חסכוני באנרגיה 3-מנוע אינדוקציה לשלב

מהו מנוע אינדוקציה תלת פאזי?

מנוע האינדוקציה התלת פאזי הוא מנוע חשמלי יעיל, אמין ועמיד בשימוש נרחב בתחום התעשייתי. מנוע זה יוצר שדה מגנטי מסתובב באמצעות זרם חילופין תלת פאזי, המניע את הרוטור להסתובב וממיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית. המאפיינים העיקריים שלו כוללים מומנט התנעה גבוה, דרישות תחזוקה נמוכות וחיים ארוכים, מתאים ליישומים תעשייתיים שונים כגון משאבות, מאווררים, מדחסים ומערכות מסועים. למנוע האינדוקציה התלת-פאזי יש מבנה פשוט ובדרך כלל מורכב מסטטור, רוטור ודיור. זה יכול לפעול ביציבות בסביבות קשות ולהפחית כשלים בציוד וזמני השבתה. היעילות הגבוהה שלו הופכת אותו גם למצוין בשימור אנרגיה והפחתת פליטות, והוא מוצר הכרחי וחשוב בציוד תעשייתי מודרני.

בניית מנוע אינדוקציה תלת פאזי

מנוע האינדוקציה התלת פאזי נמצא בשימוש נרחב ביישומים תעשייתיים בשל המבנה הפשוט והחזק שלו. הוא מורכב בעיקר משני חלקים: סטטור ורוטו

1. סטטור
הסטטור הוא החלק הקבוע של המנוע וכולל בעיקר את שלושת החלקים הבאים:
מסגרת סטטור: זהו המבנה החיצוני של המנוע, המספק תמיכה והגנה לליבת הסטטור ולפיתול הסטטור. המשטח החיצוני של המסגרת מסופק בדרך כלל עם גופי קירור כדי לסייע בפיזור חום וקירור. בהתאם לגודל ולמטרת המנוע, מסגרת הסטטור יכולה להיות עשויה מחומרים כמו פלדה יצוקה, פלדה מעובדת, אלומיניום/סגסוגת אלומיניום או נירוסטה.
ליבת סטטור: היא מורכבת מיריעות פלדת סיליקון מוערמות ומשמשת להולכת שטף מגנטי ולשיפור יעילות המנוע.
פיתול סטטור: הוא מוטבע בחריצים של ליבת הסטטור ומייצר שדה מגנטי מסתובב באמצעות זרם חילופין תלת פאזי כדי להניע את סיבוב הרוטור.
2. רוטור
הרוטור הוא החלק המסתובב של המנוע, המותקן בתוך הסטטור ונתמך על ידי מיסבים להשגת סיבוב חלק. מבנה הרוטור מחולק בדרך כלל לשני סוגים: רוטור כלוב ורוטור פצע.
רוטור כלוב: הוא מורכב ממוטות מוליכים וטבעות קצרות בשני הקצוות, המעוצב כמו כלוב. המבנה שלו פשוט ומתאים לרוב היישומים התעשייתיים.
רוטור פצע: הפיתול מחובר למעגל החיצוני באמצעות טבעות החלקה ומברשות, וניתן לכוונן את התנגדות ההתנעה. הוא משמש במקרים שבהם נדרש מומנט התנעה גבוה יותר.

תפקידה של מסגרת הסטטור
מסגרת הסטטור לא רק מספקת תמיכה בליבת הסטטור ובליפת הסטטור, אלא גם בעלת הפונקציות הבאות:
לספק חוזק מכני כדי להבטיח את היציבות והעמידות של המנוע.
גוף הקירור מיועד לפיזור חום וקירור למניעת התחממות יתר של המנוע.
הבחירה של חומרים שונים (כגון פלדה יצוקה, סגסוגת אלומיניום וכו') יכולה להתאים לסביבות עבודה ולצרכים שונים.

עיצוב מבני פשוט וחזק זה גורם למנוע האינדוקציה התלת פאזי לתפקד היטב ביישומים תעשייתיים. יש לו את היתרונות של מומנט התנעה גבוה, דרישות תחזוקה נמוכות וחיים ארוכים. זהו מקור כוח הכרחי בציוד מכני שונים.
 

סוגי מנועי אינדוקציה תלת פאזיים
מנועים תלת פאזיים מסווגים בעיקר לשני סוגים המבוססים על פיתול הרוטור (פיתול סליל אבזור), כלומר,סוג כלוב סנאיוסוג טבעת החלקה (מנועי רוטור פצעים).
1.מנוע האינדוקציה של כלוב הסנאי, על שם צורת הרוטור שלו הדומה לכלוב סנאי, הוא סוג של מנוע אינדוקציה בשימוש נרחב.
מבנה הרוטור של מנוע זה פשוט וחזק, וכמעט 80% ממנועי האינדוקציה הם מסוג זה. הרוטור מורכב מליבת למינציה גלילית עם חריצים משופעים בהיקף החיצוני של הליבה. עיצוב זה יכול למנוע ביעילות נעילה מגנטית בין שיני הסטטור והרוטור, להבטיח פעולה חלקה של המנוע ולהפחית רעש. בנוסף, עיצוב זה מגדיל את אורך מוליך הרוטור, ובכך מגדיל את התנגדות הרוטור.
בניגוד לפיתולי הרוטור המסורתיים, רוטור כלוב הסנאי מורכב ממוטות רוטור העשויים מאלומיניום, פליז או נחושת. שני הקצוות של מוטות הרוטור מקוצרים לצמיתות על ידי טבעות קצה כדי ליצור לולאה סגורה מלאה ולספק את התמיכה המכנית הדרושה. מכיוון שהמוטות של הרוטור קצרים, אי אפשר להוסיף התנגדות חיצונית למעגל הרוטור.
מכיוון שלא נעשה שימוש בטבעות החלקה ובמברשות, למנוע האינדוקציה של כלוב הסנאי יש מבנה פשוט וחזק יותר, מה שהופך אותו לשימוש נרחב בתעשייה.

2.מנועי אינדוקציה עם טבעת החלקה, הידוע גם כמנועי רוטור פצעים, בעלי עיצוב רוטור ייחודי. הרוטור מורכב מליבת למינציה גלילית עם חריצים סביב היקפית של הליבה, בה ממוקמים פיתולי הרוטור.
בסוג זה של רוטור, מספר הקטבים של הפיתולים תואם למספר הקטבים של פיתולי הסטטור וניתן לחבר אותו בתצורת כוכב או דלתא. הקצוות של פיתולי הרוטור מחוברים למעגל החיצוני באמצעות טבעות החלקה, וזה המקום שבו מנוע האינדוקציה של הטבעת החלקה מקבל את שמו.
עיצוב זה מאפשר לחבר התנגדות חיצונית למעגל הרוטור באמצעות טבעות החלקה ומברשות, מה שמאפשר שליטה מדויקת על מהירות המנוע ומומנט התנעה מוגבר עבור מנועי אינדוקציה תלת פאזיים. גמישות זו הופכת את מנועי השראת הטבעת החלקה לשימושיים במיוחד ביישומים שבהם נדרשת התאמה של ביצועי ההתנעה ומאפייני הריצה.

תרשים חשמלי של מנוע אינדוקציה תלת פאזי עם טבעת החלקה עם נגד חיצוני.

עקרון עבודה של מנוע אינדוקציה תלת פאזי

כאשר מתחם מתח תלת פאזי לליפוף הסטטור, פיתול הסטטור יפיק שדה מגנטי מסתובב (RMF), שמהירותו נקראת מהירות סינכרונית (Ns). פיתולי הסטטור בדרך כלל חופפים זה לזה ב-120 מעלות (זווית חשמלית) כדי להבטיח יצירת שדה מגנטי מסתובב.
לפי חוק האינדוקציה האלקטרומגנטית של פאראדיי, עקב קצב השינוי של השדה המגנטי המסתובב (dΦ/dt), מושרה כוח אלקטרו-מוטיבי במעגל הרוטור. כוח אלקטרו-מוטיבי זה יוצר זרם בפיתול הרוטור. מכיוון שמעגל הרוטור הוא נתיב סגור, כוח אלקטרו-מוטיבציה זה גורם לזרם לזרום במעגל הרוטור.
מכיוון שהמוליך נושא הזרם יוצר שדה מגנטי, הזרם ברוטור יוצר שדה מגנטי חדש. יש תנועה יחסית בין השדה המגנטי של הסטטור לשדה המגנטי של הרוטור, ולכן הרוטור מתחיל להסתובב כדי להפחית את התנועה היחסית הזו. במילים אחרות, הרוטור מנסה "לתפוס" את השדה המגנטי המסתובב של הסטטור וכך מתחיל להסתובב.
כיוון הסיבוב נקבע על פי חוק לנץ, וכיוון הרוטור של המנוע תואם לכיוון השדה המגנטי המסתובב שנוצר על ידי הסטטור. מכיוון שהזרם ברוטור נוצר באינדוקציה, מנוע זה נקרא מנוע אינדוקציה.
עם זאת, המהירות בפועל של הרוטור תמיד נמוכה מעט מהמהירות הסינכרונית. למרות שהרוטור מנסה לעמוד בקצב השדה המגנטי המסתובב של הסטטור, הוא לא יכול "לתפוס" אותו לחלוטין, ולכן מהירותו תמיד נמוכה מהמהירות הסינכרונית. המהירות הסינכרונית תלויה בתדירות אספקת החשמל ובמספר הקטבים של המנוע. ההבדל בין המהירות למהירות הסינכרונית נקרא החלקה.

 

היתרונות של 3-Φ מנועי אינדוקציה

מבנה פשוט וחזק: למנוע עיצוב פשוט, מבנה מוצק ועמידות חזקה.
עקרון עבודה פשוט: עיקרון העבודה של המנוע קל להבנה וקל לתפעול.
התאמה נרחבת לסביבות שונות: זה יכול לפעול ביציבות בתנאי סביבה שונים.
יעילות גבוהה: למנוע יש יעילות גבוהה והוא יכול להמיר ביעילות אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית.
תחזוקה נמוכה: בהשוואה לסוגים אחרים של מנועים, מנועי אינדוקציה דורשים פחות תחזוקה.
עיצוב עירור יחיד: כמנוע עירור יחיד, מנוע האינדוקציה זקוק רק לספק כוח אחד ואינו דורש ספק כוח DC חיצוני לעירור כמו מנוע סינכרוני.
פונקציית התנעה עצמית: למנוע יש תכונת התנעה עצמית והוא יכול להתניע ולפעול כרגיל ללא ציוד עזר נוסף להתנעה.
עלות נמוכה: עלויות הייצור והקנייה של המנוע נמוכות יחסית.
חיים ארוכים: למנוע חיי שירות ארוכים ועמידות חזקה.
תגובת אבזור קטנה: תגובת האבזור של המנוע קטנה, מה שעוזר לפעול ביציבות.

 

יישומים של מנועי אינדוקציה תלת פאזיים

מנועי אינדוקציה משמשים בעיקר ביישומים תעשייתיים, במיוחד כאלו שאינם דורשים בקרת מהירות המנוע.

יישומים של מנועי אינדוקציה לכלוב סנאי
מנועי אינדוקציה לכלוב סנאי מתאימים ליישומים שונים שאינם דורשים בקרת מהירות מורכבת, כולל:
משאבות וצוללות: לאספקת נוזלים ולמיצוי.
מכונות לחיצה: לכבישה ויצירת חומרים.
מחרטות: לחיתוך ועיבוד מתכות או חומרים אחרים.
מכונות השחזה: לטחינה וגימור של חלקי עבודה.
מסועים: להולכה וטיפול בחומרים.
טחנות קמח: לטחינת ועיבוד קמח.
מדחסים: לדחיסת גז והספקה.
מכונות אחרות בעלות הספק נמוך: למכונות וציוד שונים בהספק נמוך.

יישומים של Slip Ring Motors
מנועי טבעת החלקה משמשים בעיקר ביישומים כבדים הדורשים מומנט התנעה גבוה, כולל:
מפעלי פלדה: לעיבוד וייצור פלדה.
מנוף: להרמה והנעת חפצים כבדים.
ציוד הרמה: להרמה והובלת חומרים.
צירים: למכונות עם כונני צירים בעלי מומנט גבוה.
מכונות כבדות אחרות: עבור חנויות מכונות כבדות ויישומים אחרים הדורשים מומנט התנעה גבוה.

חיסכון באנרגיה פרמטרים של מנוע אינדוקציה תלת פאזי

תגיות פופולריות: חסכוני באנרגיה 3-מנוע אינדוקציה שלב, יצרנים, ספקים, מפעלים של מנועי אינדוקציה לשלב 3- חסכוני באנרגיה