Käfigläufer und Phasenrotor - was ist der Unterschied

Wie Sie wissen, haben Induktionsmotoren eine dreiphasige Wicklung (drei separate Wicklungen) des Stators, die je nach Ausführung eine unterschiedliche Anzahl von Magnetpolpaaren bilden kann, was sich wiederum auf die Motornenndrehzahl bei der Nennfrequenz der versorgenden dreiphasigen Spannung auswirkt. Gleichzeitig können sich die Rotoren dieses Motortyps unterscheiden, und bei Asynchronmotoren sind sie kurzgeschlossen oder phasenverschoben. Was unterscheidet einen Käfigläufer von einem Phasenrotor? Dies wird in diesem Artikel erläutert.

Käfigläufer

Ideen über das Phänomen der elektromagnetischen Induktion werden uns sagen, was mit einer geschlossenen Spule eines Leiters geschehen wird, der in einem rotierenden Magnetfeld angeordnet ist, ähnlich dem Magnetfeld eines Stators eines Induktionsmotors. Wenn eine solche Spule innerhalb des Stators angeordnet ist, wird, wenn der Statorwicklung ein Strom zugeführt wird, eine EMF in der Spule induziert und ein Strom erscheint, dh das Bild hat die Form: magnetische Stromschleife. Dann wirkt ein Paar Ampere-Kräfte auf eine solche Spule (geschlossene Schleife), und die Spule beginnt sich nach der Bewegung des Magnetflusses zu drehen.

So funktioniert ein Asynchronmotor mit einem Käfigläufer, nur anstelle einer Umdrehung befinden sich Kupfer- oder Aluminiumstangen an seinem Rotor, die durch Ringe zwischen den Enden des Rotorkerns kurzgeschlossen sind. Ein Rotor mit solchen kurzgeschlossenen Stangen wird als Rotor vom Typ Eichhörnchenkäfig oder "Eichhörnchenkäfig" bezeichnet, da die am Rotor befindlichen Stangen einem Eichhörnchenrad ähneln.

Der Wechselstrom, der durch die Statorwicklungen fließt und ein rotierendes Magnetfeld erzeugt, induziert Strom in geschlossenen Kreisläufen des „Eichhörnchenkäfigs“, und der gesamte Rotor dreht sich, da zu jedem Zeitpunkt verschiedene Rotorstangenpaare unterschiedliche induzierte Ströme haben: Einige Stäbe sind groß Ströme, einige - kleiner, abhängig von der Position bestimmter Stäbe relativ zum Feld. Und die Momente werden den Rotor niemals ausgleichen, weshalb er sich dreht, während Wechselstrom durch die Statorwicklungen fließt.

Darüber hinaus sind die Käfigstangen des Eichhörnchens in Bezug auf die Drehachse leicht geneigt - sie sind nicht parallel zur Welle. Die Neigung wird so eingestellt, dass das Rotationsmoment konstant gehalten wird und nicht pulsiert. Außerdem ermöglicht die Neigung der Stäbe, den Effekt höherer Harmonischer, die in den EMF-Stäben induziert werden, zu verringern. Wenn die Stangen nicht gekippt würden, würde das Magnetfeld im Rotor pulsieren.

Gleiten s

Asynchronmotoren sind immer durch Schlupf s gekennzeichnet, der aufgrund der Tatsache auftritt, dass die Synchronfrequenz des rotierenden Magnetfelds n1 des Stators höher ist als die tatsächliche Drehzahl des Rotors n2.

Ein Gleiten tritt auf, weil die in den Stäben induzierte EMK nur stattfinden kann, wenn sich die Stäbe relativ zum Magnetfeld bewegen, dh der Rotor wird immer zumindest geringfügig gezwungen, bleibt jedoch in der Geschwindigkeit hinter dem Statormagnetfeld zurück. Die Schlupfmenge beträgt s = (n1-n2) / n1.

Wenn sich der Rotor mit der Synchronfrequenz des Statormagnetfelds drehen würde, würde kein Strom in den Rotorstangen induziert und der Rotor würde sich einfach nicht drehen. Daher erreicht der Rotor in einem Induktionsmotor niemals die synchrone Rotationsfrequenz des Statormagnetfelds und immer mindestens geringfügig (selbst wenn die Belastung der Welle kritisch gering ist), sondern bleibt hinter der Rotationsfrequenz von der synchronen Frequenz zurück.

Der Schlupf s wird in Prozent gemessen und nähert sich im Leerlauf fast 0, wenn das Moment der Gegenwirkung von der Seite des Rotors fast nicht vorhanden ist. Bei einem Kurzschluss (Rotor ist blockiert) beträgt der Schlupf 1.

Im Allgemeinen hängt der Schlupf für Käfigläufermotoren von der Last ab und wird in Prozent gemessen. Nennschlupf ist Schlupf bei einer mechanischen Nennlast auf der Welle unter Bedingungen, bei denen die Versorgungsspannung der Motorleistung entspricht.

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Phasenrotor

Phasenrotor-Induktionsmotoren haben im Gegensatz zu Käfigläufer-Induktionsmotoren eine vollständige dreiphasige Wicklung am Rotor. So wie eine dreiphasige Wicklung auf einen Stator gelegt wird, wird eine dreiphasige Wicklung in die Nuten eines Phasenrotors gelegt.

Die Anschlüsse der Phasenrotorwicklung sind mit Schleifringen verbunden, die auf der Welle montiert und voneinander und von der Welle isoliert sind. Die Wicklung des Phasenrotors besteht aus drei Teilen - jeweils für eine eigene Phase -, die meist nach dem "Stern" -Schema verbunden sind.

Ein Einstellrheostat ist über Kontaktringe und Bürsten mit der Rotorwicklung verbunden. Krane und Aufzüge werden zum Beispiel unter Last gestartet, und hier ist es notwendig, ein signifikantes Arbeitsmoment zu entwickeln. Trotz der Komplexität der Konstruktion haben Asynchronmotoren mit einem Phasenrotor bessere Einstellmöglichkeiten hinsichtlich des Arbeitsmoments auf der Welle als Asynchronmotoren mit einem Käfigläufer, die dies erfordern industrieller Frequenzumrichter.

Die Statorwicklung eines Asynchronmotors mit einem Phasenrotor erfolgt auf die gleiche Weise wie bei den Statoren von Asynchronmotoren mit einem Käfigläufer und erzeugt auf ähnliche Weise abhängig von der Anzahl der Spulen (drei, sechs, neun oder mehr Spulen) zwei usw. Pole. Die Statorspulen sind um 120, 60, 40 usw. umeinander verschoben. Gleichzeitig werden am Phasenrotor so viele Pole wie am Stator hergestellt.

Durch Einstellen des Stroms in den Rotorwicklungen werden das Betriebsdrehmoment des Motors und die Schlupfmenge geregelt. Wenn der Einstellrheostat vollständig zurückgezogen ist, werden die Bürsten und Ringe zur Verringerung des Verschleißes mit einer speziellen Vorrichtung zum Anheben der Bürsten kurzgeschlossen.

Siehe auch: Wie ist der Transformator angeordnet?