3.4.2 Váltakozóáramú motorok

iDevice ikon
Forgó mágneses tér

A háromfázisú generátor állórész tekercseiben a mágneses pólusokkal rendelkező forgórész forgatásakor három - egymástól 120°-kal eltolt - feszültség keletkezik. Ha ezt a feszültséget olyan háromfázisú tekercs-rendszerre kapcsoljuk, amely a generátor állórész tekercseivel azonos elrendezésű, akkor a tekercs-rendszer belsejében keletkező mágneses tér eredője pontosan követi a generátor forgórész mágnesének forgását. A teret ezért forgó mágneses térnek (mezőnek) nevezzük.

A mágneses tér fordulatszáma függ a feszültség frekvenciájától és a tekercsek által meghatározott póluspárok számától.

.

Ezt nevezzük a tér szinkron fordulatszámának.

Bármelyik két pólustekercs fázisfeszültségét felcserélve, a tér és a forgórész forgásiránya ellentétes lesz.

A forgó mágneses tér alapján működnek a szinkron és az aszinkron motorok.

Póluspár:

150. ábra

Az „a" ábrán kétszer helyeztük el ugyanazt a tekercselést a vastest kerülete mentén, ilyenkor a forgó mezőnek 4 pólusa (2 póluspárja) van. A „b" ábrán a póluspárok száma p = 3.

Háromfázisú aszinkron motor

A háromfázisú aszinkron motor állórésze háromfázisú tekercselés, melynek belsejében egy vagy több tekercsből álló forgórész található. Az állórész tekercseire háromfázisú feszültséget kapcsolva forgó mágneses mező alakul ki, amely az álló forgórész tekercseiben feszültséget indukál. A tekercseket rövidre zárva áram alakul ki, melynek mágneses tere kölcsönhatásba lép a forgó mágneses térrel, és forgatónyomaték keletkezik. A Lenz törvény értelmében a feszültség és az áram iránya olyan, hogy az őt előidéző folyamatot akadályozza. Mivel ez a hatás csak akkor szűnik meg, ha a forgórész a mágneses térrel együttforog, olyan forgatónyomaték keletkezik, amely a forgórészt a mágneses térrel megegyező irányban gyorsítja.

 

Forgás közben a forgórész és a mágneses tér között csökken a fordulatszám eltérés, ezért az indukált feszültség, az áram és a nyomaték is csökken. Ha a forgórész együtt forog az állórész mágneses terével, nem indukálódik feszültség, és nem keletkezik forgatónyomaték sem, a gyorsulás megszűnik. A gyakorlatban a súrlódás és a közegellenállás, de főleg a terhelés miatt a motor a szinkron fordulatszámot sohasem éri el. A motort emiatt aszinkron (nem szinkron) motornak nevezzük.

A fordulatszám eltérés neve szlip (csúszás), melyet %-ban adnak meg.

Egy aszinkron motort megterhelve a fordulatszáma a szinkron fordulatszám alá csökken, ezért forgórészben nagyobb feszültség indukálódik, és a nyomatéka növekszik

151. ábra

 

Egy bizonyos terhelésnél kapjuk a legnagyobb nyomatékot, melyet billenő nyomatéknak (Mbill), a hozzá tartozó fordulatszámot pedig kritikus fordulatszámnak (nkr) nevezzük. A motor üzemi fordulatszáma a szinkron és a hozzá közeli kritikus fordulatszám között van, vagyis alig függ a terheléstől, közel állandó.

Ha a terhelő nyomaték meghaladja a billenő nyomatékot, a motor megáll. Ekkor árama rendkívül nagy lesz, és tekercselése megég. Az aszinkron motort sohasem szabad ezért indításkor az indító nyomatéknál (Mind), üzem közben pedig a billenő nyomatéknál (Mbill) jobban megterhelni (151 ábra)! Az aszinkron motor az iparban és a háztartásban leggyakrabban használt motor.

Az aszinkronmotornak sokféle változata van:

  • Csúszógyűrűs motor
  • Rövidrezárt forgórészű motor
  • Kalickás motor
  • Segédfázisú aszinkron motor
  • Árnyékolt pólusú motor