Enjin sangkar tupai

Rajah 1. Sangkar tupai perwakilan motor skematik. Sumber: Wikimedia Commons.

Apakah enjin sangkar tupai?

Enjin sangkar tupai adalah motor elektrik induksi, yang bahagian putar atau pemutarnya dibentuk oleh satu set bar konduktif selari dengan arah paksi dan disusun dalam bentuk silinder di sekitar paksi.

Bentuk ini mengingati sangkar seperti yang digunakan untuk menangkap tupai di barat lama Amerika Utara, maka namanya. Mereka juga penyelenggaraan yang paling murah, tahan lama dan lebih kecil, kerana kekurangan arang, berus atau pengumpul di pemutar, yang tidak perlu menyambung secara elektrik ke mana -mana sumber arus luaran.

Enjin medan berputar pertama dibuat antara 1885 dan 1886 secara bebas oleh dua jenius elektrik yang hebat: Galileo Ferraris dan Nikola Tesla. Enjin ini adalah pendahulu enjin sangkar tupai semasa.

Enjin sangkar tupai adalah arus bergantian, yang boleh menjadi tiga fasa, biphasic atau tunggal -fase. Menurut jenis makanan, reka bentuk boleh berubah sedikit, tetapi prinsip operasi selalu sama.

Sangkar tupai operasi motor

Prinsip operasi didasarkan pada penjanaan medan magnet berputar di tengah -tengah motor, dengan penggulungan statik di pinggirnya, yang diberi makan dengan arus bergantian.

Medan magnet berputar ini mendorong arus di bar yang membentuk sangkar pemutar, dan arus ini seterusnya menghasilkan medan magnet sekunder yang berinteraksi dengan medan utama, menghasilkan tork atau momen pada pemutar.

Kunci operasi adalah dalam pengeluaran medan magnet berputar tegak lurus dengan paksi putaran. Bidang berputar ini menghasilkan daya kilasan magnet di bar longitudinal sangkar apabila semasa beredar.

Untuk menjana arus dalam bar konduktif selari dengan paksi putaran sangkar, sumber arus luaran tidak diperlukan, kerana medan putar itu sendiri, dengan induksi magnet, mampu mendorong arus pada bar sangkar.

Boleh melayani anda: Baki terma: Persamaan, Aplikasi, Latihan

Itu selagi terdapat perbezaan antara kelajuan putaran medan magnet dan kelajuan putaran pemutar.

Medan magnet berputar dalam enjin tiga fasa

Enjin sangkar tupai boleh menjadi tiga fasa atau tunggal. Dalam kes enjin tiga fasa, ia.

Rajah 2.- Animasi yang menunjukkan medan magnet berputar yang terhasil daripada pertindihan medan individu dari tiga ketinggalan zaman 120º dan diberi tiga fasa arus. Sumber: Wikimedia Commons.

Di setiap motor elektrik dua bahagian dibezakan:

• Stator, Bahagian periferal enjin yang tetap berkenaan dengan perumahannya.
• Pemutar, Bahagian putaran pusat motor.

Di Stator terdapat pakej lembaran slotted dan enamel (untuk mengelakkan arus parasit atau foucault) dan kebolehtelapan magnet yang tinggi.

Alur melewati kabel yang ditutup dengan varnis penebat yang membentuk sekurang -kurangnya tiga belitan atau gegelung, ketinggalan zaman pada 120º. Tiga gegelung suapan dengan arus berganti tiga fasa dan setiap fasa juga maju dalam 120º berkenaan dengan yang sebelumnya.

Pada setiap saat, superposisi medan magnet memberikan medan yang dihasilkan serenjang dengan paksi putaran motor. Apabila masa berlalu, medan magnet gabungan tiga gegelung mengekalkan amplitudnya, tetapi arahnya sentiasa berserenjang dengan paksi putaran, berputar dengan kekerapan yang sama dengan arus bergantian, biasanya antara 50 dan 60 Hz.

Rotor sangkar tupai

Ia terdiri daripada dua konduktor yang dihubungkan dengan lapan atau lebih bar konduktif membujur, selari dengan paksi putaran.

Rajah 3. Rotor sangkar tupai. Sumber: Wikimedia Commons.

Tork pada pemutar

Untuk memahami bagaimana medan putar menghasilkan tork di sangkar yang anda dapat bayangkan sangkar minimum, yang terdiri daripada dua bar longitudinal yang bertentangan.

Boleh melayani anda: Tenaga Elektromagnetik: Formula, Persamaan, Kegunaan, Contoh

Apabila sangkar ini pada asalnya berehat dan terima kasih kepada daya elektromotif, medan putar yang melintasi ia mendorong pergerakan beban di setiap bar. Walau bagaimanapun, kerana bar adalah litar pendek di hujungnya dengan gelung konduktif, peredaran semasa antara bar bertentangan ditubuhkan.

Sebaliknya, kerana bar mempunyai pergerakan relatif terhadap bidang stator, daya asal magnet muncul pada mereka, yang dikenali sebagai daya Lorentz, yang berserenjang dengan medan radial stator dan arah arus dalam setiap setiap dalam bar.

Agar semasa dan tork di bar, perlu mereka mempunyai pergerakan relatif berkenaan dengan medan magnet radio yang dihasilkan di stator.

Oleh itu kelajuan putaran sangkar selalu kurang daripada medan magnet. Oleh kerana kekurangan segerak antara pemutar dan medan, ini adalah enjin tak segerak.

Oleh itu, terdapat beberapa kuasa bertentangan di setiap bar, yang menghasilkan tork pada sangkar yang dipermudahkan, dan dengan cara yang sama dengan sangkar lebih daripada dua bar.

Pemutar teras besi

Penambahbaikan terdiri daripada meletakkan sangkar yang tertanam dalam cakera yang dilancarkan dan enamel, diperbuat daripada bahan kebolehtelapan magnet yang tinggi, seperti besi.

Tujuannya adalah untuk melipatgandakan keamatan medan magnet yang dihasilkan oleh kedua -dua stator dan oleh pemutar itu sendiri. Terima kasih kepada interaksi antara kedua -dua bidang ini bahawa tork dihasilkan pada pemutar.

Pengalaman telah menunjukkan bahawa, jika bar sangkar mempunyai beberapa kesakitan berkenaan dengan paksi putaran, enjin mempunyai operasi yang lebih lembut dengan getaran yang kurang.

Beban yang lebih besar dalam pemutar, kelajuan gelongsor pemutar berkenaan dengan kelajuan putaran medan magnet stator juga tumbuh. Oleh itu, arus maksimum dan tork maksimum berlaku apabila pemutar terkunci, sebab itulah enjin yang terlalu banyak dapat mengalami terlalu panas dan oleh itu merosakkan varnis dan penebat enamel gegelung dan plat yang membentuk nukleus stator dan pemutar.

Ia dapat melayani anda: apakah nombor prandtl? (Nilai dalam gas dan cecair)

Aplikasi Motor Cage Tupai

Enjin sangkar tupai tiga fasa lebih disukai untuk aplikasi perindustrian. Mereka kurang disyorkan untuk kegunaan domestik di mana enjin fasa tunggal yang tidak disengaja lebih disukai, kerana arus tiga fasa umumnya tidak mencapai kediaman.

Pam Centrifugal

Enjin sangkar tupai lebih disukai untuk pam sentrifugal.

Mesin tornos dan penggilingan

Mereka juga sesuai dengan mesin bubut besar dan mesin penggilingan, serta dalam industri di mana penghantar dan band meniup diperlukan.

Potong dan troch lembaran 

Jenis enjin ini sesuai untuk industri berat trocales dan ricih lembaran logam.

Kelebihan

Enjin sangkar tupai mempunyai banyak kelebihan berbanding jenis motor elektrik lain:

1. Dalam kesamaan kuasa, enjin sangkar tupai lebih padat dan lebih kecil daripada enjin segerak.
2. Mereka benar -benar berskala, iaitu, mereka boleh dibina dari kecil hingga sangat besar.
3. Tork tork atau putaran enjin sangkar tupai biasanya lebih tinggi daripada jenis enjin lain, sangat sesuai untuk kegunaan berat.
4. Kecekapan enjin sangkar tupai tiga fasa lebih besar daripada 70%. Enjin fasa tunggal asynchronous mempunyai prestasi yang lebih rendah, tetapi selalu lebih tinggi daripada enjin semasa langsung.
5. Oleh kerana perkembangan elektronik kuasa, adalah mungkin untuk mengawal kelajuan enjin tersebut secara elektronik, mengubah kekerapan arus.

Kekurangan

Antara kelemahan utama boleh disebutkan:

1. Pada masa permulaan, enjin induksi mempunyai permintaan yang tinggi untuk semasa, jadi mereka tidak ditunjukkan untuk aplikasi di mana enjin mesti sentiasa bermula dan berhenti, kerana ia bermakna beban dalam sistem elektrik.
2. Walaupun elektronik kuasa telah maju, kelajuan putarannya tidak dapat dikawal seperti enjin lulus.

Rujukan

1. Mesin asynchronous atau induksi. Pulih dari: bibing.kita.adalah
2. Martínez J. Bahagian enjin induksi dan prinsip operasi. Diperolehi dari: machineafers4.Fail.WordPress.com
3. Rosales J. Motor elektrik untuk industri. Diperolehi dari: USMP.Edu.PE
4. Wikipedia. Sangkar tupai. Pulih dari: Adakah.Wikipedia.com
5. Wikipedia. Motor Asynchronous. Pulih dari: Adakah.Wikipedia.com