TIL motoren er en elektrisk enhed der konverterer elektrisk input til mekanisk output, hvor elektrisk input kan være i strøm- eller spændingsform, og det mekaniske output kan være i drejningsmoment eller kraftform. Motor består af to hoveddele, nemlig stator og rotor, hvor statoren er en stationær del af motoren, og rotoren er en roterende del af motoren. En motor, der fungerer på princippet om frastødning, er kendt som en frastødningsmotor, hvor frastødningen finder sted mellem to magnetfelter i enten stator eller en rotor. Frastødningsmotor er en enkelt fase motor.

Hvad er frastødningsmotor?

Definition: En frastødningsmotor er en enfaset elektrisk motor, der fungerer ved at levere input AC (vekselstrøm). Den vigtigste anvendelse af frastødningsmotor er elektriske tog. Det starter som en frastødningsmotor og kører som en induktionsmotor, hvor startmomentet skal være højt for frastødningsmotor og meget gode køreegenskaber for induktionsmotor.

Konstruktion af frastødningsmotor

Det er en enfaset vekselstrømsmotor, der består af en polkerne, der er nordpolen og sydpolen af en magnet. Konstruktionen af denne motor svarer til split-fase induktionsmotoren og DC-serie motor. Rotoren og statoren er de to hovedkomponenter i motorerne, der er induktivt koblet. Feltviklingen (eller en distribueret type vikling eller statoren) svarer til hovedviklingen af splitfase-induktionsmotoren. Derfor fordeles fluxen jævnt, og afstanden mellem stator og rotor formindskes, og modstanden mindskes også, hvilket igen forbedrer effektfaktoren.

Rotoren eller ankeret svarer til motoren i DC-serien, der er forsynet med en tromletilvikling forbundet til kommutatoren, hvor kommutatoren igen er forbundet med kulbørster, der er kortsluttet. En børsteholdermekanisme giver variabel krumtapaksel for at ændre retning eller justering af børster langs aksen. Derfor hjælper det drejningsmoment, der produceres under denne proces, med at kontrollere hastigheden. Energien i frastødningsmotoren overføres gennem transformer handling eller ved induktionshandling (hvor emf overføres mellem stator til rotoren).

konstruktion-af-frastød-motor-kopi

Arbejdsprincip

Frastødningsmotor fungerer på princippet om frastødning, hvor to poler af en magnet frastøder. Arbejdsprincippet for frastødningsmotor kan forklares fra 3 tilfælde af α afhængigt af magnetens position som følger.

Sag (i) : Når α = 90⁰

Antag, at børster 'C og D' er justeret lodret i 90 grader og rotoren justeret vandret langs d-aksen (feltaksen), som er retningen for strømmen. Fra princippet om Lenzs lov, Vi ved, at den inducerede emf hovedsageligt afhænger af statorfluxen og strømretningen (som er baseret på børstens justering). Derfor er netto-emf for børste fra 'C til D' '0' som vist i diagrammet, der er repræsenteret som 'x' og '.' Der er ingen strøm i rotoren, så Ir = 0. Når ingen strøm passerer i rotoren, så fungerer den som en åben kredsløbstransformator. Derfor er statorstrømmen = mindre. Retningen af magnetfeltet er langs penselaksen retning, hvor stator- og rotorfeltaksen er 180 grader faseforskudt, det genererede drejningsmoment er '0' og den gensidige induktion induceret i motoren er '0'.

90-graders position

Huse (ii) : Når α = 0⁰

Nu er børsterne 'C og D' orienteret langs d-aksen og kortsluttes. Derfor er netto-emf induceret i motoren meget høj, hvilket genererer strømmen mellem viklingerne. Netemf kan repræsenteres som 'x' og '.' Som vist i figuren. Det ligner en kortsluttet transformer. Hvor statorstrømmen og den gensidige induktion er maksimale, hvilket betyder Ir = Is = maksimum. Fra figuren kan vi se, at stator- og rotorfelterne er 180 grader modsat i fase, hvilket betyder, at det genererede drejningsmoment vil modsætte sig hinanden, så rotoren ikke kan rotere.

α = 0 vinkel

Sag (iii): Når α = 450

Når børsterne 'C og D' er skråtstillet i en eller anden vinkel (45 grader), og børsterne kortsluttes. Lad os antage, at rotoren (børsteaksen) er fast, og statoren drejes. Statorviklingen er repræsenteret som 'Ns' antal effektive drejninger, og den aktuelle passering er 'Is', det felt, der produceres af statoren, er i retningen 'Er Ns', som er statoren MMF som vist i figuren. MMF (magnetomotive force) opløses i to komponenter (MMF1 og MMF2), hvor MMF1 er sammen med børstretningen (Is Nf), og MMF2 er vinkelret på børstretningen (Is Nt), som er transformatorretningen, og 'α 'er vinklen mellem' Er Nt 'og' Er Nf '. Derfor er strømmen produceret af dette felt i to komponenter 'Is Nf' og 'Is Nt'. Emf induceret i rotoren frembringer flux langs q-aksen.

skråstillet vinkelposition

Feltet produceret af rotoren langs børsteaksen er matematisk repræsenteret som følger

Er Nt = Er Ns cos α ……… .. 1

Nt = Ns Cos α ………… 2

Nf = Ns Sin α ………… 3

Da den magnetiske akse 'T' og børsteaksen falder sammen med rotoren MMF, der er langs børsteaksen, er den samme som den stator, der genereres.

moment-afledning

Ligningen af drejningsmoment er angivet som

Ґ α (stator d-akse MMF) * (rotor q-akse MMF) ……… .4

Ґ α (Er Ns Sin α) (Er Ns cos α) ……… ..5

Ґ α I 2s N 2s Sin α cos α [vi ved, at Sin2 α = 2 Sin α cos α] ……… .6

Ґ α ½ (I 2s N 2s Sin2 α) …… .7

Ґ α K I 2s N 2s Sin2 α [Når α = 0 Moment = 0 ………. .8

K = konstant værdi α = π / 4 Moment = maksimum

Grafisk repræsentation

Praktisk er dette et problem, dette kan vises i et grafisk format, hvor x-aksen er repræsenteret som 'α' og y-aksen er repræsenteret som 'strøm'.

grafisk repræsentation

Fra grafen kan vi se, at strømmen er direkte proportional med α
Den aktuelle værdi er 0, når α = 90⁰ som svarer til open circuit transformer
Strømmen er maksimal, når α = 0⁰ som svarer til kortslutningstransformatoren som vist i grafen.
Hvor er er statorstrømmen.
Momentligningen kan gives som Ґ α K I 2s N 2s Sin2 α.
Det observeres praktisk talt, at drejningsmomentet er maksimalt, hvis α er mellem 150 og 300.

Klassificering af frastødningsmotor

Der er tre typer afstødningsmotor, de er,

Kompenseret type

Den består af en ekstra vikling, nemlig kompenserende vikling, og et ekstra par børster er placeret mellem de (kortsluttede) børster. Både kompenserende vikling og et par børster er forbundet i serie for at forbedre effekt- og hastighedsfaktorerne. Der anvendes en kompenseret motor, hvor der kræves høj effekt med samme hastighed.

kompenseret type-frastødningsmotor

Afvisning Start Induktionstype

Det starter med frastødning af spoler og kører med induktionsprincippet, hvor hastigheden holdes konstant. Den har en enkelt stator og rotor svarende til jævnstrømsarmatur og en kommutator, hvor en centrifugemekanisme kortslutter kommutatorstængerne og har højere drejningsmoment (6 gange) end strømmen i belastningen. Driften af afstødning kan forstås ud fra grafen, dvs. når frekvensen af synkron hastighed øges, begynder procentdelen af fuldt momentbelastning at falde, hvor magnetpolerne på et tidspunkt oplever en frastødende kraft og skifter til induktionstilstand. Her kan vi observere belastningen, der er omvendt proportional med hastigheden.

frastød-start-induktion-motor-graf

Det fungerer på princippet om frastødning og induktion, som består af en statorvikling, 2 rotorer, der vikles (hvor den ene er egernbur og anden DC-vikling). Disse viklinger er kortsluttet til kommutator og to børster. Det fungerer i en tilstand, hvor belastningen kan justeres, og hvis startmoment er 2,5-3.

frastødningstype

Fordele

Fordelene er

Den høje værdi af startmoment
Hastigheden er ikke begrænset
Ved at justere værdien af 'α' kan vi justere momentet, hvor vi kan øge hastigheden baseret på justering af drejningsmomentet.
Ved at justere positionsbørsterne kan vi nemt styre drejningsmoment og hastighed.

Ulemper

Ulemperne er

“hvad måler et ammeter ”

Hastigheden varierer med variationen i belastningen
Effektfaktoren er mindre bortset fra høje hastigheder
Omkostningerne er høje
Høj vedligeholdelse.

Ansøgninger

Ansøgningerne er

De bruges, hvor der er behov for startmoment med højhastighedsudstyr
Spolevindere: Hvor vi kan justere hastigheden fleksibelt og let, og retningen kan også ændres ved at vende børsteaksens retning.
Legetøj
Elevatorer mv.

Ofte stillede spørgsmål

1). Hvad er den vinkel, frastødningsmotoren oplever frastødning?

I 45 graders vinkel oplever det frastødning.

2). Frastødningsmotor er baseret på hvilket princip?

Det er baseret på frastødningsprincippet

3). Hvad er de to hovedkomponenter i Repulsion motor?

Stator og rotor er de to hovedkomponenter i motoren.

4). Hvordan kan drejningsmomentet styres i frastødningsmotor?

Momentet kan styres ved at justere motorens primære børster

5). Klassificering af frastødningsmotor

De er klassificeret i 3 typer

Frastødningstype
Frastød start induktionsmotor
Kompenseret type

Dette er således en oversigt over frastødningsmotor der fungerer på princippet om frastødning. Den har to vigtige komponenter, nemlig stator og rotor. Motorens funktionsprincip kan forstås i tre tilfælde af vinkler (0, 90,45 grader), der er baseret på børsternes position og de genererede felter. Motoren oplever kun en frastødende virkning ved 45 grader. Disse motorer bruges, hvor startmoment er stærkt påkrævet. Den største fordel er, at drejningsmomentet kan styres ved at justere børsterne.