Een machine die elektrische energie omzet in mechanische energie wordt een elektromotor genoemd. Elektromotoren zijn eenvoudig van ontwerp, gemakkelijk te gebruiken, goedkoop, zeer efficiënt, onderhoudsarm en betrouwbaar. Driefase-inductiemotoren zijn een van de typen en verschillen van andere typen elektromotoren. Het belangrijkste verschil is dat er geen elektrische verbinding is tussen de rotorwikkeling en een externe voedingsbron. De benodigde stroom en spanning in het rotorcircuit worden geleverd door inductie vanuit de statorwikkeling. Dit is de reden waarom ze inductiemotoren worden genoemd. Dit artikel beschrijft de kooiankerinductiemotor, een van de typen driefase-inductiemotoren.
Wat is een kooiankerinductiemotor?
Definitie: Een kooiankermotor is een type inductiemotor. Om beweging te genereren, maakt hij gebruik van elektromagnetisme. De uitgaande as is verbonden met de rotor, een binnenwerk dat de vorm van een kooi heeft. Vandaar de naam kooiankermotor. De twee eindkappen, die cirkelvormig zijn, zijn verbonden door rotorstaven. Deze staven werken op basis van de elektromagnetische kracht (EMK), die wordt opgewekt door de stator. Deze EMK wordt ook opgewekt door de buitenbehuizing, die is gemaakt van gelamineerde metalen platen en draadwikkelingen. De twee belangrijkste onderdelen van elk type inductiemotor zijn de stator en de rotor. De kooiankermotor is een eenvoudige methode om elektromagnetische inductie te bewerkstelligen. Een 4-polige kooiankermotor is hieronder weergegeven.
Werkingsprincipe van een kooiankerinductiemotor
De werking van een eekhoorninductiemotor is gebaseerd op het principe van elektromagnetisme. Wanneer de statorwikkeling wordt gevoed met een driefasige wisselstroom, wekt deze een roterend magnetisch veld (RMF) op met een snelheid die de synchrone snelheid wordt genoemd. Dit RMF induceert spanning in de rotorstaven, waardoor er stroom doorheen vloeit. Door deze rotorstromen ontstaat een eigen magnetisch veld dat interactie heeft met het statorveld. Volgens het principe begint het rotorveld zijn oorzaak tegen te werken. Wanneer het RMF het rotormoment opvangt, daalt de rotorstroom tot nul. Er is dan geen relatief moment meer tussen de rotor en het RMF.
Daardoor ondervindt de rotor een nul tangentiële kracht, die even afneemt. Na deze afname van het moment van de rotor wordt de rotorstroom opnieuw opgewekt door het herstel van de relatieve beweging tussen het roterende magnetische veld (RMF) en de rotor. Hierdoor wordt de tangentiële kracht voor de rotatie van de rotor hersteld en begint deze het RMF te volgen. In dit geval handhaaft de rotor een constante snelheid, die lager is dan de snelheid van het RMF en de synchrone snelheid. Het verschil tussen de snelheid van het RMF en de rotor wordt hier gemeten in de vorm van slip. De uiteindelijke frequentie van de rotor kan worden verkregen door de slip te vermenigvuldigen met de voedingsfrequentie.
Inductiemotor met kortsluitanker
De onderdelen die nodig zijn voor de constructie van een kortsluitankermotor zijn de stator, rotor, ventilator en lagers. De stator bestaat uit een mechanisch en elektrisch 120 graden uit elkaar liggende driefasige wikkeling met een metalen behuizing en kern. Om een pad met lage reluctantie te creëren voor de door wisselstroom opgewekte flux, is de wikkeling gemonteerd op een gelamineerde ijzeren kern.
Een rotor zet de aangeleverde elektrische energie om in mechanische output. De as, een kern en kortgesloten koperen staven vormen de onderdelen van de rotor. Om hysteresis en wervelstromen, die leiden tot energieverlies, te voorkomen, is de rotor gelamineerd. Om cogging te voorkomen, zijn de geleiders schuin geplaatst, wat tevens bijdraagt aan een goede transformatieverhouding.
Een ventilator aan de achterkant van de rotor zorgt voor warmteafvoer en helpt de temperatuur van de motor binnen de perken te houden. Voor een soepele rotatie zijn lagers in de motor aangebracht.
Verschil tussen een kooiankermotor en een sleepringinductiemotor.
Voordelen
De voordelen van een kortsluitankermotor zijn onder andere de volgende:
Eenvoudige en robuuste constructie.
De lage aanschaf- en onderhoudskosten.
Houdt een constante snelheid aan.
De overbelastingscapaciteit is hoog.
Eenvoudige beginopstelling.
Hoge arbeidsfactor.
Laag koperverlies in de rotor.
Hoge efficiëntie.
Nadelen
De nadelen van een kortsluitankermotor zijn onder andere de volgende.
Motor
Hoge startstroom
Zeer gevoelig voor schommelingen in de voedingsspanning.
Lage arbeidsfactor bij lichte belasting.
Snelheidsregeling is erg moeilijk.
Het aanloopkoppel is erg laag vanwege de geringe rotorweerstand.
Geplaatst op: 26 juni 2024