ידע על רוטורים של מנועים חשמליים

ישנם חלקים רבים ושונים של המנוע החשמלי, היום נדבר על קצת ידע על הרוטור של המנוע החשמלי.

תוכן ענינים

1 מדוע לרוטור המנועים החשמליים יש חריץ אלכסוני?

2 מדוע מנועים חשמליים רוטור אלומיניום יצוק מקובלים באופן אוניברסלי עבור האנרגיה החשמלית?

מדוע לרוטור המנועים החשמליים יש חריץ אלכסוני?

על מנת לשפר את איכות המנועים החשמליים, רעש מנוע אינדוקציה נכלל באחד ממדדי הערכת האיכות בשנים האחרונות, במיוחד עבור סביבת ההפעלה של המנוע החשמלי ומגע קרוב עם אנשים, הרעש של המנוע החשמלי הפך להיות מאוד דרישות הערכה חשובות.

על מנת לשלוט על רעש מנוע אינדוקציה אסינכרוני, בנוסף לעיצוב הבחירה של חריץ סטטור-רוטור מתאים.

ניתן להשתמש בו כדי להפחית את הרעש האלקטרומגנטי של שיפוע המנוע החשמלי של החריץ.

אבל בדיוק כמה שיפוע חריץ מתאים יותר, יש צורך לבדוק אימות נוסף.

באופן כללי, שיפוע חריץ רוטור המנוע החשמלי האסינכרוני יכול להיחשב כגובה שן סטטור אחד, אשר יכול גם בעצם לעמוד בדרישות.

עם זאת, על מנת לשפר עוד יותר את רעש המנוע החשמלי, יש לבחון את שיפוע החריץ האופטימלי, מה שדורש הרבה חישובים ואימות.

מנקודת מבט הייצור, המנוע החשמלי עם חריץ ישר הוא פשוט יחסית לייצור ולעיבוד, אך בעת הצורך, יש צורך לסובב את חריץ הסטטור או חריץ הרוטור.

קשה יחסית לסובב ולפתות את חריץ הסטטור של מנועי האינדוקציה, כך שברוב המקרים, חריץ הרוטור משופע.

הפיתול של חריץ הרוטור מושג בדרך כלל על ידי עיבוד המפתח המעוות על גל המנוע, או עבור חברות מתקדמות יותר, באמצעות אגרוף ספירלי, שמתממש בתהליך ייצור ליבת הרוטור.

גורמים ליצירת רעש אלקטרומגנטי ואמצעי הימנעות

רעש מנוע היה בעיה קשה לפתרון, הוא נוצר בעיקר משלוש סיבות אלקטרומגנטיות, מכניות ואוורור.

רעש אלקטרומגנטי במנוע האסינכרוני נוצר על ידי גל הכוח האלקטרומגנטי הנגרם מאינטראקציה של השדה המגנטי ההרמוני שנוצר על ידי פיתולי הסטטור וזרמי הרוטור במרווח האוויר, מה שגורם לעול הליבה לרטוט ומאלץ את האוויר שמסביב לרטוט.

הסיבה העיקרית היא התאמה לא נכונה של חריצים, אקסצנטריות של סטטור ורוטור או מרווח האוויר קטן מדי וכו'.

רעש אלקטרומגנטי נגרם על ידי המשיכה המגנטית הפועלת בין חלקי המנועים החשמליים המבצעים שינויים בזמן ובמרחב ונגרם ממשיכה של הקטבים המגנטיים הפועלים בין חלקי מנוע ה-AC.

לכן, עבור מנועים אסינכרוניים, הגורמים להיווצרות רעש אלקטרומגנטי כוללים.

● גלי כוח רדיאלי בשדה המגנטי של חלל מרווח האוויר גורמים לעיוות רדיאלי ולרעידות תקופתיות של רוטור מתפתל הסטטור וכלוב הסנאי.

● גלי כוח רדיאלי של הרמוניות גבוהות בשדה המגנטי של מרווח האוויר פועלים על ליבות הסטטור והרוטור, וגורמים להם להתעוות רדיאלית ולרטוט מעת לעת.

● לעיוות של ליבות סטטור עם הרמוניות מסדר שונה יש תדרים אינהרנטיים שונים, ותהודה נגרמת כאשר התדר של גל הכוח הרדיאלי קרוב או שווה לתדר אינרנטי כלשהו של הליבה.

● העיוות של הסטטור גורם לאוויר שמסביב לרטוט, ורוב הרעש האלקטרומגנטי הוא רעשי עומס.

כאשר הליבה רוויה, הרכיב ההרמוני השלישי גדל והרעש האלקטרומגנטי גדל.

ככל שמרווח האוויר קטן יותר, ככל שהחריץ רחב יותר, המשרעת שלהם גדולה יותר.

כדי להימנע מבעיה זו, עלינו לשפר את שלב עיצוב המוצר באמצעים יעילים, כגון: בחירת צפיפות שטף סבירה, בחירת סוג הפיתול הנכון ומספר הכבישים המשויכים, הגדלת מספר חריצי ניקוב הסטטור, הפחתת ההתפלגות ההרמונית. מקדם פיתול הסטטור, עיבוד נכון של מרווח האוויר הסטטור-רוטור של המנוע, בחירת התאמת הסטטור וחריץ הרוטור, שימוש בחריץ ההטיה של הרוטור ואמצעים ספציפיים אחרים.

מדוע מנועים חשמליים רוטור אלומיניום יצוק מקובלים באופן אוניברסלי עבור האנרגיה החשמלית?

על פי מאפייני החומר הממולא בחריצים של רוטור המנוע, ישנם רוטורים מפותלים בחוט, רוטורים מאלומיניום יצוק ורוטורים מגנטים קבועים.

לשם השוואה, רוטורים מאלומיניום יצוק הם הנפוצים ביותר, בוודאי בשל חלק מהעלות והיתרונות בתהליך של סוג זה של רוטור על האנרגיה המכנית.

צורת החריץ של רוטור אלומיניום יצוק אינה מוגבלת על ידי הפרופיל, וניתן לבחור את צורת החריץ הטובה ביותר באופן שרירותי כדי לשפר את ביצועי ההתחלה של מנועי האינדוקציה התלת-פאזיים.

שורת הנחושת הרוטור מהווה כ-40% מהנחושת המשמשת בכל המנועים הסטנדרטיים, והשימוש בפיתולי רוטור אלומיניום יצוק יכול להוזיל מאוד את עלות החומר של המנועים התעשייתיים.

מוליך האלומיניום היצוק ממלא את כל חריץ מתפתל הרוטור, והקצב המלא של החריץ קרוב ל-100%, מה שמסייע להולכת חום ולפיזור.

להב האוויר של הרוטור וטבעת הקצה יצוקים יחד כדי להגדיל את יכולת פיזור החום, ואין צורך להתקין מאוורר נוסף, מה שחוסך כמה הליכי עיבוד.

המבנה של רוטור האלומיניום היצוק הוא סימטרי וקומפקטי, ועמוד האיזון וטבעת הקצה יצוקים יחד, מה שקל להשיג את האיזון בצורה מכנית; מחזור הייצור קצר, שעות העבודה נמוכות והעלות נמוכה, מה שמתאים לייצור המוני.

עם זאת, רוטור אלומיניום יצוק אינו תרופת פלא לכל דבר, למשל, עבור מנועים ביעילות גבוהה והספק גבוה, ייתכן שיידרש רוטור מוט נחושת או רוטור נחושת יצוק כדי להשיג זאת.

איכות המערכת של מערכת האגרוף משפיעה ישירות על איכות הליבה הלחוצה.

הצורה הלא אחידה של החריץ תשפיע על איכות החוט המוטבע; הקוץ גדול מדי, גודל השיניים גדול מדי והדיוק של גודל הליבה, אטימות וכו' ישפיע על המוליכות המגנטית והאובדן.

אגרוף בקרת איכות של הרוטור של מנועי AC

איכות גיליון האגרוף היא בעיה.

גודל יריעת הניקוב אינו טוב, וכתוצאה מכך צפיפות מגנטית לא אחידה של שיני הסטטור והרוטור, מה שמגביר את זרם העירור, מגביר את צריכת הברזל, יעילות נמוכה ומקדם הספק נמוך.

דיוק של גודל ניקוב.

ניתן להבטיח את הדיוק של הגודל, הקואקסיאליות ומיקום החריץ של יריעת האגרוף מלוח הפלדת סיליקון, תבנית האגרוף, ערכת האגרוף ומכונת האגרוף. מהצד של התבנית, יש צורך במרווח סביר ודיוק ייצור התבנית כדי להבטיח את הדיוק של גודל התבנית.

בעיות בתהליך ניקוב וגזירה והשפעותיהן

● צלחת האינדקס אינה מותרת, והמיקום והגודל של כל שן בצלחת אינם עקביים עקב בלאי, כך שמרחק החריץ על יריעת הניקוב אינו זהה, ומופיעה התופעה של מרחק שיניים קטן וגדול .

מנגנון הסיבוב של מכונת ניקוב החריצים אינו פועל כראוי.

לדוגמה, שינויים במרווח, בשימון ובחיכוך יכולים לגרום לשינויים בגודל זווית הסיבוב ולהשפיע על אחידות מיקום החריץ של יריעת האגרוף.

● ציר המיקום של לוח הניקוב נשחק והגודל הופך קטן יותר, מה שיגרום להסטה הרדיאלית של מיקום החריץ.

זה יגרום לצורה לא אחידה של החריץ כאשר הליבה מוערמת, ויגרום לחוסר איזון מכני לאגרוף הרוטור.

● בלאי של המפתח על הציר גורם גם להיסט של החריץ.

בלאי מפתח מגדיל את המרווח בין המפתח למפתח המפתח של האגרוף, וכתוצאה מכך היסט של החריץ.

ההיסט גדל ככל שקוטר האגרוף גדל.

אם המעגל החיצוני משמש למיקום, היסט זה לא מתרחש ואיכות האגרוף טובה יותר מאשר אם האגרוף ממוקם עם חור פיר.

● כתמים, הגורמים לקצר בין יריעות הליבה, מגבירים את צריכת הברזל ועליית הטמפרטורה.

הנוכחות של קוצים מפחיתה את מספר האגרופים, מה שגורם לעלייה בזרם העירור ולירידה ביעילות.

החריץ יפלח את הבידוד של הפיתול, וגם יגרום להתרחבות חיצונית של השיניים.

כאשר החריץ בחור ציר הרוטור גדול מדי, זה עלול לגרום להפחתה בגודל החור או סגלגלות, וכתוצאה מכך לקשיים בהתאמת הליבה בלחץ על ציר המנוע.

מרווח מוגזם של תבנית, התקנת תבנית שגויה או קצוות קהים עלולים לגרום לקוצים בגיליון הניקוב.

כדי לצמצם את הקוטה, יש צורך לשלוט בקפדנות על המרווח בין האגרוף למות הקעורה במהלך ייצור המות; כדי להבטיח מרווח אחיד מכל הצדדים במהלך התקנת התבנית; כדי להבטיח את פעולתה הרגילה של התבנית במהלך תהליך הניקוב, לבדוק את גודל הקוץ לעתים קרובות ולתקן את הקצה בזמן.

● גיליון ניקוב אינו שטוח ונקי.

כאשר ביריעת הניקוב יש גליות, חלודה, שמן, אבק וכו', זה יפחית את מקדם התאמת הלחץ.

בעת התאמה בלחיצה, שלטו באורך של הרוטור והסטטור.

חלקים רבים מדי יהפכו את משקל הליבה לבלתי מספיק, יפחיתו את קטע המעגל המגנטי ויגדילו את זרם העירור.

טיפול בידוד לקוי או ניהול לקוי של יריעת האגרוף, שכבת הבידוד נהרסת לאחר חיבור לחיצה, כך שקצר הליבה, אובדן זרם מערבולת גדל.

בעיית איזון דינמי של רוטור עם מאוורר

אוורור הוא חלק חשוב ממנוע AC, השפעת אוורור על עליית הטמפרטורה של המנועים החשמליים ביותר, רטט ורעש והשפעות ביצועים אחרות; מהמבנה של רוטור מנוע ה-AC, להגדרות ומאוורר יש דרישות שונות; לחלק מהרוטורים המנועים אין מאוורר, כולל להבי האוויר של רוטור אלומיניום יצוק אין.

חלק ממנועי AC מכוונים רק את להבי הרוח ברוטור האלומיניום היצוק, בעוד שחלק מהרוטורים יקבעו גם את מאוורר הרוטור בתוך המאוורר ומחוצה לו.

הנושא שלנו היום מוגבל לאיזון של רוטורים עם מאווררים.

תיאורטית, אם המאוורר אוזן סטטית לפני ההתקנה, ציר הרוטור אוזן דינמית לפני שרוול הליבה, והרוטור אוזן באופן דינמי באופן דומה לפני התקנת המאוורר.

לאחר מכן, לאחר התקנת המאוורר, חוסר האיזון של הרוטור אמור להיות קטן יחסית, ובתיקון ובתחזוקה המאוחרים יותר, המאוורר הוא בעצם חלק שעומד בדרישות ובעל יכולת החלפה.

עם זאת, יצרני מנועים חשמליים רבים, הציר, המאוורר והרוטור הכללי מאזנים, הכל לאחר התקנת המאוורר, כך שנראה שזה פחות צרות.

אבל קשה להבחין אילו חלקים קשורים נגרמים מחוסר האיזון.

כמובן שקשה גם לרשום את התרופה הנכונה, ואינה תורמת לתחזוקה מאוחרת יותר.

מדוע רוטורים מאוזנים באופן דינמי

מכונות מסתובבות במהירות גבוהה על ידי השפעת החומר, ההשפעה, קורוזיה, בלאי, קוקינג יגרמו לכישלון חוסר איזון של מערכת הרוטור של המכונה למכונה חשמלית.

ו-70% מכשל הרטט של מכונות מסתובבות בגלל חוסר איזון של מערכת הרוטור.

בדרך כלל, אנשי תחזוקה לרטט גדול יותר של הרוטור, טיפול לפירוק, החלפה ישירה של האימפלר וכו', מותקנים מחדש לאחר הפעולה, כדי להפחית את מטרת הרטט.

עם זאת, עקב קיומו של חוסר האיזון המקורי של החלקים המסתובבים, הרטט לפעמים עולה על הערך המותר הסטנדרטי גם לאחר הפעלת המכונה.

על מנת למנוע את הרס הכוח המכני של המכונה, לאיים על בטיחות אנשי האתר ולהבטיח את פעולת הייצור הרגילה, יש צורך לבצע תיקון איזון דינמי.

עקרון איזון דינמי

חוסר האחידות בסיבוב של הרוטור נגרם מהעובדה שמרכז המסה של כל מיקרו-קטע של הרוטור אינו רק על ציר הסיבוב.

הכוח הצנטריפוגלי הנוצר מהסטייה של מרכז המסה של כל מיקרו-קטע מציר הסיבוב מאונך לציר הסיבוב.

ניתן לסנתז את מערכת הכוח הצנטריפוגלי לכמה כוחות מרוכזים על ידי סינתזת כוח, שכיוונם עדיין מאונך לציר.

באופן כללי, נדרשים לפחות שני כוחות מרוכזים הפועלים על שני חתכים כדי לייצג את מערכת הכוח הצנטריפוגלי המקורי.

אם שני הכוחות המרוכזים הללו יוצרים במקרה זוג כוחות, לא ניתן לזהות ולמדוד את חוסר האיזון המקורי כאשר הרוטור אינו מסתובב.

רק כאשר הוא מסתובב, זוג הכוח יוצר הפרעה לרוחב וגורם לרוטור הרוטור.

ניתן לזהות ולמדוד את ההשפעה של חוסר איזון זה רק בדינמיקה של סיבוב, ולכן נדרש איזון דינמי.

לעומת זאת, איזון סטטי הוא האיזון שניתן לבצע ללא סיבוב כאשר מסת הרוטור מרוכזת עד כדי כך שניתן להתייחס אליו כדיסק דק ללא עובי מאונך לציר הסיבוב.

זה נעשה על ידי הצבת הרוטור אופקית, כאשר הצד המשוקלל תלוי בכוח המשיכה, וניסיון להתאים את מיקום מרכז המסה של הרוטור כך שהוא שוכן על ציר הסיבוב.

לאחר מדידת המיקום והגודל של חוסר האיזון, הסר אותו ישירות או הוסף את המסה המתאימה כדי לאזן את השפעתו בכיוון הסימטרי שלו, כלומר, השלם את האיזון הדינמי על ידי ביטול משקל או משקל נגד.