Ce este un motor de histerezis: construcție, lucru și aplicațiile sale

LA motor este un dispozitiv electric în care intrarea este dată sub formă electrică, cum ar fi curent sau tensiune, iar ieșirea obținută este sub formă mecanică, cum ar fi cuplul sau forța. Motoarele electrice sunt clasificate în două tipuri și anume Motoare de curent continuu cum ar fi Brushless & Brush și motoarele de curent alternativ, cum ar fi motorul alternativ sincron și motorul alternativ asincron. Motoarele sincrone sunt clasificate în două tipuri, cum ar fi Neconcitat (reticență și histerezis) și curent continuu excitat. Motoarele de curent alternativ asincrone sunt cu inducție și comutator. Un motor de histerezis este o subclasificare a motorului sincron, aceste motoare sunt utilizate în principal într-un mediu de funcționare fără zgomot, cu viteză constantă. Puține dintre aplicațiile motorului de histerezis sunt înregistrarea sunetului și experimentele de producere a sunetului, cum ar fi ceasurile electrice, magnetofoanele, aparatele de înregistrare etc.

Ce este Hysteresis Motor?

Definiție: Un motor de histerezis funcționează pe principiul pierderilor de histerezis (este o pierdere apărută datorită magnetizării și demagnetizării materialului în funcție de direcția de curgere a curentului). Poate fi operat folosind o singură fază sau trei faze și într-un mediu de operare fără zgomot, menține o viteză constantă. Cuplul generat în motor se datorează isterezei și curentului turbionar care este indus datorită înfășurării statorului. Există 4 tipuri de motoare de histerezis

• Tip cilindric
• Tipul de disc
• Tipul circumferențial-câmp
• Tipul Axial-Field

Caracteristica constructivă a motorului de histerezis

Părțile principale ale motorului de histerezis sunt statorul și rotorul, statorul este similar cu motorul monofazat sau trifazat (folosind înfășurarea echilibrată în trei faze). Unde motor monofazat este clasificat în două tipuri de tip umbră de pol și tip permanent de capacitate divizată.

• Avantajul motorului tip stâlp umbrit este că ocupă o suprafață mai mică și necesită costuri mai mici, dar dezavantajul este că cuplul generat nu este uniform, provocând o funcționare zgomotoasă.
• Prin utilizarea unui rotor de tip capacitiv divizat se asigură o sursă de alimentare cu două faze de echilibru, care generează un cuplu uniform cu funcționare fără zgomot. Dar dezavantajul este că ocupă mai multă suprafață și costul este ridicat.

histerezis-motor

Rotorul este alcătuit din material de histerezis, conținând o serie de inele de histerezis (formate din crom dur sau cobalt sau oțel), care are o buclă de histerezis foarte mare. Este folosit pentru a reduce pierderile de curent turbionar. Deoarece are o greutate mai mare pentru a depăși acest dezavantaj, folosim un material nemagnetic (cunoscut și sub numele de păianjen) format din aluminiu, care este prezent în partea centrală a motorului. Principalul avantaj al acestui material nemagnetic este că ușurează greutatea rotorului, îmbunătățind viteza motorului și reduce valoarea inerției.

Principiul de lucru al motorului de histerezis

Motorul de histerezis pornește ca un motor cu inducție monofazat și funcționează ca un motor sincron, se poate observa din următoarele condiții.

Principiul de funcționare

Starea de pornire

Atunci când este furnizată o sursă de curent alternativ către stator, se generează un câmp magnetic atât pe înfășurările principale, cât și pe cele auxiliare ale motorului, care se află în câmpul magnetic rotativ constant. Inițial, rotoarele încep cu un cuplu de curent turbionar și apoi ating un cuplu de histerezis. Odată ce ajunge la sincronizare, statorul transformă rotorul în sincronism în care cuplul datorat curentului turbionar este zero.

Stare de funcționare în stare stabilă

În stare de funcționare în regim de echilibru (sau sincron condiție) statorul induce poli pe rotor, unde efectul de histerezis produs în circuit va face ca fluxul rotorului să rămână în spatele fluxului statorului la un unghi α. Unde α este unghiul dintre câmpurile magnetice ale statorului și ale rotorului (BS și BR). Prin urmare, rotorul experimentează atracția către statorul rotativ, cu un cuplu numit cuplu histerezis, care nu depinde de viteza rotorului (mai mare magnetismul rezidual, mai mare este cuplul histerezis). Prezența unei mari retentivități permite motorului să funcționeze fie cu viteză sincronă, fie să funcționeze normal.

Curba B-H

Ecuația cuplului de histerezis în motorul de histerezis

Ecuația curentului turbionar este dată ca

P_este= k_estef_Două^DouăB^Două……… 1

Unde

la_este= constant

f_Două= frecvența curentului turbionar

B = densitatea fluxului

Noi stim aia f_Două= sf₁……….Două

S = alunecare, f1 = frecvența statorului

Prin urmare P_este= k_estes^Douăf₁^DouăB^Două.. …… ..3

Ecuația cuplului este dată de

Ґ_este= p_estem / s w_s…… .4

Ґ_este= k^'s ……… 5

În cazul în care cuplul este invers proporțional cu alunecarea, ceea ce înseamnă că pe măsură ce viteza rotorului crește, valoarea cuplului scade și, de asemenea, dacă viteza motorului atinge viteza sincronă, alunecarea și cuplul devin zero.

Unde k ’= k_estef₁^DouăB^Două/ w_s= constant

Pierderea puterii de histerezis și Ph în motorul de histerezis

Pierderea de histerezis este dată de

P_h= k_hf_DouăB^1.6……… .6

Sau

P_h= k_hsf₁B^1.6… ..… .7

Cuplul datorat histerezisului este dat de

Ґ_h= p_h/ s w_s= k_hf₁B^1.6/ w_s= k ’’ = constantă ……… ..8

Putem observa din ecuația de mai sus că dacă cuplul care se dezvoltă datorită pierderii de histerezis rămâne constant până când cuplul atinge punctul de avarie și la viteza sincronă, cuplul devine zero.

Doctor în Hysteresis Motor

Pierderile de histerezis generate în motor sunt direct proporționale cu aria secțiunii transversale sub curba de histerezis. În cazul în care aceste pierderi sunt disipate sub formă de căldură. Pierderile pot fi derivate din următoarele ecuații,

Energia disipată din rotor este dată ca

W = N_sESTE_h(ESTE_h= pierderea de histerezis pe rotație) ……… 9

Unde puterea este disipată sub formă de căldură dată de

P_h= W / t = N_sESTE_h/ 60 ………… 10

Puterea mecanică care acționează rotorul este dată de

P_h= 2Π N_sT_h/ 60 …… 11

Echivalând puterea pe care o obținem

2Π N_sT_h/ 60 = N_sESTE_h/ 60 ……… 12

T_h= cupluri cuplate [N-m] E_h= energie de histerezis.

Caracteristica cuplului-viteză a motorului de histerezis

Caracteristica cuplului-viteză a motorului de histerezis poate fi explicată folosind următorul grafic, unde axa x reprezintă cuplul și axa y reprezintă viteza.

viteza-cuplu-caracteristică-motorului-istereză

• Cuplul (pornire și funcționare) generat în acest motor este aproximativ același.
• Cuplul generat de motorul de histerezis la viteza sincronă este constant.
• Rotorul, cuplul de pornire și cuplul de tragere sunt egale în această condiție. Prin urmare, motorul funcționează fără zgomot cu viteză constantă.

Avantaje

Următoarele sunt avantajele motorului de histerezis

• Absența vibrațiilor mecanice
• Funcționează fără zgomot
• Potrivit în principal pentru accelerarea sarcinilor de inerție

Dezavantaje

Următoarele sunt dezavantaje ale motorului de histerezis

• Ieșirea obținută este de ¼ ori a motorului cu inducție
• De dimensiuni mici
• Cuplul este mai mic

Aplicații

Următoarele sunt aplicații ale motorului de histerezis

• Înregistrați jucători
• Ceasuri electrice
• Dispozitive de sincronizare etc.

Întrebări frecvente

1). Ce sunt pierderile de histerezis?

Este o pierdere cauzată de magnetizarea și demagnetizarea materialului în funcție de direcția fluxului de curent.

2). Ce este motorul Schrage?

Un motor Schrage este un motor comutator polifazic ale cărui caracteristici sunt manevrate, unde rotorul are două înfășurări, unul conectat la alimentare și altul la comutator.

3). Ce cauzează histerezisul?

Este cauzată de magnetizarea și demagnetizarea materialului în funcție de direcția fluxului de curent.

4). Ce este un motor de reticență sincronă?

Este un motor sincron CA care transformă puterea electrică în putere mecanică

5). Care este principiul motorului de histerezis?

Un motor de histerezis funcționează pe principiul pierderilor de histerezis (este o pierdere apărută datorită magnetizării și demagnetizării materialului în funcție de direcția de curgere a curentului).

Un motor este un dispozitiv electric care transformă energia electrică în energie mecanică. Prezentare generală a acestui articol motor de histerezis sincron care funcționează pe principiul pierderii de histerezis. Cuplul generat rămâne constant înainte de a atinge viteza sincronă și devine zero după atingerea vitezei sincrone. Pierderile de histerezis sunt zona de sub curba B-H. Cuplul (pornire și funcționare) generat în acest motor este aproximativ același. Principalul avantaj este că funcționează fără sunet.