Asinhroni motori, konstruktivni sastav, princip rada i upotreba.

1. Asinhroni motori
Džeković Ajla
III5E

2. Asinhroni motori
• Šta je asinhroni motor?
• Konstruktivni sastav i vrste
• Navoji
• Princip rada
• Puštanje u rad
• Moment motora
• Jednofazni asinhroni motor
• Dvofazni asinhroni motor
• Obrtni transformator
• Selsni
• Upotreba asinhronih motora

3. Šta je asinhroni motor?
• Asinhroni (indukcioni) motor je
vrsta električnog motora za naizmeničnu
struju. Kod asinhronih motora, brzina
obrtanja rotora i brzina obrtanja obrtnog
magnetnog polja nisu sihnronizovane, pa
otuda ime. Asinhroni motori za razliku
od sinhronih mašina ne mogu da proizvode
reaktivnu snagu, pa se u glavnom koriste
kao elektromotori.
Početna

4. Nazad
Obrtno magnetno polje
Početna

5. Konstruktivni sastav i vrste
• Asinhroni motor se sastoji iz dva dela: statora i rotora.
• Stator je u vidu gvozdenog šupljeg valjka, na čijem su
unutrašnjem omotaču ţlebovi, a u njima su postavljeni navoji
od izolovanih bakarnih provodnika.
• Rotor je u vidu gvozdenog valjka, smešten u šupljini statora,
sa svojim vratilom oslanja se u dva nepokretna leţišta u
prednjem i zadnjem poklopcu. U ţlebovima rotora nalaze se
navoji rotora od izolovanih bakarnih provodnika čiji se krajevi
dovode do tri izolovana mesingana prstena koji „nose“ ugljene
dirke.
Početna

6. Nazad
Stator
Početna

7. Nazad
Konstruktivni sastav i vrste
• Prema izgledu navoja rotora, asinhroni motori se dele na one sa
namotanim rotorom (sa prstenovima) i na one sa kratko
spojenim rotorom (bez prstenova).
• Motor je smešten u oklopu od livenog gvoţđa, a spolja ima rebra radi
povećanja površine hlađenja. Oklop sluţi kao drţač dva poklopca od
livenog gvoţđa, u kojima su leţišta rotora. Oklop nosi sa donje strane
stope pomoću kojih se motor učvršćuje na postolje. Na gornjem delu
oklopa je prsten kojim se motor prenosi. U oklopu je ventilator koji
pomoću svojih peraja izaziva strujanje vazduha i tako odnosi toplotu
sa površine motora.
• Zatvoreni motori upotrebljavaju se u prostorijama gde ima prašine i
gasova, koji mogu da oštete izolaciju. Motori otvorene izrade koriste
se gde nema vlage, prašine i gasova. Poluotvoreni motori grade se
sa takvim oklopom i poklopcima da voda koja kaplje ne moţe da uđe
u motor.
Početna

8. Nazad
Rotor
Asinhrona mašina sa namotanim rotorom:
Asinhrona mašina sa kaveznim (spojenim) rotorom:
Početna

9. Navoji
• Trofazni navoji asinhronih motora postavljeni u
ţlebovima statora izgrađeni su prema zamisli Nikole
Tesle. Kada se kroz njih propuste trofazne naizmenične
struje, one proizvode Teslino obrtno magnetno polje.
• Osnovno pravilo za izradu ovakvog namotaja je da
širina svakog navojka bude pribliţno jednaka širini
pola, a da ulazi (počeci) svakog faznog namotaja budu
međusobno pomereni za trećinu širine para polova.
Postoje namotaji kod kojih širina navoja nije jednaka
širini pola, već je nešto veća ili manja. To su tkz.
namotaji sa mešovitim pojasima, jer se kod njih u istom
pojasu nalaze navoji raznih faza.
Početna

10. Nazad
Navoji
Kroz navoje trofaznog
Teslinog namotaja teku
trofazne struje kod kojih
treba uočiti tri karakteristična
trenutka:
Kada je u svakom pojedinom
faznom namotaju struja
maksimalne jačine, a u druga
dva upola manje, i suprotno
smera od prve.
Početna

11. Trofazni AC asinhroni motor
Nazad

12. Princip rada
• Trofazni namotaj statora je napajan iz simetričnog trofaznog sistema napona.
Kroz namotaje protiču trofazne simetrične naizmenične struje i stvaraju
naizmenični magnetni fluks u svakom od faznih namotaja. Magnetopobudna
sila u svakoj fazi stvara pulzirajući naizmenični magnetni fluks.
• Magnetni fluks je pribliţno sinusoidan u prostoru, a prostorni maksimum je
normalan na fazni namotaj. Ukupni magnetni fluks u motoru jednak je
vektorskom zbiru fluksa pojedinih faza. Manji deo fluksa statora se zatvara kroz
stator (rasipna induktivnost) a veći deo preko procepa obuhvata i rotorske
navojke (medjusobna induktivnost). Obrtni fluks indukuje elektromotornu silu u
nepomičnim provodnicima statora, koja se suprotstavlja naponu.
• Takodje, pošto se rotor obrće brzinom niţom od sinhrone, obrtni fluks indukuje i
elektromotornu silu u provodnicima rotora. Indukovana ems rotora je i po
frekvenciji i po amplitudi proporcionalna razlici brzine obrtnog magnetnog polja
i brzine obrtanja rotora.
Početna

13. Nazad
Princip rada
Početna

14. Nazad
Princip rada
• Pošto su provodnici rotora kratkospojeni, kroz njih će proticati struja.
• Ta struja izaziva dve pojave:
o Fluks rotora teţi da smanji fluks u procepu, pa se struja statora povećava.
o Fluks rotora se magnetno spreţe sa fluksom obrtnog polja i stvara silu tj.
moment koji nastavlja da pokreće motor.
• Sila (moment) je proporcionalna gustini fluksa i struji u provodnicima rotora. Shodno
tome, brzina obrtanja rotora mora biti manja od brzine obrtnog magnetnog polja
(sinhrone brzine). Sinhrona brzina obrtnog magnetnog polja je definisana napajanjem
i konstrukcijom statorskog namotaja:
• Razlika brzine polja i brzine rotora naziva se klizanje, i računa se ili u apsolutnim ili u
relativnim jedinicama, kao i u procentima:
60 f ns n
ns s
p ns
• Pri polasku, klizanje je 1 (odnosno 100%). U praznom hodu, klizanje je skoro nula.
Klizanje prouzrokuje gubitke i smanjuje stepen korisnog dejstva, pa je bolje da je što
manje. . Pri normalnom radu klizanje je nekoliko procenata. Oko 10% za mašine malih
snaga, a oko 2% za mašine vrlo velikih snaga.
• Brzina polja rotora je uvek sinhrona. o ns n
s ns n s (%) 100
min ns
Početna

15. Puštanje u rad
• Učestanost električne sile i struje rotora je vrlo mala pri normalnom radu, jer
je mala učestanost u rotoru. Učestanost rotora jednaka je učestanosti statora
pri polasku motora jer tada klizanje iznosi 1.
• Pri normalnom radu indukovana električna sila rotora je s puta manja od one
pri puštanju, tj. iznosi 0,04 0,09 vrednosti električne sile pri normalnom radu.
To znači da i struja rotora pri radu iznosi 0,04 0,09 vrednosti struje rotora
koja se javlja pri puštanju u rad motora. Potrebno je ograničiti polaznu struju
rotora koja je nekoliko puta veća od normalne radne struje rotora. Ona se
moţe ograničiti ili smanjenjem vrednosti indukovane električne sile rotora u
trenutku puštanja ili vezivanjem otpora u kolo rotora pri istoj vrednosti.
• Puštanje u rad asinhronih motora sa namotanim rotorom i rotorskim
prstenovima moguće je rotorskim otpornikom. To je trofazni otpornik vezan u
zvezdu. Vezuje se preko odgovarajućih priključnih zavrtnja na rotorske
prstenove koji nose klizne četkice.
• Pri puštanju u rad motora, u kolo rotora se uključi najveća vrednost rotorskog
otpornika, pa se pri povećanju brzine rotora, tj. pri smanjenju klizanja,
smanjuje vrednost otpora.
Početna

16. Nazad
Puštanje u rad
• Promena smera obrtanja asinhronog motora postiţe se izmenom
veze dva statorska navoja sa dovodom električnog napona.
Početna

17. Moment motora
• Primljena električna snaga elektromotora najvećim delom se prenosi na
rotor posredstvom obrtnog magnetnog polja i momenta ems.
• U elektromotoru postoje gubici dovedene električne snage i to: u gvoţđu u
vidu gubitaka usled pojave vihornih struja i usled magnetnog histerezisa; i u
bakarnom provodniku.
• Snaga gubitaka u gvoţđu zavisi od kvadrata jačine magnetnog polja. Pošto
je napon mreţe stalan, a on je pribliţno jednak kontraelektromotornoj sili u
navoju statora koja je konstantna, moţe se zaključiti da je i obrtni fluks
konstantan, tj. pribliţno stalne vrednosti, pa je i jačina magnetnog polja
konstantna.
• Gubici u gvoţđu su takođe stalni a nezavisni od struje opterećenja. Pošto je
učestanost rotora vrlo mala pri radu motora, glavni gubici energije u gvoţđu
javljaju se u statoru.
• Regulacija broja obrtaja asinhronog motora sa namotanim rotorom moţe se
izvesti otpornikom R koji se veţe u kolo rotorovih navoja, a vrednost
njegovih otpora se reguliše.
Početna

18. Jednofazni asinhroni motor
• Stator jednofaznog asinhronog motora ima jednofazni navoj, a rotor
trofazni navoj kod većih motora, odnosno kratkospojni kod manjih
motora. Jednofazni navoj statora izrađuje se na isti način kao i
trofazni.
Početna

19. Nazad
Jednofazni asinhroni motor
• Pulzirajući magnetni fluks indukuje u navojima rotora električnu silu koja u
kolu rotora stvara struju. Magnetno polje koje se obrće u jednom smeru
stvara ems u jednom smeru. Magnetno polje koje se obrće u suprotnom
smeru stvara ems takođe suprotnog smera.
• Posledica je da rotor motora stoji. Ako se rotoru, spoljnom mehaničkom
silom, pomogne da krene u smeru jednog obrtnog polja, nastaviće da se
obrće kao motor koji ima jedno obrtno polje i svoju indukovanu električnu
silu rotora. Tada će se drugo obrtno polje koje se obrće suprotnim smerom
ndukovati u navojima istog rotora drugu električnu silu, vrlo velike
učestanosti. Praktično se oseća dejstvo samo prvog obrtnog polja: motor se
ponaša kao da postoji samo ovo polje, pa se okreće samo tim smernom.
• Jednofazni asinhroni motori obično se izrađuju kao mali i sitni motori za
uređaje koji se priključuju na jednofazne instalacije kao i motori za neke
uređaje u domaćinstvu.
Početna

20. Dvofazni asinhroni motor
• Dvofazni asinhroni motori se najviše koriste u automatici za
upravljanje pogonom.
• Upravljivi dvofazni asinhroni motori su motori malih snaga (od
1W do nekoliko stotina W). Osnova konstrukcije: spoljašnji
stator je sastavljen od statorskih limova na ţljebovima za
namotaje. Rotor je od šupljeg tankog nemagnetnog
provodnog materijala (aluminijum) koji je naglavljen na vratilo i
lako je pokretljiv. Na vratilo ispod rotora je unutrašnji stator od
magnetnih limova za poboljšanje magnetne provodnosti
stvorenog fluksa.
• Postoje tri vrste upravljanja radom dvofaznih asinhronih
motora: amplitudno, fazno i amplitudno-fazno. Upotrebljavaju
se u regulacionnoj tehnici raznih zahteva.
Početna

21. Obrtni transformator
• Asinhroni motori sa namotanim rotorom mogu da rade sa
zakočenim rotorom, a zovu se indukcioni regulatori u koje
spadaju obrtni transformatori i selsini.
• Asinhroni motor sa zakočenim rotorom koji sluţi samo
električno-električno (ne elektromehaničko) pretvaranje
energije nazivamo obrtnim (zakretnim) transformatorom ili
indukcionim regulatorom.
• Zakretni transformator ima vazdušni procep (zazor), pa je
zbog toga magnetna struja puno veća u odnosu na normalni
transformator (kod motora manjih snaga kreće se i do 80%
naznačene struje). Budući da su namotaji kod asinhrone
mašine relativno puno razmaknuti (jedan je na statoru, a
drugi na rotoru), rasipanje fluksa je mnogo veće nego kod
normalnog transformatora.
Početna

22. Nazad
Obrtni transformator
• Na mreţu se moţe priključiti bilo
statorov ili rotorov namotaj. Ako se
priključi statorov namotaj, on
stvara obrtni magnetni fluks koji u
primaru indukuje
kontraelektromotornu silu, a u
rotoru elektromotornu silu, iste
učestanosti, pa je odnos
preobraţaja napona kao kod
transformatora. Ako rotor u
odnosu na stator bude pomeren
za neki ugao (manji od ugla koji
odgovara polu) u rotoru se • Zakretanjem motora dobijaju se razni
indukuje sila u sinusnoj zavisnosti sniţeni naponi na sekundaru obrtnog
od ugla zakretanja. transformatora. Upotrebljava se za
puštanje asinhronih motora u rad, i za
razne potrebe regulacione tehnike.
Početna

23. Selsini
• Selsini su u osnovi obrtni transformatori koji u
statoru imaju jednofazni (pobudni) namotaj, a u
rotoru trofazni sekundarni namotaj sa prstenovima i
četkicama.
• Selsini se obično upotrebljavaju u regulacionoj
tehnici za prenos ugaonog pomeraja na daljinu bez
ehaničkih veza. Tada treba upotrebiti dva selsina
međusobno vezanih rotora, a statorski namotaji su
im vezani za istu mreţu dovoda – električna
osovina.
Početna

24. Upotreba asinhronih motora
• Industrija (pumpe, kompresori, mlinovi, mešalice).
• Transportni sistemi (pokretne trake, dizalice, ţičare i ski liftovi,
električna vozila).
• Različite vrste kućnih aparata (veš mašine, kompresori za
• friţidere, kompresori u klima suređajima).
• Električna vozila
• Ţičare
• Pumpe
• Ventilatori
• Pokretne trake
• Mašine za štampu
• Veš mašine
Početna