Stator
Motorun sabit bölümüdür. Sac nüve içindeki üç faz sargı, döner manyetik alanı üretir.
Asenkron motor · induction motor
Alan döner, rotor biraz geriden gelir.
Üç fazdan torka uzanan bütün zinciri; yapıdan eşdeğer devreye kadar temel ve ileri seviyeyi ayırarak incele.
STATOR · SABİT
↖ hava aralığı: stator ile rotor arasındaki boşlukROTOR · DÖNENMİL
01 · Yapı
Dört parçayı önce birbirinden ayır.
Motorun elektromanyetik davranışı, sabit ve dönen iki nüve arasındaki küçük hava aralığında kurulur.
Rotor
Mil ile birlikte dönen iç bölümdür. Sincap kafes tipinde çubuklar uç halkalarıyla kısa devredir.
Hava aralığı
Stator ile rotor arasındaki çok küçük fiziksel boşluktur. Manyetik enerji bu aralıktan aktarılır.
Sincap kafes
Rotor oluklarındaki iletken çubuklar ve iki kısa devre halkasından oluşan sağlam rotor yapısıdır.
02 · Çalışma prensibi
Enerji dönüşümünü altı halkada izle.
Bir halka eksikse asenkron tork zinciri tamamlanmaz.
13 faz akım→
2Döner stator alanı→
3Bağıl hız→
4Rotor EMK'sı→
5Rotor akımı→
6Elektromanyetik tork
Akı değişimi gerilim doğurur
Döner alan rotor iletkenlerini göreli olarak kestiğinde Faraday yasasına göre rotor çubuklarında gerilim indüklenir.
e₂ = −N₂ × (dΦ/dt)Kafes devresi kapalıdır
Çubuklar uç halkalarıyla kısa devre olduğundan indüklenen gerilim rotor akımı dolaştırır.
I₂ = E₂ / Z₂Alan ve rotor akımı etkileşir
Rotor akımının oluşturduğu alan, stator alanıyla etkileşir ve mile dönme yönünde tork uygular.
Pₘ = T × ωİleri seviyeRotor neden senkron hıza ulaşamaz?＋
nᵣ = nₛ olursa rotorla temel alan arasında bağıl hareket kalmaz. İdeal durumda rotor EMK'sı ve akımı sıfıra yaklaşır; yükü taşıyan elektromanyetik tork üretilemez. Rotor bu nedenle normal motor çalışmasında nₛ'nin biraz altında kalır.
03 · Hız, kayma ve tork
Alan hızı sabit referans, rotor hızı yükle değişen sonuçtur.
nₛ frekans ve kutupla; nᵣ ise yük ve motor karakteristiğiyle belirlenir.
Senkron hız
nₛ = (120 × f) / Pnₛ [d/d] · f [Hz] · P [kutup]Kayma
s = (nₛ − nᵣ) / nₛs [oran] · nᵣ [d/d]Rotor frekansı
f₂ = s × f₁f₂ ve f₁ [Hz]Noktalar eğri üzerindedir. Yük torkuyla kesişim, gerçek çalışma hızını belirler.
Rotor dururken üretilen torktur. Yükün statik ve hızlanma gereksinimini aşmalıdır.
Kararlı motor bölgesindeki en yüksek torktur. Yük bunu aşarsa motor hız kaybedip durmaya yaklaşabilir.
Etiketteki güç, devir, akım ve sıcaklık sınırlarının tanımlandığı sürekli çalışma noktasıdır.
Kalkış
nᵣ = 0 · s = 1Rotor durur; alanla hız farkı ve rotor frekansı en büyüktür. Akım yüksektir, oluşan kalkış torku yükü yenebilmelidir.
Boşta çalışma
nᵣ ≈ nₛ — kayma küçüktürMotor yalnız sürtünme, havalandırma ve kayıpları karşılayan torku üretir. Akım sıfır olmaz; mıknatıslanma akımı sürer.
Yük altında
yük ↑ → nᵣ biraz ↓Rotor biraz yavaşlar, kayma ve rotor akımı artar. Motor yeni yük torkuna eşit elektromanyetik tork üretir.
İleri seviyeGerilim torku neden çok etkiler?＋
Frekans ve eşdeğer devre koşulları sabitken asenkron motor torku yaklaşık V² ile değişir. Gerilimin %10 düşmesi, belirli bölgelerde kullanılabilir torku yaklaşık %19 azaltabilir. Bu bir yaklaşım olup doyum ve empedans etkileri gerçek sonucu değiştirir.
04 · Güç akışı, kayıplar ve verim
Şebekeden mile kadar güç nerede azalır?
Kayıp, kaybolan enerji değil; çoğunlukla istenmeyen ısı, ses ve sürtünmeye dönüşen enerjidir.
Elektrik girişiP₁
− stator kayıpları →Hava aralığıPδ
− rotor bakırı →Geliştirilen mekanikPₘ
− mekanik kayıp →Mil çıkışıP₂
KayıpYaklaşımKaynak
Stator bakır kaybı
3I₁²R₁Sargı direncinde ısıDemir kaybı
histerezis + girdapStator nüvesindeki AC alanRotor bakır kaybı
s·PδRotor çubuk ve halkalarında ısıMekanik kayıp
sürtünme + fanRulman ve havalandırmaEk yük kaybı
dağınık etkilerKaçak akı ve harmoniklerÖrnek
7.5 kW çıkış ve %89.6 verim
Giriş aktif gücü P₁ = 7.5/0.896 ≈ 8.37 kW; toplam kayıp yaklaşık 8.37−7.5 = 0.87 kW olur.
η = P₂ / P₁05 · Eşdeğer devre
Manyetik ve mekanik davranışı elektrik devresinde temsil et.
Bu model, faz başına kararlı durum analizidir; fiziksel parçaların birebir kablolaması değildir.
R₁ ve X₁
Stator bakır kaybını ve kaçak akının reaktif etkisini temsil eder.
R꜀ ve Xₘ
Demir kaybı ile ana akıyı kurmak için gereken mıknatıslanma akımını temsil eder.
R₂′/s ve X₂′
Rotor elektriksel kaybını ve dönüştürülen mekanik gücün yük etkisini stator tarafına taşır.
İleri seviyeR₂′/s ifadesini ayır＋
R₂′/s = R₂′ + R₂′(1−s)/s olarak ayrılabilir. İlk bölüm rotor bakır kaybını, ikinci bölüm ideal dönüştürülen mekanik gücü temsil eden eşdeğer direnci verir. Parametreler boşta ve kilitli rotor deneylerinden yaklaşık çıkarılabilir.