Dreiphasen-Induktionsmotor

By | September 24, 2022

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EIN dreiphasiger Induktionsmotor läuft auf einer dreiphasigen Wechselstromversorgung. 3-Phasen-Induktionsmotoren werden aufgrund ihrer folgenden Vorteile in großem Umfang für verschiedene industrielle Anwendungen eingesetzt –

  • Sie haben eine sehr einfache und robuste (fast unzerbrechliche) Konstruktion
  • Sie sind sehr zuverlässig und haben niedrige Kosten
  • Sie haben einen hohen Wirkungsgrad und einen guten Leistungsfaktor
  • minimale Wartung erforderlich
  • Der 3-Phasen-Induktionsmotor ist selbststartend daher ist kein zusätzlicher Startmotor oder eine spezielle Startanordnung erforderlich

Sie haben auch einige Nachteile

  • Die Drehzahl nimmt mit zunehmender Last ab, genau wie bei einem Gleichstrom-Nebenschlussmotor
  • Wenn die Geschwindigkeit variiert werden soll, müssen wir etwas von ihrer Effizienz opfern

Bau eines 3-Phasen-Induktionsmotors

Genau wie jeder andere Motor, a 3-Phasen-Induktionsmotor besteht ebenfalls aus einem Stator und einem Rotor. Grundsätzlich gibt es zwei Arten von 3-Phasen-IM – 1. Käfigläufer-Induktionsmotor und 2. Phasengewickelter Induktionsmotor (Schleifring-Induktionsmotor). Beide Typen haben ähnlich konstruierte Rotoren, unterscheiden sich jedoch in der Konstruktion des Rotors. Dies wird weiter erläutert
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Stator

Stator des Induktionsmotors

Der Stator eines 3-Phasen-IM (Induktionsmotor) besteht aus einer Anzahl von Stanzteilen, und diese Stanzteile sind geschlitzt, um die Statorwicklung aufzunehmen. Der Stator ist mit einer 3-Phasen-Wicklung gewickelt, die von einer 3-Phasen-Versorgung gespeist wird. Es wird für eine definierte Polzahl gewickelt, wobei die Polzahl aus der geforderten Drehzahl ermittelt wird. Für eine höhere Geschwindigkeit wird eine geringere Anzahl von Polen verwendet und umgekehrt. Wenn die Statorwicklungen mit 3-Phasen-Wechselstrom versorgt werden, erzeugen sie einen Wechselfluss, der sich mit synchroner Geschwindigkeit dreht. Die Synchrondrehzahl ist umgekehrt proportional zur Polzahl (Ns = 120f / P). Dieser umlaufende oder rotierende Magnetfluss induziert gemäß dem Faradayschen Gesetz der gegenseitigen Induktion Strom in den Rotorwicklungen.



Rotor
Wie bereits beschrieben, Rotor eines 3-Phasen-Induktionsmotors kann von zwei Arten sein, Käfigläufer und Phase gewickelter Rotor (oder einfach – gewickelter Rotor).

Käfigläufer

Käfigläufer

Die meisten Induktionsmotoren (bis zu 90 %) sind Käfigläufermotoren. Rotor mit Käfigläufer hat eine sehr einfache und nahezu unzerstörbare Konstruktion. Dieser Rotortyp besteht aus einem zylindrischen Blechpaket mit parallelen Schlitzen. Diese parallelen Schlitze tragen Rotorleiter. Bei diesem Rotortyp werden anstelle von Drähten schwere Stäbe aus Kupfer, Aluminium oder Legierungen als Rotorleiter verwendet.
Die Rotorschlitze sind leicht schräg, um folgende Vorteile zu erzielen –

1. Es reduziert die Blockierungsneigung des Rotors, dh die Tendenz der Rotorzähne, aufgrund magnetischer Anziehung unter den Statorzähnen zu bleiben.

2. erhöht das effektive Übersetzungsverhältnis zwischen Stator und Rotor

3. erhöht den Rotorwiderstand aufgrund der vergrößerten Länge des Rotorleiters

Die Rotorstäbe sind an beiden Enden an kurzschließende Endringe gelötet oder elektrisch geschweißt. Somit sieht diese Rotorkonstruktion wie ein Käfigläufer aus und daher nennen wir sie. Die Rotorstäbe sind dauerhaft kurzgeschlossen, daher ist es nicht möglich, dem Ankerkreis einen externen Widerstand hinzuzufügen.

Phase gewickelter Rotor

phasengewickelter Rotor und SchleifringePhase gewickelter Rotor ist mit 3-phasiger, zweilagiger, verteilter Wicklung gewickelt. Die Anzahl der Pole des Rotors wird gleich der Anzahl der Pole des Stators gehalten. Der Rotor ist immer 3-phasig gewickelt, auch wenn der Stator zweiphasig gewickelt ist.
Die dreiphasige Rotorwicklung ist intern in Stern geschaltet. Die anderen drei Anschlüsse der Wicklung werden über drei auf der Welle montierte isolierte Schlafringe und die darauf aufliegenden Bürsten herausgeführt. Diese drei Bürsten sind mit einem externen Rheostat in Sternschaltung verbunden. Diese Anordnung dient dazu, einen externen Widerstand in den Rotorkreis für Startzwecke und zur Änderung der Drehzahl-/Drehmomentcharakteristik einzuführen.
Wenn der Motor mit Nenndrehzahl läuft, werden Schleifringe automatisch mittels einer Metallmanschette kurzgeschlossen und Bürsten werden über die Schleifringe gehoben, um die Reibungsverluste zu minimieren.