Che cos'è un motore a repulsione: costruzione e suo funzionamento

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Motore di repulsione

PER il motore è un dispositivo elettrico che converte l'ingresso elettrico in uscita meccanica, dove l'ingresso elettrico può essere in forma di corrente o tensione e l'uscita meccanica può essere in forma di coppia o forza. Motore sono costituiti da due parti principali e cioè statore e rotore, dove lo statore è una parte fissa del motore e il rotore è una parte rotatoria del motore. Un motore che funziona secondo il principio della repulsione è noto come motore di repulsione, in cui la repulsione avviene tra due campi magnetici di uno statore o di un rotore. Il motore di repulsione è un monofase motore.

Cos'è il motore di repulsione?

Definizione: Un motore a repulsione è un motore elettrico monofase che funziona fornendo un ingresso AC (corrente alternata). L'applicazione principale del motore di repulsione sono i treni elettrici. Inizia come un motore di repulsione e funziona come un motore a induzione, dove la coppia di avviamento dovrebbe essere elevata per il motore di repulsione e ottime caratteristiche di funzionamento per il motore a induzione.




Costruzione del motore di repulsione

È un motore CA monofase, costituito da un nucleo polare che è il polo nord e il polo sud di un magnete. La costruzione di questo motore è simile al motore a induzione a fase divisa e Motore serie DC. Il rotore e lo statore sono i due componenti principali dei motori che sono accoppiati induttivamente. L'avvolgimento di campo (o un avvolgimento di tipo distribuito o lo statore) è simile all'avvolgimento principale del motore a induzione a fase divisa. Quindi il flusso è distribuito uniformemente e la distanza tra statore e rotore è diminuita e anche la riluttanza è diminuita, il che a sua volta migliora il fattore di potenza.

Il rotore o l'armatura è simile al motore della serie DC che è provvisto di un avvolgimento a tamburo collegato al commutatore, dove il commutatore è a sua volta collegato a spazzole di carbone che sono cortocircuitate. Un meccanismo portaspazzole consente all'albero motore variabile di cambiare la direzione o l'allineamento delle spazzole lungo l'asse. Quindi la coppia prodotta durante questo processo aiuta a controllare la velocità. L'energia nel motore di repulsione viene trasferita attraverso il trasformatore dall'azione o dall'azione di induzione (dove la fem viene trasferita dallo statore al rotore).



Costruzione-di-motore a induzione-copia

costruzione-repulsione-motore-copia

Principio di funzionamento

Il motore di repulsione funziona secondo il principio della repulsione in cui due poli di un magnete si respingono. Il principio di funzionamento del motore di repulsione può essere spiegato da 3 casi di α, a seconda della posizione del magnete come segue.

Caso (i) : Quando α = 900


Supponiamo che le spazzole 'C e D' siano allineate verticalmente a 90 gradi e il rotore allineato orizzontalmente lungo l'asse d (asse del campo) che è la direzione del flusso di corrente. Dal principio di Legge di Lenz, sappiamo che la fem indotta dipende principalmente dal flusso dello statore e dalla direzione della corrente (che si basa sull'allineamento delle spazzole). Pertanto, l'emf netto della spazzola da 'C a D' è '0' come mostrato nel diagramma, che è rappresentato come 'x' e '.' Non c'è flusso di corrente nel rotore, quindi Ir = 0. Quando no la corrente passa nel rotore, quindi funge da trasformatore a circuito aperto. Pertanto, la corrente dello statore è = inferiore. La direzione del campo magnetico è lungo la direzione dell'asse della spazzola, dove lo statore e l'asse del campo del rotore sono sfasati di 180 gradi, la coppia generata è '0' e l'induzione reciproca indotta nel motore è '0'.

Posizione a 90 gradi

Posizione di 90 gradi

Case (ii) : Quando α = 00

Ora le spazzole 'C e D' sono orientate lungo l'asse d e sono cortocircuitate. Pertanto la fem netta indotta nel motore è molto alta, il che genera il flusso tra gli avvolgimenti. L'emf netto può essere rappresentato come 'x' e '.' Come mostrato nella figura. È simile a un trasformatore in cortocircuito. Dove la corrente dello statore e la mutua induzione sono massime il che significa Ir = Is = massimo. Dalla figura, possiamo osservare che i campi dello statore e del rotore sono di 180 gradi opposti in fase, il che significa che la coppia generata si opporrà l'una all'altra, quindi il rotore non può ruotare.

α = 0 Angolo

α = 0 angolo

Caso (iii): Quando α = 450

Quando le spazzole 'C e D' sono inclinate di un certo angolo (45 gradi) e le spazzole sono in corto. Supponiamo che il rotore (asse della spazzola) sia fisso e lo statore sia ruotato. L'avvolgimento dello statore è rappresentato come numero 'Ns' di giri effettivi e la corrente che passa è 'Is', il campo prodotto dallo statore è nella direzione 'Is Ns' che è l'MMF dello statore come mostrato in figura. L'MMF (forza magnetomotrice) è risolto in due componenti (MMF1 e MMF2), dove MMF1 è insieme alla direzione della spazzola (Is Nf) e MMF2 è perpendicolare alla direzione della spazzola (Is Nt) che è la direzione del trasformatore, e 'α 'è l'angolo tra' Is Nt 'e' Is Nf '. Quindi il flusso prodotto da questo campo in due componenti è 'Is Nf' e 'Is Nt'. La fem indotta nel rotore produce flusso lungo l'asse q.

Posizione inclinata

posizione inclinata

Il campo prodotto dal rotore lungo l'asse della spazzola è rappresentato matematicamente come segue

È Nt = È Ns cos α ……… .. 1

Nt = Ns Cos α ………… 2

Nf = Ns Sin α ………… 3

Poiché l'asse magnetico 'T' e l'asse della spazzola coincidono con il rotore MMF che si trova lungo l'asse della spazzola, è uguale al flusso generato dallo statore.

Derivazione della coppia

derivazione della coppia

L'equazione della coppia è data come

Ґ α (MMF asse d statore) * (MMF asse q rotore) ……… .4

Ґ α (È Ns Sin α) (È Ns cos α) ……… ..5

Ґ α I 2s N 2s Sin α cos α [sappiamo che 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 [Quando α = 0 Coppia = 0 ………. .8

K = valore costante α = π / 4 Coppia = massimo

Rappresentazione grafica

Praticamente questo è un problema che può essere mostrato in un formato grafico, dove l'asse x è rappresentato come 'α' e l'asse y è rappresentato come 'corrente'.

Rappresentazione grafica

rappresentazione grafica

  • Dal grafico possiamo osservare che la corrente è direttamente proporzionale ad α
  • Il valore corrente è 0 quando α = 900 che è simile al trasformatore a circuito aperto
  • La corrente è massima quando α = 00 che è simile al trasformatore di cortocircuito come mostrato nel grafico.
  • Dov'è la corrente dello statore.
  • L'equazione della coppia può essere data come Ґ α K I 2s N 2s Sin2 α.
  • In pratica si osserva che la coppia è massima se α è compreso tra 150 e 300.

Classificazione del motore di repulsione

Esistono tre tipi di motore di repulsione,

Tipo compensato

Consiste in un avvolgimento aggiuntivo, vale a dire un avvolgimento di compensazione e una coppia aggiuntiva di spazzole è posizionata tra le spazzole (cortocircuitate). Sia l'avvolgimento di compensazione che una coppia di spazzole sono collegati in serie per migliorare i fattori di potenza e velocità. Un motore di tipo compensato viene utilizzato dove è richiesta un'elevata potenza alla stessa velocità.

Motore di repulsione di tipo compensato

motore a repulsione di tipo compensato

Tipo di induzione con inizio repulsione

Inizia con la repulsione delle bobine e funziona con il principio di induzione, dove la velocità viene mantenuta costante. Ha un unico statore e rotore simile all'armatura DC e un commutatore in cui un meccanismo centrifugo cortocircuita le barre del commutatore e ha una coppia maggiore (6 volte) rispetto alla corrente nel carico. L'operazione di repulsione può essere compresa dal grafico cioè, quando la frequenza della velocità sincrona aumenta, la percentuale del carico di coppia completo inizia a diminuire, dove in un punto i poli del magnete subiscono una forza repulsiva e passano alla modalità di induzione. Qui possiamo osservare il carico inversamente proporzionale alla velocità.

Repulsione-Inizio-Induzione-Grafico-Motore

repulsione-avviamento-motore-induzione-grafico

Funziona secondo il principio di repulsione e induzione, che consiste in un avvolgimento statore, 2 rotori (di cui uno è a gabbia di scoiattolo e l'altro avvolgimento CC). Questi avvolgimenti sono in corto con il commutatore e due spazzole. Funziona in una condizione in cui il carico può essere regolabile e la cui coppia di avviamento è 2,5-3.

Tipo di repulsione

tipo repulsione

Vantaggi

I vantaggi sono

  • L'alto valore della coppia di spunto
  • La velocità non è limitata
  • Regolando il valore di 'α' possiamo regolare la coppia, dove possiamo aumentare la velocità in base alla regolazione della coppia.
  • Regolando le spazzole di posizione, possiamo controllare facilmente la coppia e la velocità.

Svantaggi

Gli svantaggi sono

  • La velocità varia con la variazione del carico
  • Il fattore di potenza è inferiore tranne che per le alte velocità
  • Il costo è alto
  • Alta manutenzione.

Applicazioni

Le applicazioni sono

  • Sono utilizzati dove è necessaria una coppia di avviamento con apparecchiature ad alta velocità
  • Avvolgitori: dove possiamo regolare la velocità in modo flessibile e semplice e la direzione può anche essere cambiata invertendo la direzione dell'asse della spazzola.
  • Giocattoli
  • Ascensori ecc.

Domande frequenti

1). Qual è l'angolo in cui il motore di repulsione sperimenta la repulsione?

A un angolo di 45 gradi, sperimenta repulsione.

2). Su quale principio si basa il motore di repulsione?

Si basa sul principio di repulsione

3). Quali sono i due componenti principali del motore di repulsione?

Lo statore e il rotore sono i due componenti principali del motore.

4). Come si può controllare la coppia nel motore di repulsione?

La coppia può essere controllata regolando le spazzole primarie del motore

5). Classificazione del motore di repulsione

Sono classificati in 3 tipologie

  • Tipo di repulsione
  • Motore a induzione con avviamento a repulsione
  • Tipo compensato

Quindi, questo è un file panoramica del motore di repulsione che funziona sul principio di repulsione. Ha due componenti importanti e cioè lo statore e il rotore. Il principio di funzionamento del motore può essere compreso in tre casi di angoli (0, 90,45 gradi) che si basano sulla posizione delle spazzole e sui campi generati. Il motore sperimenta un effetto repulsivo solo a 45 gradi. Questi motori vengono utilizzati dove la coppia di avviamento è altamente richiesta. Il vantaggio principale è che la coppia può essere controllata regolando le spazzole.