비동기 모터의 구조적 형태

외부 구조 형태 비동기 모터 엔진이 장착되는 방식과 환경의 영향으로부터 엔진을 보호하는 형태에 따라 결정됩니다. 정상적인 다리 모터 성능은 널리 퍼져 있습니다(그림 1, a). 이 경우 모터 축은 수평이어야 합니다. 플랜지가 있는 엔진(그림 1, b)은 수평 및 수직 설치에 널리 사용됩니다.

또한 프레임, 엔드 실드, 샤프트가 없는 인라인 유도 모터도 생산합니다. 이러한 모터의 요소는 기계 본체의 부품에 내장되어 있으며 모터 샤프트는 기계 샤프트(종종 스핀들) 중 하나이며 베드는 예를 들어 연삭 헤드와 같은 기계 어셈블리의 본체입니다(그림 2).

방사형 치수가 작고 길이가 긴 모터와 특히 원통 모양의 고정자와 링 모양의 외부 회전자가 있는 디스크 모터를 포함하여 특수 설계 모터가 해외에 널리 배포됩니다. 모터도 사용되는데, 모터를 켤 때 원뿔 모양의 로터가 축 방향으로 움직여 상당한 추력을 발생시킵니다.

이 힘은 모터가 주전원에서 분리된 후 모터 샤프트에 작용하는 기계적 브레이크를 해제하는 데 사용됩니다. 또한 부드러운 조절을 제공하는 부착된 기어박스, 기어박스 및 기계식 변속기와 함께 수많은 엔진 설계가 사용됩니다.

쌀. 1. 비동기 모터 설계

특별한 디자인 형태의 엔진을 사용하는 단점은 사고 발생 시 교체가 어렵다는 점입니다. 결함이 있는 전기 모터는 교체하지 말고 수리해야 하며 수리하는 동안 기계는 유휴 상태입니다.

다양한 형태의 환경 보호 기능을 갖춘 엔진이 기계를 구동하는 데 사용됩니다.

실드 모터에는 엔드 실드의 통풍구를 덮는 그릴이 있습니다. 이것은 이물질이 엔진에 들어가는 것을 방지하고 작업자가 회전하는 부품과 충전부를 만지는 것을 방지합니다. 액체 방울이 위에서 떨어지는 것을 방지하기 위해 엔진에는 하향 또는 수직 통풍구가 장착되어 있습니다.

쌀. 2. 내장 연삭 모터

그러나 이러한 전기 모터가 작업장에서 작동하면 팬이 공기와 함께 먼지를 흡입하고 냉각수 또는 오일을 분사하며 작은 강철 또는 주철 입자가 권선의 절연에 달라 붙어 진동합니다. 교류 자기장의 영향으로 단열재가 빠르게 마모됩니다.

엔드 스크린에 환기구가 없는 폐쇄형 엔진은 환경적 영향에 대해 보다 안정적인 보호 기능을 제공합니다. 냉각 성능이 좋지 않아 보호 엔진과 동일한 치수를 가진 이러한 엔진은 전력이 적습니다.동일한 힘과 속도로 닫힌 전기 모터는 보호되는 전기 모터보다 1.5-2 배 더 무겁기 때문에 가격이 더 비쌉니다.

폐쇄형 모터의 크기와 비용을 줄이려는 욕구로 인해 폐쇄형 전기 모터가 탄생했습니다. 이러한 전기 모터에는 드라이브 끝 반대편의 모터 샤프트 끝에 장착되고 캡으로 덮인 외부 팬이 있습니다. 이 팬은 모터 하우징 주위를 붑니다.

팬 모터는 닫힌 모터보다 훨씬 가볍고 저렴합니다. 블로운 모터는 금속 절단기를 구동하는 데 가장 자주 사용됩니다. 다른 형태의 환경 보호 기능이 있는 엔진은 금속 절단기를 구동하는 데 상대적으로 거의 사용되지 않습니다. 특히 밀폐형 전기 모터는 때때로 연삭기를 구동하는 데 사용됩니다.

전기 모터는 127, 220 및 380V의 표준 전압용으로 설계되었습니다. 전기 모터의 고정자 권선은 삼각형으로 연결되며 큰 삼각형은 별 모양으로 연결됩니다. 전기 모터 권선의 전류와 전압은 두 경우 모두 동일합니다. 또한 500V 전기 모터를 생산하고 고정자는 별 모양으로 영구적으로 연결됩니다.

많은 산업 분야에서 사용되는 비동기식 농형 모터는 정격 출력이 0.6-100kW/ 동기 속도 600, 750, 1000, 1500 및 3000rpm.

전기 모터 권선의 전선 단면은 흐르는 전류의 크기에 따라 다릅니다. 전류가 클수록 모터 권선의 부피가 커집니다.자기 회로의 단면적은 자속의 크기에 비례합니다. 이러한 방식으로 전기 모터의 치수는 계산된 전류 및 자속 값 또는 전기 모터의 정격 토크에 의해 결정됩니다. 정격 엔진 출력

여기서 P.n - 공칭 전력, kW, Mn- 공칭 모멘트, N • m, nn- 공칭 속도, rpm.

동일한 엔진 크기에 대한 정격 출력은 정격 속도가 증가함에 따라 증가합니다. 따라서 저속 전기 모터는 동일한 출력의 고속 모터보다 큽니다.

작은 구멍을 연삭할 때 적절한 절삭 속도를 얻으려면 매우 높은 연삭 스핀들 속도가 필요합니다. 따라서 30m/s의 속도로 직경 3mm의 휠로 연삭할 때 스핀들의 속도는 분당 200,000회전과 같아야 합니다. 높은 스핀들 속도에서는 클램핑력이 급격히 감소할 수 있습니다. 동시에 휠 연삭 및 맨드릴 굽힘이 감소하고 표면 조도 및 가공 정확도가 증가합니다.

위와 관련하여 업계에서는 소위 수많은 모델을 사용합니다. 회전 속도가 12,000-144,000rpm 이상인 전기 스핀들. 전기 스핀들(그림 3, a)은 고주파 농형 모터가 내장된 롤링 베어링의 연삭 스핀들입니다. 모터 로터는 연삭 휠 반대쪽 스핀들 끝에 있는 두 개의 베어링 사이에 있습니다.

쌀. 3. 전기 스핀들

전기 스핀들 고정자는 전기 강판으로 조립됩니다. 바이폴라 코일이 그 위에 놓입니다.최대 30,000-50,000rpm 속도의 모터 로터도 판금으로 다이얼링되며 기존의 단락 권선과 함께 제공됩니다. 로터의 직경을 최대한 줄이는 경향이 있습니다.

베어링 유형의 선택은 전기 스핀들의 작동에 특히 중요합니다. 보정된 스프링을 사용하여 생성된 예압으로 작동하는 정밀 볼 베어링이 일반적으로 사용됩니다. 이러한 베어링은 분당 100,000회전을 초과하지 않는 회전 속도에 사용됩니다.

Aerostatic 베어링은 산업 분야에서 널리 사용됩니다(그림 3, b). 고주파 전기 모터의 샤프트 1은 공기 윤활 베어링 3에서 회전합니다. 엔진 냉각용 홀(14)을 통해 하우징 내부로 공급되는 공기의 압력으로 샤프트가 눌리는 샤프트 단부와 지지베어링(12) 사이의 에어쿠션에 의해 축방향 하중이 흡수되며, 압축 공기는 필터를 통과하고 챔버 11의 피팅 10을 통해 들어갑니다. 여기에서 채널 9와 원형 홈 8을 통해 공기가 채널 7과 챔버 6으로 들어갑니다. 거기에서 공기가 베어링으로 ​​들어갑니다. 갭. 공기는 엔진 하우징의 파이프 5와 채널 4를 통해 왼쪽 베어링으로 ​​공급됩니다.

배기 공기는 채널(13)을 통해 배출됩니다. 지지 베어링 갭의 에어 쿠션은 챔버(11)에서 다공성 탄소 흑연으로 만들어진 베어링을 통과하는 공기에 의해 생성됩니다. 각 베어링에는 테이퍼형 황동이 있습니다. 탄소 흑연 라이너가 압축되어 구멍이 청동으로 채워집니다. 전기 스핀들을 시작하기 전에 공기가 공급되고 스핀들과 부싱 사이에 에어 쿠션이 형성됩니다. 이는 시동 중에 베어링의 마찰과 마모를 제거합니다.그 후 모터가 켜지고 로터 2의 속도가 5-10초 안에 공칭 속도에 도달합니다. 엔진이 꺼지면 로터 2가 3-4분 동안 타성으로 움직입니다. 이 시간을 줄이기 위해 전기 브레이크가 사용됩니다.

에어백을 사용하면 전기 스핀들의 마찰 손실이 크게 감소하며 공기 소비량은 6-25m3/h입니다.

액체 윤활을 사용하는 베어링의 전기 스핀들도 사용되었습니다. 작동하려면 고압에서 오일의 지속적인 순환이 필요합니다. 그렇지 않으면 베어링 가열이 허용되지 않습니다.

고주파 전기 모터의 생산에는 개별 부품의 정밀 제조, 회전자의 동적 균형 조정, 정밀한 조립, 고정자와 회전자 간 간격의 엄격한 균일성 보장이 필요합니다. 고주파 전기 모터에 공급되는 전류의 주파수는 필요한 전기 모터 속도에 따라 선택됩니다.

여기서 n전기 모터의 동기 회전 주파수, rpm, f는 전류의 주파수, Hz, p는 p = 1이므로 극의 수입니다.

12,000 및 120,000rpm의 전기 스핀들의 동기 회전 속도에서 현재 주파수는 각각 200 및 2000Hz와 같아야 합니다.

고주파 모터에 전원을 공급하기 위해 특수 발전기가 사용됩니다. 무화과에서. 도 4는 3상 동기 유도 발전기를 나타낸다. 발전기 고정자에는 넓고 좁은 슬롯이 있습니다. 고정자의 넓은 슬롯에 위치한 계자 코일에는 직류가 공급됩니다. 이 코일의 도체의 자기장은 그림과 같이 고정자 톱니와 회전자 돌출부를 통해 닫힙니다. 4 점선으로.

회전자가 회전할 때 회전자 돌출부를 따라 이동하는 자기장은 고정자의 좁은 슬롯에 위치한 교류 권선의 권선을 가로질러 교류 전자를 유도합니다. 등. c. 이 빈도 e. 등. v. 회전자 귀의 속도와 수에 따라 달라집니다. 계자 권선에서 동일한 플럭스에 의해 유도된 기전력은 임박한 코일 활성화로 인해 서로 상쇄됩니다. 계자 코일은 주전원에 연결된 정류기에 의해 전원이 공급됩니다. 고정자와 회전자에는 전기 강판으로 만든 자기 코어가 있습니다.

쌀. 4. 고주파 유도 발생기

설명된 설계의 발전기는 1~3kW의 공칭 전력과 300~2400Hz의 주파수로 생산됩니다. 발전기는 동기 속도가 3000rpm인 비동기 모터로 구동됩니다.

주파수가 증가한 유도 발전기는 반도체(사이리스터) 변환기로 대체되기 시작했습니다. 이 경우 일반적으로 전류 주파수를 변경하는 기능을 제공하므로 전기 모터의 회전 속도를 조정할 수 있습니다. 이러한 조절 중에 전압이 일정하게 유지되면 일정한 전력 조절이 수행됩니다. 전류의 주파수에 대한 전압의 비율(따라서 모터의 자속)이 일정하게 유지되면 오랜 시간 허용 가능한 토크 동안 모든 속도에서 일정하게 조절이 수행됩니다.

사이리스터 주파수 변환기와 비동기 농형 모터가 있는 드라이브의 장점은 고효율과 사용 용이성입니다. 단점은 여전히 ​​높은 가격입니다.기계 공학에서는 고주파 모터에 이러한 드라이브를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 이 유형의 실험용 드라이브는 우리나라에서 만들어졌습니다.

저전력 2상 비동기 모터는 종종 공작 기계 실행 드라이브에 사용됩니다. 이러한 모터의 고정자에는 계자 권선 1과 제어 권선 2의 두 권선이 있습니다 (그림 5, a). 다람쥐 우리의 로터 4는 활성 저항이 큽니다. 코일의 축은 서로 수직입니다.

쌀. 5. 2상 유도 전동기의 구조와 특성

전압 Ul 및 U2가 권선에 적용됩니다. 커패시터 3이 코일 2의 회로에 연결되면 그 안의 전류가 코일 1의 전류를 초과합니다. 이 경우 회전하는 타원형 자기장이 형성되고 다람쥐의 회 전자 4가 회전하기 시작합니다. 전압 U2를 낮추면 코일 2의 전류도 감소합니다. 이것은 점점 더 길어지는 회전 자기장의 타원 모양의 변화로 이어질 것입니다 (그림 5, b).

타원형 필드 모터는 하나의 샤프트에 있는 두 개의 모터로 간주할 수 있습니다. 하나는 맥동 필드 F1로 작동하고 다른 하나는 원형 필드 F2로 작동합니다. F1 맥동 필드 모터는 반대 방향으로 회전하도록 연결된 두 개의 동일한 원형 필드 유도 모터로 생각할 수 있습니다.

무화과에서. 그림 5, c는 서로 다른 방향으로 회전할 때 회전자의 상당한 활성 저항과 원형 회전 필드가 있는 유도 전동기의 기계적 특성 1과 2를 보여줍니다. 단상 모터의 기계적 특성 3은 각 n 값에 대해 특성 1과 2의 모멘트 M을 빼서 구성할 수 있습니다.n의 값에서 회전자 저항이 높은 단상 모터의 토크가 중지됩니다. 원형 필드 모터의 기계적 특성은 곡선 4로 표시됩니다.

2상 모터의 기계적 특성 5는 임의의 n 값에서 특성 3과 4의 모멘트 M을 빼서 구성할 수 있습니다. n0의 값은 이상적인 유휴 속도에서 2상 유도 전동기의 회전 속도입니다. 코일 2(그림 5, a)의 공급 전류를 조정하여 특성 4(그림 5, c)의 기울기를 변경하여 n0 값을 변경할 수 있습니다. 이러한 방식으로 2상 유도 전동기의 속도 제어가 수행됩니다.

높은 슬립 값으로 작동할 때 로터의 손실이 상당히 커집니다. 이러한 이유로 고려된 규정은 저전력 보조 드라이브에만 사용됩니다. 가속 및 감속 시간을 줄이기 위해 속이 빈 회전자가 있는 2상 유도 전동기가 사용됩니다. 이러한 엔진에서 로터는 벽이 얇은 알루미늄 중공 실린더입니다.