim motorima ili imati posebne konstrukcije. Indukcioni motori male snage se mogu na ći i kao trofazni. Takvi motori mogu raditi i kao trofazni i kao jednofazni. Oni mogu raditi i sa pulsiraju ćim i sa obrtnim magnetnim poljem. Indukcioni motori male snage čije se karakteristike ne mogu kontrolisati podrazumevaju motor sa razlomljenim polom i indukcioni motor sa uređ ajem ajem za puštanje u rad . Ovi motori rade na jednofaznom naponu. Najjednostavniji, po konstrukciji, jednofazni indukcioni motor je motor sa razlomljenim polom, koji se može praviti praviti kao sinhroni sinhroni ili indukcioni, indukcioni, slika 1. Ovi motori imaju široku primenu u sluč slučajevima kada je potreban indukcioni motor snage 1 ⁄ 4 kW i niže do 1 mW. U domenu snage ispod 1 ⁄ 20 kW to je standardno rešenje za naizmenič naizmenične motore konstantne brzine. On je jednostavan po konstrukciji, jeftin i veoma robustan. Njegova karakteristika moment-brzina je sli čna karakteristici indukcionog motora sa pomoć pomo ćnom fazom, sa tom razlikom što ima manji stepen iskorišć iskorišćenja i manji faktor snage.

2


Primenjuje se u širokom spektru uređaja: ventilatorima svih vrsta, slajd projektorima , malim poslovnim mašinama kao što su fotokopir mašine , mašine za spajanje, displejima itd. Mada je motor sa razlomljenim polom u principu nereverzibilan ( misli se na smer obrtanja) postoje specijalne konstrukcije koje i to omogućavaju. Pored jednostavne konstrukcije i niske cene koštanja motor sa razlomljenim polom je veoma pogodan za slu čajeve kada se imaju česta puštanja u rad i zaustavljanja. Ovakav tip motora je veoma pouzdan za rad. Ukupan gubitak je stalan za vreme rada motora. Glavni gubitak je u kratkospojenom namotaju. Nedostatak ovog motora je nizak polazni momenat što je posledica elipsastog obrtnog polja.

SLIKA 1 . Indukcioni motor sa razlomljenim polom

Stator motora napravljen je sa istaknutim polovima (1) , i sastoji se od dva bloka limova. Na statoru je smešten jednofazni pobudni namotaj (2). Svaki od polova ima procep u kome su smešteni krajevi namotaja koji zasenjuje jedan deo pola (3) (odatle potiše naziv motor sa “zasenčenim polovima”). Rotorova konstrukcija (4) zavisi od tipa motora. Indukcioni tipovi motora imaju kavezni namotaj na šupljem nemagnetskom ili feromagnetskom rotoru. Sinhroni tipovi motora mogu imati na rotoru stalne magnete (aktivni tip), biti histerezisni (rotor napravljen od retentivnog materijala) ili reluktantni (necilindri čni rotor – reluktansa koja se menja duž vazdušnog procepa). 3


Ovaj motor se može definisati kao jednofazni indukcioni motor koji ima pomoćni, kratkospojeni namotaj. Kao i svaki indukcioni motor, motor sa razlomljenim polom radi na principu obrtnog magnetnog polja koje se uspostavlja namotajem statora. Može se smatrati da svaki pol ima dve sekcije: glavno telo pola i zasenčeni deo, (onaj deo pola koji je okružen kratkospojenim navojkom). Teoretski, motori sa razlomljenim polom mogu se analizirati kao dvofazni, čiji su fazni namotaji pomereni za ugao različit od 90 ˚ pri čemu je jedan fazni namotaj kratkospojen. Princip rada može se analizirati na jednostavnom primeru magnetnog kola koje je pokazano na slici.

Uprošćeno magnetno kolo motora sa razlomljnim polom

Neka u odgovarajućem trenutku struja I 1 počinje da raste od vrednosti nula u pozitivnom smeru. U glavnom delu pola po činje da se formira magnetni fluks Фm koji je u fazi sa strujom. Istovremeno, u zasenčenom delu počinje da se formira magnetni fluks Фs koji indukuje napon u kratkospojenom namotaju, što za posledicu ima struju u tom navojku. Ova struja kasni za fluksom Фm tako da i fluks Фs kasni za njim u vremenu. Rezultat ovog pomeraja fluksa u prostoru i vremenu je pomeraj magnetnog fluksa ka zasenčenom delu pola. Naime, smer obrtanja rotora motora sa razlomljenim polovima je uvek od nezasen čenog ka zasenčenom delu pola.

4


Rezultantni fluks je vremenski pomeren u odnosu na Фs koji prolazi kroz nezasenčeni deo pola. Фsh = Фm + Фs Ovo je vektorski prikazano na slede ćoj slici.

Motor sa razlomljenim polom (VEKTORSKI DIJAGRAM)

F1 – mms proizvedena strujom I 1 ; Fs – mms prozvedena strujom I s ; Es – ems indukovana u kratkospojenom namotaju ; Is – struja u kratkospojenom namotaju ; θs – faktor snage kratkospojenog kola ; Фm – fluks u nezasenčenom delu pola ; Фs – fluks u zasenčenom delu pola ;

5


Ova dva pomerena polja imaju za rezultat obrtno polje u vazdušnom procepu motora. Kako su ovi fluksovi pomereni u vremenu i u prostoru za manje od 90 ˚ i kako im magnitude nisu iste, rezultantno obrtno polje je elipsastog oblika. Ovo polje u interakciji sa rotorom rezultira, u zavisnosti od tipa motora, u odgovaraju ćem momentu. Uzimajući za referentnu vrednost polazni momenat, koji se razvija pri kružnom obrtnom polju, M s0 , polazni moment kod motora sa razlomljenim polom je: Ms = Ms0αelsinβsinγ gde je αel = Фsh / Фm a ostali uglovi su kao na slici. Polazni moment motora sa razlomljenim polom obi čno je 20-30 % od onog sa kružnim obrtnim magnetnim poljen. Stepen iskorišćenja ovih motora je 0.1 - 0.4, a faktor snage je 0.4 - 0.6. Motor sa zasenčenim polovima koristi jedinstvenu metodu za pokretanje rotora. Efekat pokretanja magnetnog polja proizvodi se konstrukcijom statora na poseban način. Ovaj motor projektuje delove pola kao neki jednosmerni motor. Delovi površine pola okruženi su bakarnim prstenom koji se naziva zasen čani namotaj. Deo pola sa zasenčenjem prikazan je na slici.

6


Zasenčenje uzrokuje da se polje pomera nazad i napred preko površine polnog nastavka. Pogledajmo brojevima označene sekvence i tačke na krivi magnjećenja. Kada se naizmenično polje statora uvećava od nule (1) linije sile šire se preko površine polnog nastavka i prožimaju prsten. Napon se indukuje u prstenu. Struju koju izaziva taj napon stvara elektromagnetno polje koje se suprotstavlja promeni glavnog polja i oslabljuje ga. Ovo prouzrokuje sledeće: dok se polje povećava od 0 do maksimalnih 90°, velika površina magnetnih linija sile koncentrisana je u neosenčanoj površini pola (1). Na 90° polje dostiže maksimalnu vrednost. Od kada su linije sile prestale da se šire elektromotorna sila se ne može indukovati u prstenu i ne generiše se kontra polje. Kao rezultat, glavno polje se homogeno prostire preko pola (2). Od 90° do 180° glavno polje po činje da opada. Polje koje je nastalo u prstenu suprotstavlja se opadanju polja. Efekat toga je koncentracija linija polja u zasen čenom delu pola (3). To može da se vidi od 0 do 180° ( glavno polje se promenilo iz neosen čanog u osenčani deo pola). Od 180° do 360° glavno polje prolazi kroz istu promenu kao i od 0 do 180°. Me đutim, sada u suprotnom smeru (4). Smer polja ne utiče na rad zasenčenog pola. Kretanje polja je isto tokom druge polovine ciklusa kao što je i bilo tokom prve polovie ciklusa. Kretanje polja nazad i napred između osenčenih i neosenčenih površina proizvodi slab obrtni momenat za pokretanje motora. Zbog slabog startnog obrtnog momenta osenčani pol motora je napravljen samo za male snage. Specifična konstrukcija motora sa razlomljenim polom prikazana je na sledećoj slici. Ovaj motor sastavljen je od cilindri čnog statora (1) na kom su

7


montirani polovi (2) sa magnetskim šantovima (MS). Ovakvom konstrukcijom postiže se veća površina vazdušnog procepa, kao što se vidi na slici.

Motor sa razlomljnim polom sa kompozitnim statorom Sa ovom konstrukcijom magnetna indukcija u vazdušnom procepu postiže približno sinusoidalnu raspodelu. Predhodno pomenuti motori nisu reverzibilne mašine (po brzini). Postoje posebne konstrukcije ovih motora koje omogu ćuju kontrolu i reverzibilne brzine. Najjednostavniji način da se promeni smer obrtanja kod motora sa razlomljenim polovima je da se na istu osovinu ugrade dve posebne mašine. Statori su postavljeni tako da oni proizvode kretanje u suprotnom smeru. Smer obrtanja zavisi će od toga koji je od statora pobu đen. Atraktivnija alternativa je da se koristi više kratkospojenih navojaka. Jedan navojak je postavljen u položaj koji omugu ćava jedan smer obrtanja, a drugi u položaj koji omugućava drugi smer obrtanja. U toku rada se jedan od navojaka kratko spoji, a drugi ostavlja otvoren. Reverziranje se postiže zamenom uloga: kratkospojeni navojak se otvara a otvoreni se kratkospaja. Bidirekciono kretanje rotora omogućeno je i konstrukcijom kod koje se imaju dva pola, veći i manji, pri čemu se veći pol može tretirati kao onaj kojim se stvara glavni magnetni fluks, a manji na sebi ima kratkospojeni prsten. Pobudni namotaj je podeljen na glavni i pomoćni, takođe. Pogodnim pobuđivanjem glavnog i pomoćnog pobudnog namotaja postiže se okretanje motora u jednom ili drugom smeru. 8


Ilustracija motora sa razlomljenim polovima:

9


Literatura

Prof Momir Đurović

Specijalne električne mašine

Internet

10

Motori Sa Rascepljenim Polovima

Recommend Documents