Een inductiemotor is een elektrisch apparaat dat elektrische energie omzet in mechanische energie. Het wordt het meest gebruikt voor industriële toepassingen vanwege zijn zelfstartende eigenschap. Sleepring-inductiemotor is een van de soorten driefasige inductiemotoren en is een motortype met een wikkeling. Vanwege verschillende voordelen, zoals een lage startstroom, een hoog startkoppel en een verbeterde arbeidsfactor, wordt het gebruikt in toepassingen die een hoog koppel vereisen, kranen en liften. De rotorwikkelingen bestaan uit een groter aantal wikkelingen, een hogere geïnduceerde spanning en minder stroom in vergelijking met de rotor met een eekhoornkooi. De wikkelingen zijn via sleepringen verbonden met externe weerstand, wat helpt om het koppel / toerental van een motor te regelen.
Wat is een sleepring-inductiemotor?
Definitie: Een sleepring-inductiemotor wordt een asynchrone motor genoemd, omdat de snelheid waarmee deze werkt niet gelijk is aan de synchrone snelheid van een rotor. De rotor van dit type motor is van het gewikkelde type. Het bestaat uit een cilindrische gelamineerde stalen kern en een semi-gesloten groef aan de buitengrens om plaats te bieden aan een 3-fasen geïsoleerd wikkelingscircuit.
Sleepring in inductiemotor
Zoals te zien is in de bovenstaande afbeelding, is de rotor gewikkeld om overeen te komen met het aantal polen op de stator. De drie klemmen van een rotor en drie startklemmen die via sleepringen zijn verbonden, zijn verbonden met een as. Het doel van de as is om mechanisch vermogen over te brengen.
Bouw
Voordat we het werkingsprincipe van bespreken sleepring Inductie motor , wetende de sleepring inductiemotor constructie is belangrijk. Laten we dus beginnen met de constructie die uit twee delen bestaat: stator en rotor.
- Stator
- Rotor
Stator
De stator van deze motor bestaat uit verschillende sleuven die zijn aangebracht om de constructie te ondersteunen van een driefasig wikkelingscircuit dat is aangesloten op een driefasige wisselstroombron.
Rotor
De rotor van deze motor bestaat uit een cilindrische kern met stalen lamellen. Daarnaast heeft de rotor parallelle sleuven voor 3-fasenwikkelingen. De windingen in deze sleuven zijn gerangschikt op 120 graden ten opzichte van elkaar. Deze opstelling kan ruis verminderen en onregelmatig pauzeren van een motor voorkomen.
Werking van sleepring-inductiemotor
Deze motor draait op het principe van Faraday's wet van elektromagnetische inductie Wanneer een statorwikkeling wordt opgewekt met een AC-voeding, produceert de statorwikkeling een magnetische flux. Gebaseerd op de wet van Faraday van elektromagnetische inductie, wordt de rotorwikkeling geïnduceerd en genereert deze een stroom van magnetische flux. Deze geïnduceerde EMF ontwikkelt een koppel waardoor de rotor kan draaien.
Het faseverschil tussen de spanning en de stroom voldoet echter niet aan de vereisten om een hoog startkoppel te genereren, aangezien het ontwikkelde koppel niet unidirectioneel is. De externe weerstand van hoge waarde is verbonden met het circuit om het faseverschil van een motor te verbeteren. Als gevolg hiervan worden inductieve reactantie en faseverschil tussen I en V verminderd. Bijgevolg helpt deze reductie de motor om een hoog koppel te genereren. De sleepring inductiemotor diagram wordt hieronder weergegeven.
Aansluitschema sleepring-inductiemotor
Waarom worden sleepringen gebruikt in een inductiemotor?
Slip wordt gedefinieerd als het verschil tussen de fluxsnelheid en de rotorsnelheid. Om een inductiemotor koppel te laten produceren, moet er op zijn minst enig verschil zijn tussen de statorveldsnelheid en de rotorsnelheid. Dit verschil wordt ‘slip’ genoemd. De sleepring ”is een elektromechanisch apparaat dat helpt bij het overbrengen van vermogen en elektrische signalen van stationair naar een roterend onderdeel.
Sleepringen zijn ook bekend als roterende elektrische interfaces, elektrische roterende verbindingen, wartels of collectorringen. Soms heeft de sleepring, afhankelijk van de toepassing, een grotere bandbreedte nodig om gegevens te verzenden. Sleepringen verbeteren de efficiëntie en prestaties van een motor door de werking van het systeem te verbeteren en draden te elimineren die aan motorverbindingen bungelen.
Berekening van de weerstand van de sleepringinductiemotor
Het piekkoppel treedt op als
r = Smax. X —— (I)
Waar, Smax = slip bij uittrekkoppel
X = zelfinductie van een rotor
r = weerstand van rotorwikkeling
Externe weerstand R toevoegen aan vergelijking (I),
r + R = (Smax) ’. X —— (ii)
Uit vergelijking (i) en (ii),
R = r (S ’max / Smax - 1) —— (iii)
Per definitie van Smax, krijgen we Smax = 1 - (Nmax / Ns) —— (iv)
Door S'max = 1 in vergelijking (iii) te plaatsen, krijgen we
R = r. (1 / Smax-1) —— (v)
Laten we zeggen, Ns = synchrone snelheid van 1000 tpm en uittrekkoppel gebeurt bij 900 tpm, vergelijking (iv) vermindert tot Smax = 0,1 (d.w.z. 10% slip)
Plaatsvervanger in vergelijking (v),
R = r. (1 / 0,1 - 1)
R = 9. r
‘R’ wordt gemeten met een multimeter. De weerstandswaarde van 9 keer hoger dan die van een sleepring-rotorweerstand is extern verbonden om een maximaal startkoppel te ervaren.
Sleepring inductiemotor snelheidsregeling
De snelheidsregeling van deze motor kan worden gedaan met behulp van twee methoden, waaronder de volgende.
Effect van het toevoegen van externe weerstand
Over het algemeen vindt de start van deze motoren plaats wanneer deze de volledige lijnspanning trekt die 6 tot 7 keer hoger is dan de stroom bij volledige belasting. Deze hoge stroom kan worden geregeld door externe weerstand die in serie is geschakeld met het rotorcircuit. De externe weerstand werkt als een variabele reostaat tijdens de kick-off van de motor en wordt automatisch aangepast naar een hoge weerstand om de vereiste startstroom te krijgen.
De externe weerstand vermindert de hoge weerstand zodra de motor de normale snelheid bereikt en verhoogt het startkoppel van een motor. Het aanpassen van de externe weerstand helpt ook bij het verminderen van de rotor- en statorstroom, maar verbetert de arbeidsfactor van een motor.
Thyristor Circuit gebruiken
Thyristor aan / uit-schakeling is een andere manier om de snelheid van een motor te regelen. Bij deze methode wordt de wisselstroom van de rotor verbonden met een driefasige bruggelijkrichter en via een filter verbonden met externe weerstand. De thyristor is over externe weerstand verbonden en wordt met hoge frequentie in- / uitgeschakeld. De verhouding tussen aan-tijd en uit-tijd geeft een schatting van de werkelijke waarde van de weerstand van het rotorcircuit die helpt bij het regelen van de snelheid van een motor door de snelheid-koppelkenmerken te regelen.
Verschil tussen eekhoornkooi en sleepring-inductiemotor
Het verschil tussen deze twee motoren wordt hieronder besproken.
Sleepringmotor | Eekhoornkooi Motor |
Het heeft een rotor van het gewikkelde type | De rotor is van het type eekhoornkooi |
Rotor heeft een cilindrische kern met parallelle sleuven, waarin elke sleuf een staaf heeft | Slots zijn niet parallel aan elkaar |
De constructie is gecompliceerd vanwege sleepringen en borstels | De constructie is eenvoudig |
Extern weerstandscircuit is verbonden met een motor | Geen extern weerstandscircuit omdat de staven van de rotor volledig van sleuven zijn voorzien |
Het startkoppel is hoog | Koppel is laag |
De efficiëntie is laag | De efficiëntie is hoog |
Voordelen en nadelen van sleepring-inductiemotor
De voordelen zijn
- Hoog en uitstekend startkoppel om belastingen met hoge traagheid te ondersteunen.
- Het heeft een lage startstroom vanwege externe weerstand
- Kan een volledige belastingsstroom aan die 6 tot 7 keer hoger is
De nadelen zijn
- Inclusief hogere onderhoudskosten door borstels en sleepringen in vergelijking met kooiankermotor
- Ingewikkelde constructie
- Hoog koperverlies
- Laag rendement en lage arbeidsfactor
- Dure dan driefasige inductiemotor voor eekhoornkooien
Toepassingen
Sommige van de toepassingen van sleepring-inductiemotor zijn
- Deze motoren worden gebruikt waar een hoger koppel en een lage startstroom vereist zijn.
- Gebruikt in toepassingen zoals liften, compressoren, kranen, transportbanden, takels en nog veel meer
Veelgestelde vragen
1). Wat is slip in een elektromotor?
Slip wordt gedefinieerd als het verschil tussen synchrone snelheid en bedrijfssnelheid, bij dezelfde frequentie.
2). Waar worden inductiemotoren voor eekhoornkooien gebruikt?
Ze worden gebruikt in centrifugaalpompen, grote blazers en ventilatoren om transportbanden te laten draaien, enz.
3). Wat is een sleepring-inductiemotor?
Een motor met een rotor van het gewikkelde type staat bekend als een sleepring-inductiemotor. Ook zijn rotorwikkelingen via sleepringen verbonden met externe weerstand.
4). Noem een nadeel van de inductiemotor van de sleepring en de inductiemotor van de eekhoornkooi
De nadelen zijn hoge koperverliezen en het lage koppel
5). Wat is het gebruik van externe weerstand in inductiemotoren met sleepring?
De externe weerstand werkt als een variabele reostaat tijdens de kick-off van de motor en wordt automatisch aangepast naar een hoge weerstand om de vereiste startstroom te krijgen.
Zo bespreekt dit artikel een overzicht van sleepring inductiemotor, het verschil tussen sleepringinductiemotor en eekhoornkooi-inductiemotor, toepassingen, voor- en nadelen. Hier is een vraag voor u, wat is de functie van een sleepring-inductiemotor?