Střídavé komutátorové motory: Jednofázové a třífázové komutátorové elektromotory | SZEMO
V mnoha průmyslových odvětvích jsou k provádění technologických procesů vyžadovány střídavé komutátorové motory: jednofázové a třífázové komutátorové elektromotory. Strukturálně se prakticky neliší od svých DC „bratrů“. Mechanismus AC motoru se skládá z:
- rotor se smyčkovým (paralelním) nebo vlnovým (symetrickým) vinutím;
- kolektor, ke kterému je připojeno vinutí;
- stator vyrobený z ocelových elektrických desek.
Výhody a nevýhody kartáčovaných střídavých motorů
Jednotky tohoto typu úspěšně řeší problémy, které jsou závislé na provozu elektrického pohonu. Jejich hlavní výhodou je možnost plynule regulovat rychlost v režimu úspory energie.
Nejsou však vhodné pro použití v každé výrobě z důvodu:
- složitost jejich výroby;
- vysoké náklady;
- potřeba pracně náročné údržby kartáčového mechanismu a komutátoru;
- špatné proudové podmínky ve spínání obvodu kotvy.
Jednofázové komutátorové motory
Jednofázový motor obsahuje tři vinutí. První je umístěn na elektrických sloupech a plní funkci buzení. Druhé (kompenzační vinutí) je umístěno ve štěrbinách rotoru a kompenzuje negativní jev reakce kotvy. Přídavné vinutí je určeno pro přídavné póly a je šuntováno pomocí aktivního odporu.
Při vybuzení hlavního vinutí se generují kompenzační proudy a magnetické pole, které vytváří krouticí moment. Jeho směr se shoduje se směrem rotace magnetického pole. Přepnutím svorek budícího vinutí můžete změnit směr točivého momentu.
Kompenzační vinutí snižuje indukční a indukční odpor vinutí kotvy a také zvyšuje účiník motoru. Díky přídavným pólům se zlepšuje kvalita spínání. Rotační EMF kompenzuje jalový a transformátorový EMF. Snadnosti startování je dosaženo vzájemnou kompenzací EMF. Změna provozního režimu a odchylka aktuálních parametrů od zadaných hodnot vede k obtížnému startování jednotky.
Jednofázové motory jsou považovány za univerzální zařízení, protože je lze připojit k sítím stejnosměrného i střídavého proudu. Používají se jako pohony v automatizačních systémech, domácích spotřebičích a elektrickém nářadí. Nejběžnější jsou modely s nízkým výkonem (do 150W).
Třífázové komutátorové motory
Tyto jednotky jsou připojeny do třífázové sítě. Jejich budicí vinutí má vlastnosti bočníkového motoru. Rotor motoru dodává energii do mechanismu. Hlavní provozní funkci plní rotorové vinutí připojené k síti střídavého napětí pomocí sběracích kroužků proudu. Statorové vinutí, umístěné ve štěrbinách rotoru spolu s hlavním vinutím, je ve všech fázích připojeno ke komutátoru motoru. Každá fáze odpovídá určitým kartáčům, které se od sebe pohybují a pohybují pomocí pohyblivých traverz.
Pro provoz mechanismu v režimu asynchronního motoru jsou kartáče instalovány na stejných deskách komutátoru. Na rozdíl od asynchronní jednotky však v komutátorovém motoru hraje roli primárního vinutí rotorové vinutí a roli sekundárního vinutí statorové vinutí. EMF v mechanismu vzniká oddálením kartáčů. EMF způsobuje proud ve statoru, který vytváří a určuje rotační moment mechanismu.
Pro regulaci otáček se do kolektorového okruhu přivádí chybějící výkon. Pomocí transformátorového spojení mezi vinutími se výkon statoru vrací do elektrické sítě a vytváří efekt, který umožňuje regulovat počet otáček hřídele v ekonomickém režimu. Když se kartáče vzdálí o určitou vzdálenost, rychlost rotace se odpovídajícím způsobem zvýší nebo sníží.
Pokud jsou kartáče, odpovídající jejich fázím, posunuty, emf se mění ve fázi. To umožňuje regulovat cosφ. Jeho kvalita se zvyšuje, když je hodnota otáček menší než synchronní a kartáče jsou posunuty ve směru opačném ke směru pohybu rotoru.
Elektromotory pracující z třífázové sítě se nejčastěji používají v polygrafii (na rotačních strojích), textilním a lehkém průmyslu (na spřádacích strojích) a hutnictví (na kovoobráběcích strojích).
Hlavní nevýhodou třífázových jednotek jsou špatné spínací podmínky. To způsobuje potíže při získávání EMF transformátoru, protože zvýšený výkon vede ke zvýšenému magnetickému toku. Proto je ve vzácných případech pro zvýšení EMF a ekonomickou regulaci počtu otáček hřídele do obvodu zaveden asynchronní elektromotor.
