Ekorre

Figur 1. Schematisk motorrepresentation ekorrebur. Källa: Wikimedia Commons.

Vad är en ekorre burmotor?

Equirrel Cage Engine är en induktionselektrisk motor, vars rotations- eller rotordel utgörs av en uppsättning ledande staplar parallellt med den axiella riktningen och arrangeras i cylindrisk form runt axeln.

Denna form kommer ihåg en bur som de som används för att fånga ekorrar i det nordamerikanska gamla väst, därmed namnet. De är också det billigaste, hållbara och mindre underhållet, på grund av brist på kol, borstar eller samlare i rotorn, som inte behöver ansluta elektriskt till någon källa till extern ström.

De första rotationsfältmotorerna utformades mellan 1885 och 1886 oberoende av två stora elgenier: Galileo Ferraris och Nikola Tesla. Dessa motorer var föregångarna till de nuvarande ekorrburen motorer.

Squirrel Cage Engine är växlande ström, som kan vara tre -fas-, bifasisk eller enkelfas. Enligt typen av mat kan designen variera lite, men driftsprincipen är alltid densamma.

Motoroperation Equirrel Cage

Driftsprincipen är baserad på generering av ett roterande magnetfält i mitten av motorn, genom en statisk lindning i dess periferi, som matas med växlande ström.

Detta roterande magnetfält inducerar strömmar i stängerna som utgör rotorburen, och dessa strömmar producerar i sin tur ett sekundärt magnetfält som interagerar med det primära fältet och ger ett vridmoment eller ett ögonblick på rotorn.

Nyckeln till drift är i produktion av ett roterande magnetfält vinkelrätt mot rotationsaxeln. Detta roterande fält utövar en magnetisk vridkraft på burens längsgående staplar när strömmen cirkulerar.

För att generera strömmen i de ledande staplarna parallella med burens rotationsaxel krävs inte en extern strömkälla, eftersom själva roterande fältet, genom magnetisk induktion, kan inducera en ström på burstängerna.

Kan tjäna dig: Termisk balans: Ekvationer, applikationer, övningar

Att så länge det finns en skillnad mellan magnetfältets rotationshastighet och rotorns rotationshastighet.

Roterande magnetfält i en trefasmotor

Squirrel Cage -motorer kan vara tre fas- eller enfas. När det gäller tre -fasmotorn, det vill säga den som arbetar med en växelström med tre faser, går varje fas till den föregående i 120º, det vill säga en tredjedel av perioden.

figur 2.- Animering som visar det roterande magnetfältet till följd av överlappningen av de enskilda fälten för de tre föråldrade 120º och matade tre -fasströmmen. Källa: Wikimedia Commons.

I varje elmotor kännetecknas två delar:

• Stator, Den perifera delen av motorn som är fixerad med avseende på dess bostäder.
• Rotor, Motorns centrala rotation.

I statorn finns ett paket med slitsade och emaljerade ark (för att undvika parasit- eller foucault -strömmar) och hög magnetisk permeabilitet.

Spåren passerar kablarna täckta med isolerande lack som bildar minst tre lindningar eller spolar, föråldrade i 120º. De tre spolarna matas med tre -fas växelström och varje fas avancerade också i 120º med avseende på den föregående.

I varje ögonblick ger superpositionen av magnetfälten ett resulterande fält vinkelrätt mot motorrotationsaxeln. När tiden fortskrider upprätthåller det kombinerade magnetfältet för de tre spolarna dess amplitud, men dess riktning alltid vinkelrätt mot rotationsaxeln, roterar med en frekvens lika med den växlande strömmen, vanligtvis mellan 50 och 60 Hz.

Ekorreburrotor

Den består av två ledare anslutna med åtta eller fler longitudinella ledande staplar, parallellt med rotationsaxeln.

Figur 3. Ekorreburrotor. Källa: Wikimedia Commons.

Vridmoment på rotorn

För att förstå hur rotationsfältet producerar vridmoment på buren kan du föreställa dig en minsta bur, bestående av två diametralt motsatta längsgående staplar.

Kan tjäna dig: elektromagnetisk energi: formel, ekvationer, användningar, exempel

När denna bur ursprungligen är i vila och tack vare elektromotivkraften, det roterande fältet som korsar det inducerar en laströrelse i varje stapel. Men eftersom staplarna är korta kretsar i sina ändar med en ledande båge, är en aktuell cirkulation mellan motsatta staplar etablerade.

Å andra sidan, eftersom staplarna har rörelse relativt statorn, visas en kraft av magnetiskt ursprung på dem, känd som Lorentzs kraft, som är vinkelrätt mot statorns radiella fält och riktningen i varje ström i varje bar.

För att få ström och vridmoment på stängerna är det nödvändigt att de har relativ rörelse med avseende på radiomagnetfältet som produceras i statorn.

Därför är burens rotationshastighet alltid mindre än magnetfältet. På grund av denna brist på synkroni mellan rotorn och fältet är detta en asynkron motor.

Det finns därför ett par motsatta krafter i varje stång, som producerar ett vridmoment på den förenklade buren, och på samma sätt med burar på mer än två staplar.

Järnkärna

En förbättring består av att placera buren inbäddad i en uppsättning rullade och emaljerade skivor, gjorda av hög magnetiska permeabilitetsmaterial, såsom järn.

Syftet är att multiplicera intensiteten hos magnetfält som produceras av både statorn och av själva rotorn. Det är tack vare interaktionen mellan dessa två fält som vridmomentet produceras på rotorn.

Erfarenheten har visat att om burstängerna har viss snedhet med avseende på rotationsaxeln har motorn en mjukare operation med mindre vibrationer.

En större belastning i rotorn, rotorns glidhastighet med avseende på rotationshastigheten för statorns magnetfält växer också. Därför uppstår de maximala strömmarna och de maximala momenten när rotorn är låst, varför den överbelastade motorn kan drabbas av överhettning och därför skada på lacken och isolering av emaljer i spolarna och plattorna som utgör statorns kärnor och rotor.

Det kan tjäna dig: vad är prandtl -numret? (Värden i gaser och vätskor)

Motorapplikationer ekorre

Tre -fasekorre burmotorer föredras för industriella applikationer. De rekommenderas mindre för inhemskt bruk där den asynkrona enkelfasmotorn föredras, eftersom tre -fasströmmen i allmänhet inte når bostäder.

Centrifugalpumpar

Equirrel Cage -motorerna föredras för centrifugalpumpar.

Tornos och fräsmaskiner

De är också perfekta i stora svarvar och fräsmaskiner, liksom i branscher där transportör och blåsa band krävs.

Klipp och trok av lakan 

Dessa typer av motorer är lämpliga för den tunga industrin av Trocales och skjuvning av metallplåtar.

Fördelar

Squirrel Cage -motorer har många fördelar jämfört med andra typer av elmotorer:

1. I kraftjämlikhet är ekorre burmotorer mer kompakta och mindre vikt än synkrona motorer.
2. De är helt skalbara, det vill säga de kan byggas av små till mycket stora.
3. Vridmomentet eller rotationsmomentet för ekorrburen är i allmänhet högre än för andra typer av motorer, mycket lämpligt för tung användning.
4. Effektiviteten för tre -fas ekorre burmotorer är större än 70%. Asynkrona enkelfasmotorer har en lägre prestanda, men alltid högre än likströmsmotorer.
5. På grund av utvecklingen av kraftelektronik är det möjligt att styra hastigheten på sådana motorer elektroniskt, varierande av strömmen för strömmen.

Nackdelar

Bland de viktigaste nackdelarna kan citeras:

1. Vid tidpunkten för start har induktionsmotorer en hög efterfrågan på ström, så de är inte angivna för applikationer där motorn ständigt måste starta och stoppa, eftersom det skulle innebära en överbelastning i det elektriska systemet.
2. Även när Power Electronics har avancerat är dess rotationshastighet inte så kontrollerbar som för passande motorer.

Referenser

1. Asynkrona eller induktionsmaskiner. Återhämtat sig från: BiBing.oss.är
2. Martínez J. Delar av en induktionsmotor och dess driftsprincip. Hämtad från: Machineafers4.Filer.WordPress.com
3. Rosales J. Elmotorer för industrin. Hämtad från: USMP.Edu.pe
4. Wikipedia. Ekorre bur. Återhämtad från: är.Wikipedia.com
5. Wikipedia. Asynkron motor. Återhämtad från: är.Wikipedia.com