Ein Induktionsmotor ist ein elektrisches Gerät, das elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt. Aufgrund seiner Selbststartattribute wird es am häufigsten für industrielle Anwendungen verwendet. Der Schleifring-Induktionsmotor ist einer der Typen von 3-Phasen-Induktionsmotoren und ein gewickelter Rotormotortyp. Aufgrund verschiedener Vorteile wie niedrigem Anfangsstrom, hohem Anlaufdrehmoment und verbessertem Leistungsfaktor wird es in Anwendungen eingesetzt, die ein hohes Drehmoment, Kräne und Aufzüge erfordern. Die Rotorwicklungen bestehen aus mehr Wicklungen, einer höheren induzierten Spannung und weniger Strom im Vergleich zum Käfigläufer. Die Wicklungen sind über Schleifringe mit dem externen Widerstand verbunden, wodurch das Drehmoment / die Drehzahl eines Motors gesteuert werden kann.
Was ist ein Schleifring-Induktionsmotor?
Definition: Ein Schleifring-Induktionsmotor wird als Asynchronmotor bezeichnet, da die Drehzahl, mit der er arbeitet, nicht gleich der Synchrondrehzahl eines Rotors ist. Der Rotor dieses Motortyps ist gewickelt. Es besteht aus einem zylindrischen laminierten Stahlkern und einer halbgeschlossenen Nut an der Außengrenze, um einen dreiphasigen isolierten Wicklungskreis aufzunehmen.
Schleifring im Induktionsmotor
Wie in der obigen Abbildung zu sehen ist, ist der Rotor so gewickelt, dass er der Anzahl der Pole am Stator entspricht. Die drei Klemmen eines Rotors und drei Startklemmen, die über Schleifringe verbunden sind, sind mit einer Welle verbunden. Ziel der Welle ist es, mechanische Kraft zu übertragen.
Konstruktion
Bevor wir das Arbeitsprinzip von diskutieren Schleifring Induktion Motor , das zu kennen Schleifring Induktionsmotor Konstruktion ist wichtig. Beginnen wir also mit der Konstruktion, die aus zwei Teilen besteht: Stator und Rotor.
- Stator
- Rotor
Stator
Der Stator dieses Motors besteht aus verschiedenen Schlitzen, die angeordnet sind, um den Aufbau eines 3-Phasen-Wicklungskreises zu unterstützen, der an eine 3-Phasen-Wechselstromquelle angeschlossen ist.
Rotor
Der Rotor dieses Motors besteht aus einem zylindrischen Kern mit Stahlblechen. Außerdem hat der Rotor parallele Schlitze, um dreiphasige Wicklungen aufzunehmen. Die Wicklungen in diesen Schlitzen sind in einem Winkel von 120 Grad zueinander angeordnet. Diese Anordnung kann Geräusche reduzieren und ein unregelmäßiges Anhalten eines Motors vermeiden.
Funktion des Schleifring-Induktionsmotors
Dieser Motor läuft nach dem Prinzip von Faradaysches Gesetz der elektromagnetischen Induktion . Wenn eine Statorwicklung mit einer Wechselstromversorgung angeregt wird, erzeugt die Statorwicklung einen Magnetfluss. Basierend auf dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion wird die Rotorwicklung induziert und erzeugt einen magnetischen Fluss. Diese induzierte EMK entwickelt ein Drehmoment, das es dem Rotor ermöglicht, sich zu drehen.
Die Phasendifferenz zwischen Spannung und Strom erfüllt jedoch nicht die Anforderungen zur Erzeugung eines hohen Anlaufdrehmoments, da das entwickelte Drehmoment nicht unidirektional ist. Der externe Außenwiderstand mit hohem Wert wird mit der Schaltung verbunden, um die Phasendifferenz eines Motors zu verbessern. Infolgedessen wird die induktive Reaktanz und Phasendifferenz zwischen I und V verringert. Folglich hilft diese Reduzierung dem Motor, ein hohes Drehmoment zu erzeugen. Das Schleifring Induktionsmotor Diagramm wird unten gezeigt.
Anschlussplan des Schleifring-Induktionsmotors
Warum werden in einem Induktionsmotor Schleifringe verwendet?
Unterhose ist definiert als die Differenz zwischen der Flussdrehzahl und der Rotordrehzahl. Damit ein Induktionsmotor ein Drehmoment erzeugt, sollte zumindest ein gewisser Unterschied zwischen der Statorfelddrehzahl und der Rotordrehzahl bestehen. Dieser Unterschied wird als „Schlupf“ bezeichnet. Der Schleifring “ist ein elektromechanisches Gerät, das die Übertragung von Strom und elektrischen Signalen von stationären zu rotierenden Bauteilen unterstützt.
Schleifringe werden auch als elektrische Drehschnittstellen, elektrische Drehgelenke, Wirbel oder Sammelringe bezeichnet. Je nach Anwendung benötigt der Schleifring manchmal eine höhere Bandbreite, um Daten zu übertragen. Schleifringe verbessern die Effizienz und Leistung eines Motors, indem sie den Systembetrieb verbessern und Drähte beseitigen, die an den Motorgelenken baumeln.
Berechnung des Widerstands des Schleifring-Induktionsmotors
Das maximale Drehmoment tritt auf, wenn
r = Smax. X - (I)
Wobei Smax = Schlupf beim Auszugsdrehmoment
X = Induktivität eines Rotors
r = Widerstand der Rotorwicklung
Hinzufügen des externen Widerstands R zu Gleichung (I),
r + R = (Smax) “. X - (ii)
Aus Gleichung (i) und (ii) ergibt sich
R = r (S ’max / Smax - 1) - (iii)
Per Definition von Smax erhalten wir Smax = 1 - (Nmax / Ns) - (iv)
Wenn wir S’max = 1 in Gleichung (iii) setzen, erhalten wir
R = r. (1 / Smax-1) - (v)
Nehmen wir an, Ns = Synchrondrehzahl von 1000 U / min und Ausziehdrehmoment tritt bei 900 U / min auf, Gleichung (iv) reduziert sich auf Smax = 0,1 (d. H. 10% Schlupf)
Ersatz in Gleichung (v),
R = r. (1 / 0,1-1)
R = 9. r
'R' wird mit einem Multimeter gemessen. Der 9-mal höhere Widerstandswert als der Widerstand eines Schleifringrotors wird extern angeschlossen, um ein maximales Anlaufdrehmoment zu erzielen.
Drehzahlregelung des Schleifring-Induktionsmotors
Die Drehzahlregelung dieses Motors kann mit zwei Methoden erfolgen, die die folgenden umfassen.
Effekt des Hinzufügens von externem Widerstand
Im Allgemeinen erfolgt die Zündung dieser Motoren, wenn sie die volle Netzspannung ziehen, die 6 bis 7 Mal höher ist als der Volllaststrom. Dieser hohe Strom kann durch einen externen Widerstand gesteuert werden, der in Reihe mit dem Rotorkreis geschaltet ist. Der externe Widerstand wirkt während des Motorstarts als variabler Rheostat und stellt sich automatisch auf einen hohen Widerstand ein, um den erforderlichen Anlaufstrom zu erhalten.
Der externe Widerstand verringert den hohen Widerstand, sobald der Motor die normale Drehzahl erreicht und das Anlaufdrehmoment eines Motors erhöht. Das Einstellen des externen Widerstands hilft auch beim Verringern des Rotor- und Statorstroms, verbessert jedoch den Leistungsfaktor eines Motors.
Verwenden der Thyristorschaltung
Die Thyristor-Ein / Aus-Schaltung ist eine weitere Möglichkeit, die Drehzahl eines Motors zu steuern. Bei diesem Verfahren wird der Wechselstrom des Rotors an einen 3-Phasen-Brückengleichrichter angeschlossen und über ein Filter mit dem externen Widerstand verbunden. Der Thyristor ist über einen externen Widerstand angeschlossen und wird mit hoher Frequenz ein- und ausgeschaltet. Das Verhältnis von Einschaltzeit zu Ausschaltzeit schätzt den tatsächlichen Wert des Rotorkreislaufwiderstands, der bei der Steuerung der Motordrehzahl durch Steuerung der Drehzahl-Drehmoment-Eigenschaften hilft.
Unterschied zwischen Käfigläufer und Schleifring-Induktionsmotor
Der Unterschied zwischen diesen beiden Motoren wird unten diskutiert.
| Schleifringmotor | Käfigläufermotor |
| Es hat einen gewickelten Rotor | Sein Rotor ist vom Typ Käfig |
| Der Rotor hat einen zylindrischen Kern mit parallelen Schlitzen, in denen jeder Schlitz eine Stange hat | Steckplätze sind nicht parallel zueinander |
| Die Konstruktion ist aufgrund von Schleifringen und Bürsten kompliziert | Der Aufbau ist einfach |
| Der externe Widerstandsstromkreis ist mit einem Motor verbunden | Kein externer Widerstandsstromkreis, da die Stangen des Rotors vollständig geschlitzt sind |
| Das Anlaufdrehmoment ist hoch | Das Drehmoment ist niedrig |
| Der Wirkungsgrad ist gering | Die Effizienz ist hoch |
Vor- und Nachteile des Schleifring-Induktionsmotors
Die Vorteile sind
- Hohes und ausgezeichnetes Anlaufdrehmoment zur Unterstützung hoher Trägheitslasten.
- Es hat einen geringen Anlaufstrom aufgrund des externen Widerstands
- Kann einen 6- bis 7-mal höheren Volllaststrom aufnehmen
Die Nachteile sind
- Beinhaltet höhere Wartungskosten aufgrund von Bürsten und Schleifringen im Vergleich zum Käfigläufermotor
- Komplizierte Konstruktion
- Hoher Kupferverlust
- Geringer Wirkungsgrad und geringer Leistungsfaktor
- Teurer als 3-Phasen-Käfigläufer-Induktionsmotor
Anwendungen
Einige der Anwendungen des Schleifring-Induktionsmotors sind
- Diese Motoren werden dort eingesetzt, wo ein höheres Drehmoment und ein niedriger Anlaufstrom erforderlich sind.
- Wird in Anwendungen wie Aufzügen, Kompressoren, Kränen, Förderbändern, Hebezeugen und vielem mehr verwendet
FAQs
1). Was ist Schlupf in einem Elektromotor?
Schlupf ist definiert als die Differenz zwischen Synchrondrehzahl und Betriebsdrehzahl bei gleicher Frequenz.
2). Wo werden Käfigläufermotoren eingesetzt?
Sie werden in Kreiselpumpen, großen Gebläsen und Ventilatoren verwendet, um Förderbänder usw. zu betreiben.
3). Was ist ein Schleifring-Induktionsmotor?
Ein Motor mit einem gewickelten Rotor ist als Schleifring-Induktionsmotor bekannt. Auch Rotorwicklungen sind über Schleifringe mit dem Außenwiderstand verbunden.
4). Nennen Sie einen Nachteil des Schleifring-Induktionsmotors und des Käfigläufer-Induktionsmotors
Die Nachteile sind hohe Kupferverluste und das geringe Drehmoment
5). Was ist die Verwendung von externem Widerstand in Schleifring-Induktionsmotoren?
Der externe Widerstand wirkt während des Motorstarts als variabler Rheostat und stellt sich automatisch auf einen hohen Widerstand ein, um den erforderlichen Anlaufstrom zu erhalten.
Daher wird in diesem Artikel erläutert eine Übersicht über Schleifring Induktionsmotor, der Unterschied zwischen Schleifring-Induktionsmotor und Käfigläufer-Induktionsmotor, Anwendungen, Vor- und Nachteile. Hier ist eine Frage an Sie, welche Funktion hat ein Schleifring-Induktionsmotor?
