Een driefasige asynchronemotorEen inductiemotor die wordt aangedreven door gelijktijdige aansluiting van een driefasenwisselstroom van 380 V (faseverschil van 120 graden). Omdat het roterende magnetische veld van de rotor en stator van een driefasen-asynchrone motor in dezelfde richting en met verschillende snelheden draait, treedt er slip op. Daarom wordt deze motor een driefasen-asynchrone motor genoemd.
De snelheid van de rotor van een asynchrone driefasenmotor is lager dan de snelheid van het roterende magnetische veld. De rotorwikkeling genereert elektromotorische kracht en stroom door relatieve beweging ten opzichte van het magnetische veld en interageert met het magnetische veld om elektromagnetisch koppel te genereren, wat energieomzetting tot stand brengt.
Vergeleken met eenfase-asynchroonmotoren, driefasig asynchroonmotorenbetere operationele prestaties hebben en verschillende materialen kunnen besparen.
Afhankelijk van de verschillende rotorstructuren kunnen driefasige asynchrone motoren worden onderverdeeld in kooitype en wikkeltype
De asynchrone motor met kooirotor heeft een eenvoudige constructie, betrouwbare werking, een laag gewicht en een lage prijs, en wordt daarom veel gebruikt. Het grootste nadeel is de lastige snelheidsregeling.
De rotor en stator van een gewikkelde driefasen-asynchrone motor zijn eveneens voorzien van driefasenwikkelingen en via sleepringen en borstels verbonden met een externe reostaat. Door de weerstand van de reostaat aan te passen, kunnen de startprestaties van de motor worden verbeterd en kan het toerental worden aangepast.
Het werkprincipe van de driefasige asynchrone motor
Wanneer symmetrische driefasige wisselstroom op de driefasige statorwikkeling wordt toegepast, wordt een roterend magnetisch veld gegenereerd dat met de klok mee langs de binnenste cirkelvormige ruimte van de stator en rotor draait met een synchrone snelheid n1.
Omdat het roterende magnetische veld met snelheid n1 roteert, staat de rotorgeleider in het begin stil. De rotorgeleider zal dus het roterende magnetische veld van de stator onderbreken om een geïnduceerde elektromotorische kracht te genereren (de richting van de geïnduceerde elektromotorische kracht wordt bepaald door de rechterhandregel).
Door de kortsluiting van de rotorgeleider aan beide uiteinden door een kortsluitring, genereert de rotorgeleider onder invloed van de geïnduceerde elektromotorische kracht een geïnduceerde stroom die in principe dezelfde richting heeft als de geïnduceerde elektromotorische kracht. De stroomvoerende geleider van de rotor wordt blootgesteld aan een elektromagnetische kracht in het magnetische veld van de stator (de richting van de kracht wordt bepaald met de linkerhandregel). Elektromagnetische kracht genereert een elektromagnetisch koppel op de rotoras, waardoor de rotor in de richting van het roterende magnetische veld draait.
Uit bovenstaande analyse kan worden geconcludeerd dat het werkingsprincipe van een elektromotor als volgt is: wanneer de driefasige statorwikkelingen van de motor (elk met een elektrisch hoekverschil van 120 graden) worden gevoed met driefasige symmetrische wisselstroom, wordt een roterend magnetisch veld gegenereerd, dat de rotorwikkeling onderbreekt en inductiestroom in de rotorwikkeling genereert (de rotorwikkeling is een gesloten circuit). De stroomvoerende rotorgeleider genereert een elektromagnetische kracht onder invloed van het roterende magnetische veld van de stator. Hierdoor ontstaat een elektromagnetisch koppel op de motoras, waardoor de motor in dezelfde richting draait als het roterende magnetische veld.
Bedradingsschema van een driefasen-asynchrone motor
Basisbedrading van driefasige asynchrone motoren:
De zes draden van de wikkeling van een driefasige asynchrone motor kunnen worden onderverdeeld in twee basisaansluitmethoden: driehoekschakeling en sterschakeling.
Zes draden = drie motorwikkelingen = drie kopse uiteinden + drie staarten, waarbij een multimeter de verbinding tussen de kopse en staarten van dezelfde wikkeling meet, d.w.z. U1-U2, V1-V2, W1-W2.
1. Driehoek-driehoek-aansluitmethode voor driefasige asynchrone motoren
Bij de driehoek-deltaverbindingsmethode worden de koppen en staarten van drie wikkelingen achter elkaar aangesloten om een driehoek te vormen, zoals weergegeven in de afbeelding:
2. Steraansluitmethode voor driefasige asynchrone motoren
Bij de stervormige aansluitmethode worden de uiteinden van drie wikkelingen met elkaar verbonden, waarbij de andere drie draden als stroomaansluitingen worden gebruikt. De aansluitmethode is zoals weergegeven in de afbeelding:
Uitleg van het bedradingsschema van een driefasige asynchrone motor in figuren en tekst
Aansluitdoos voor driefasenmotoren
Wanneer de driefasige asynchrone motor is aangesloten, is de aansluitmethode van het verbindingsstuk in de aansluitdoos als volgt:
Wanneer de driefasige asynchrone motor in de hoeken wordt aangesloten, is de aansluitmethode van het aansluitstuk van de aansluitdoos als volgt:
Er zijn twee aansluitmethoden voor asynchrone driefasige motoren: steraansluiting en driehoekaansluiting.
Triangulatiemethode
Bij het wikkelen van spoelen met dezelfde spanning en draaddiameter heeft de sterverbindingsmethode drie keer minder windingen per fase (1,732 keer) en drie keer minder vermogen dan de driehoekverbindingsmethode. De verbindingsmethode van de voltooide motor is bestand tegen een spanning van 380 V en is over het algemeen niet geschikt voor modificatie.
De aansluitmethode kan alleen worden gewijzigd wanneer de driefasespanning afwijkt van de normale 380 V. Wanneer de driefasespanning bijvoorbeeld 220 V is, kan het van toepassing zijn om de steraansluiting van de oorspronkelijke driefasespanning van 380 V te wijzigen naar de driehoeksaansluiting. Wanneer de driefasespanning 660 V is, kan de driehoeksaansluiting van de oorspronkelijke driefasespanning van 380 V worden gewijzigd naar een steraansluiting, waarbij het vermogen ongewijzigd blijft. Motoren met een laag vermogen worden over het algemeen in ster geschakeld, terwijl motoren met een hoog vermogen in driehoek worden geschakeld.
Bij nominale spanning dient een motor met driehoekschakeling te worden gebruikt. Als deze wordt vervangen door een motor met sterschakeling, valt deze onder een lagere spanning, wat resulteert in een afname van het motorvermogen en de startstroom. Bij het starten van een motor met hoog vermogen (driehoekschakeling) is de stroomsterkte zeer hoog. Om de impact van de startstroom op het net te verminderen, wordt doorgaans een step-down start toegepast. Eén methode is om de oorspronkelijke driehoekschakeling te vervangen door een sterschakeling. Nadat de sterschakeling is gestart, wordt deze weer teruggezet naar de driehoekschakeling voor gebruik.
Bedradingsschema van een driefasen-asynchrone motor
Fysiek diagram van voorwaartse en achterwaartse overdrachtslijnen voor driefasige asynchrone motoren:
Om een motor voor- en achterwaarts te regelen, kunnen twee willekeurige fasen van de voeding ten opzichte van elkaar worden aangepast (dit noemen we commutatie). Meestal blijft de V-fase ongewijzigd en worden de U-fase en W-fase ten opzichte van elkaar aangepast. Om ervoor te zorgen dat de fasevolgorde van de motor betrouwbaar kan worden verwisseld wanneer twee contactors in werking treden, moet de bedrading consistent zijn bij de bovenste aansluiting van het contact en moet de fase worden aangepast bij de onderste aansluiting van de contactor. Vanwege de verwisseling van de fasevolgorde van de twee fasen is het noodzakelijk ervoor te zorgen dat de twee KM-spoelen niet tegelijkertijd kunnen worden ingeschakeld, anders kunnen er ernstige kortsluitingen tussen de fasen optreden. Daarom moet vergrendeling worden toegepast.
Om veiligheidsredenen wordt vaak een dubbel vergrendeld vooruit-achteruitregelcircuit met knopvergrendeling (mechanisch) en contactorvergrendeling (elektrisch) gebruikt. Door knopvergrendeling te gebruiken, kunnen de twee contactors die worden gebruikt voor de fase-aanpassing niet tegelijkertijd worden ingeschakeld, zelfs niet als de vooruit- en achteruitknoppen tegelijkertijd worden ingedrukt. Hierdoor worden fase-tot-fasekortsluitingen mechanisch vermeden.
Bovendien zal, vanwege de vergrendeling van de toegepaste contactors, het lang gesloten contact niet sluiten zolang een van de contactors onder spanning staat. Op deze manier kan bij toepassing van mechanische en elektrische dubbele vergrendeling het voedingssysteem van de motor geen fase-naar-fase kortsluitingen krijgen, waardoor de motor effectief wordt beschermd en ongevallen door fase-naar-fase kortsluitingen tijdens fasemodulatie, die de contactor kunnen verbranden, worden voorkomen.
Plaatsingstijd: 7 augustus 2023
