NAAR motor is een elektrisch apparaat die elektrische input omzet in mechanische output, waarbij elektrische input in stroom- of spanningsvorm kan zijn en de mechanische output in koppel- of krachtvorm kan zijn. Motor bestaan uit twee hoofdonderdelen, namelijk stator en rotor, waarbij de stator een stationair deel van de motor is en de rotor een roterend deel van de motor. Een motor die werkt volgens het afstotingsprincipe staat bekend als een afstotingsmotor, waarbij de afstoting plaatsvindt tussen twee magnetische velden van een stator of een rotor. Afstotingsmotor is een eenfasig motor.

Wat is afstotingsmotor?

Definitie: Een afstotingsmotor is een enkelfasige elektromotor die werkt door input AC (wisselstroom) te leveren. De belangrijkste toepassing van afstotingsmotor is elektrische treinen. Het start als een afstotingsmotor en loopt als een inductiemotor, waarbij het startkoppel hoog moet zijn voor een afstotingsmotor en zeer goede loopeigenschappen voor een inductiemotor.

Constructie van afstotingsmotor

Het is een enkelfasige AC-motor, die bestaat uit een poolkern die de noordpool en de zuidpool van een magneet is. De constructie van deze motor is vergelijkbaar met de split-phase inductiemotor en DC-serie motor. De rotor en stator zijn de twee belangrijkste componenten van de motoren die inductief zijn gekoppeld. De veldwikkeling (of een gedistribueerde wikkeling of de stator) is vergelijkbaar met de hoofdwikkeling van de split-phase inductiemotor. Daardoor wordt de flux gelijkmatig verdeeld en wordt de opening tussen stator en rotor verkleind en wordt ook de tegenzin verkleind, wat op zijn beurt de arbeidsfactor verbetert.

De rotor of het anker is vergelijkbaar met de DC-seriemotor die is voorzien van een wikkeling van het trommeltype die is verbonden met de commutator, waarbij de commutator op zijn beurt is verbonden met koolborstels die zijn kortgesloten. Een borstelhoudermechanisme biedt een variabele krukas om de richting of uitlijning van borstels langs de as te veranderen. Daarom helpt het koppel dat tijdens dit proces wordt geproduceerd, om de snelheid te regelen. De energie in de afstotingsmotor wordt overgedragen via de transformator actie of door de inductieactie (waarbij de emf wordt overgebracht tussen stator naar de rotor).

constructie-van-afstoting-motor-kopie

Werkend principe

Afstotingsmotor werkt volgens het afstotingsprincipe waarbij twee polen van een magneet afstoten. Het werkingsprincipe van de afstotingsmotor kan worden verklaard vanuit 3 gevallen van α, afhankelijk van de positie van de magneet als volgt.

Geval (i) Wanneer α = 90⁰

Stel dat borstels ‘C en D’ verticaal zijn uitgelijnd op 90 graden en de rotor horizontaal is uitgelijnd langs de d-as (veldas), wat de richting is van de stroom. Vanuit het principe van De wet van Lenz, we weten dat de opgewekte emf voornamelijk afhangt van de statorflux en de stroomrichting (die is gebaseerd op de uitlijning van borstels). Daarom is de netto emf van de borstel van 'C tot D' '0' zoals weergegeven in het diagram, dat wordt weergegeven als 'x' en '.' Er loopt geen stroom in de rotor, dus Ir = 0. Wanneer nee stroom passeert in de rotor, dan fungeert het als een open circuit transformator. Daarom is de statorstroom Is = minder. De richting van het magnetische veld is in de richting van de borstelas, waarbij de stator- en rotorveldas 180 graden in fase verschoven zijn, het gegenereerde koppel ‘0’ is en de wederzijdse inductie die in de motor wordt geïnduceerd ‘0’.

90 graden positie

Huizen (ii) Als α = 0⁰

Nu zijn de borstels ‘C en D’ georiënteerd langs de d-as en zijn ze kortgesloten. Daarom is de netto emf die in de motor wordt geïnduceerd, erg hoog, wat de flux tussen wikkelingen genereert. De netto emf kan worden weergegeven als ‘x’ en ‘.’ Zoals weergegeven in de afbeelding. Het is vergelijkbaar met een kortgesloten transformator. Waar de statorstroom en de onderlinge inductie maxima zijn, wat betekent dat Ir = Is = maximum. Uit de figuur kunnen we zien dat de stator- en rotorvelden 180 graden tegengesteld in fase zijn, wat betekent dat het gegenereerde koppel tegen elkaar zal werken, zodat de rotor niet kan draaien.

α = 0 hoek

Geval (iii): Als α = 450

Wanneer de borstels ‘C en D’ schuin staan (45 graden) en de borstels worden kortgesloten. Laten we aannemen dat de rotor (borstelas) gefixeerd is en dat de stator wordt geroteerd. De statorwikkeling wordt weergegeven als ‘Ns’ aantal effectieve windingen en de huidige doorgang is ‘Is’, het veld geproduceerd door de stator is in de richting ‘Is Ns’, wat de stator MMF is zoals weergegeven in de afbeelding. De MMF (magnetomotorische kracht) wordt opgesplitst in twee componenten (MMF1 en MMF2), waarbij MMF1 samen met de borstelrichting (Is Nf) en MMF2 loodrecht op de borstelrichting (Is Nt) staat, wat de transformatorrichting is, en 'α 'is de hoek tussen' Is Nt 'en' Is Nf '. Daarom is de flux die door dit veld in twee componenten wordt geproduceerd ‘Is Nf’ en ‘Is Nt’. De emf die in de rotor wordt geïnduceerd, produceert flux langs de q-as.

hellende-hoek-positie

Het veld geproduceerd door de rotor langs de borstelas wordt wiskundig als volgt weergegeven

Is Nt = Is Ns cos α ……… .. 1

Nt = Ns Cos α ………… 2

Nf = Ns Sin α ………… 3

Omdat de magnetische as ‘T’ en de as van de borstel samenvallen met de rotor MMF die langs de as van de borstel is gelijk aan de flux gegenereerd door de stator.

koppelafleiding

De vergelijking van het koppel wordt gegeven als

Ґ α (stator d-as MMF) * (rotor q-as MMF) ……… .4

Ґ α (Is Ns Sin α) (Is Ns cos α) ……… ..5

Ґ α I 2s N 2s Sin α cos α [we weten dat Sin2 α = 2 Sin α cos α] ……… .6

Ґ α ½ (I 2s N 2s Sin2 α) …… .7

Ґ α K I 2s N 2s Sin2 α [Wanneer α = 0 Koppel = 0 ………. .8

K = constante waarde α = π / 4 Koppel = maximum

Grafische weergave

Praktisch gezien is dit een probleem, dit kan worden weergegeven in een grafisch formaat, waarbij de x-as wordt weergegeven als ‘α’ en de y-as wordt weergegeven als ‘huidig’.

grafische weergave

Uit de grafiek kunnen we zien dat de stroom recht evenredig is met α
De huidige waarde is 0 als α = 90⁰ die vergelijkbaar is met een open circuit transformator
De stroom is maximaal wanneer α = 0⁰ die vergelijkbaar is met de kortsluittransformator zoals weergegeven in de grafiek.
Waar is is de statorstroom.
De koppelvergelijking kan worden gegeven als Ґ α K I 2s N 2s Sin2 α.
In de praktijk wordt opgemerkt dat het koppel maximaal is als α tussen 150 en 300 ligt.

Classificatie van Repulsion Motor

Er zijn drie soorten afstotingsmotoren,

Gecompenseerd type

Het bestaat uit een extra wikkeling namelijk compenserende wikkeling en er wordt een extra paar borstels tussen de (kortgesloten) borstels geplaatst. Zowel compenserende wikkeling als een paar borstels zijn in serie geschakeld om de kracht- en snelheidsfactoren te verbeteren. Een motor van het gecompenseerde type wordt gebruikt waar er een hoog vermogen bij dezelfde snelheid nodig is.

gecompenseerd-type-afstoting-motor

Afstoting Start Inductie Type

Het begint met het afstoten van spoelen en verloopt volgens het inductieprincipe, waarbij de snelheid constant wordt gehouden. Het heeft een enkele stator en rotor vergelijkbaar met een DC-anker en een commutator waarbij een centrifugemechanisme de commutatorstaven kortsluit en een hoger koppel (6 keer) heeft dan de stroom in de belasting. De werking van afstoting kan worden begrepen uit de grafiek, dat wil zeggen dat wanneer de frequentie van synchrone snelheid toeneemt, het percentage van de volledige koppelbelasting begint af te nemen, waar op een bepaald punt de magneetpolen een afstotende kracht ervaren en overschakelen naar de inductiemodus. Hier kunnen we de belasting observeren die omgekeerd evenredig is met de snelheid.

repulsion-start-induction-motor-graph

Het werkt volgens het principe van afstoting en inductie, dat bestaat uit een statorwikkeling, 2 rotorswikkeling (waarvan er één een eekhoornkooi is en een andere gelijkstroomwikkeling). Deze wikkelingen zijn kortgesloten met een commutator en twee borstels. Het werkt in een toestand waarin de belasting instelbaar is en waarvan het startkoppel 2,5-3 is.

afstoting-type

Voordelen

De voordelen zijn

De hoge waarde van het startkoppel
De snelheid is niet beperkt
Door de waarde van ‘α’ aan te passen, kunnen we het koppel aanpassen, waarbij we de snelheid kunnen verhogen op basis van het aanpassen van het koppel.
Door de positieborstels aan te passen, kunnen we het koppel en de snelheid gemakkelijk regelen.

Nadelen

De nadelen zijn

“digitaal naar analoog converter afbeeldingen ”

Snelheid varieert met variatie in de belasting
De arbeidsfactor is minder, behalve bij hoge snelheden
De kosten zijn hoog
Veel onderhoud.

Toepassingen

De toepassingen zijn

Ze worden gebruikt waar er een startkoppel nodig is met hogesnelheidsapparatuur
Coil Winders: Waar we de snelheid flexibel en gemakkelijk kunnen aanpassen en de richting ook kan worden gewijzigd door de richting van de borstelas om te keren.
Speelgoed
Liften etc.

Veelgestelde vragen

1). Wat is de hoek waarin de afstotingsmotor afstoting ervaart?

Onder een hoek van 45 graden ervaart het afstoting.

2). Op welk principe is de afstotingsmotor gebaseerd?

Het is gebaseerd op het afstotingsprincipe

3). Wat zijn de twee belangrijkste componenten van de Repulsion-motor?

De stator en rotor zijn de twee belangrijkste componenten van de motor.

4). Hoe kan het koppel worden gecontroleerd in een afstotingsmotor?

Het koppel kan worden geregeld door de primaire borstels van de motor aan te passen

5). Classificatie van afstotingsmotor

Ze zijn ingedeeld in 3 typen

Afstotingstype
Afstoting start inductiemotor
Gecompenseerd type

Dit is dus een overzicht afstotingsmotor die werkt volgens het principe van afstoting. Het heeft twee belangrijke componenten, namelijk stator en rotor. Het werkingsprincipe van de motor kan worden begrepen in drie gevallen van hoeken (0, 90,45 graden) die zijn gebaseerd op de positie van de borstels en de gegenereerde velden. Pas bij 45 graden ervaart de motor een afstotend effect. Deze motoren worden gebruikt waar het startkoppel zeer vereist is. Het belangrijkste voordeel is dat het koppel kan worden geregeld door de borstels aan te passen.