Motorul cușcă de veveriță este un motor electric cu inducție, a cărui parte sau rotor rotativ este constituit dintr-un set de bare conductoare paralele cu direcția axială și dispuse într-o formă cilindrică în jurul axei..
Această formă amintește de o cușcă precum cele folosite pentru a prinde veverițe în vechiul vest nord-american, de unde și numele. Sunt, de asemenea, cele mai economice, durabile și cu o întreținere mai redusă, deoarece le lipsesc carbonii, periile sau colectoarele din rotor, care nu trebuie conectate electric la nicio sursă de curent externă..
Primele motoare cu câmp rotativ au fost concepute independent între 1885 și 1886 de două mari genii electrice: Galileo Ferraris și Nikola Tesla. Aceste motoare au fost predecesorii actualelor motoare în cușcă de veveriță..
Motorul cușcă de veveriță este de curent alternativ, care poate fi trifazat, bifazat sau monofazat. În funcție de tipul sursei de alimentare, designul poate varia puțin, dar principiul de funcționare este întotdeauna același..
Principiul de funcționare se bazează pe generarea unui câmp magnetic rotativ în centrul motorului, printr-o înfășurare statică la periferia sa, care este alimentată cu curent alternativ..
Respectivul câmp magnetic rotativ induce curenți în barele care alcătuiesc cușca rotorului, iar acești curenți produc la rândul lor un câmp magnetic secundar care interacționează cu câmpul primar, producând un cuplu sau un moment pe rotor..
Cheia funcționării constă în producerea unui câmp magnetic rotativ perpendicular pe axa de rotație. Acest câmp rotativ exercită o forță magnetică de torsiune asupra barelor longitudinale ale cuștii atunci când curge curent..
Pentru a genera curentul în barele conductoare paralele cu axa de rotație a cuștii, nu este necesară o sursă de curent extern, deoarece câmpul rotativ în sine, prin inducție magnetică, este capabil să inducă un curent pe barele cuștii..
Asta atâta timp cât există o diferență între viteza de rotație a câmpului magnetic și viteza de rotație a rotorului..
Motoarele cu colivii de veveriță pot fi fie trifazate, fie monofazate. În cazul motorului trifazat, adică al celui care funcționează cu curent alternativ trifazat, fiecare fază o conduce pe precedentă cu 120º, adică o treime dintr-o perioadă..
În fiecare motor electric există două părți:
În stator există un pachet de foi canelate și emailate (pentru a evita curenții turbionari sau curenții turbionari) și permeabilitatea magnetică ridicată.
Cablurile acoperite cu lac izolator trec prin caneluri, formând cel puțin trei înfășurări sau bobine, defazate cu 120º. Cele trei bobine sunt alimentate cu curent alternativ trifazat și fiecare fază avansează de asemenea cu 120 ° față de cea anterioară..
În fiecare moment, suprapunerea câmpurilor magnetice dă un câmp rezultat perpendicular pe axa de rotație a motorului. Pe măsură ce timpul progresează, câmpul magnetic combinat al celor trei bobine își menține amplitudinea, dar direcția sa întotdeauna perpendiculară pe axa de rotație, se rotește cu o frecvență egală cu cea a curentului alternativ, în general între 50 și 60 Hz..
Se compune din două inele conductoare conectate prin opt sau mai multe bare longitudinale conductoare, paralele cu axa de rotație.
Pentru a înțelege cum câmpul rotativ produce cuplu pe cușcă, se poate imagina o cușcă minimă, formată din două bare longitudinale diametral opuse..
Când această cușcă este în repaus inițială și datorită forței electromotoare, câmpul rotativ care trece prin ea induce o mișcare de încărcare în fiecare bară. Cu toate acestea, deoarece barele sunt scurtcircuitate la capetele lor de un inel conductor, se stabilește un curent de curent între barele opuse..
Pe de altă parte, deoarece barele au mișcare în raport cu câmpul statorului, apare pe ele o forță de origine magnetică, cunoscută sub numele de forța Lorentz, care este perpendiculară pe câmpul radial al statorului și pe direcția curentului din fiecare bar..
Pentru a exista curent și cuplu pe bare, este necesar ca acestea să aibă o mișcare relativă față de câmpul magnetic radial produs în stator..
Prin urmare, viteza de rotație a cuștii este întotdeauna mai mică decât cea a câmpului magnetic. Datorită acestei lipse de sincronie între rotor și câmp, acesta este un motor asincron.
Prin urmare, se produce o pereche de forțe opuse în fiecare bară, care produce un cuplu pe cușca simplificată și, în același mod, cu cuști cu mai mult de două bare..
O îmbunătățire constă în plasarea cuștii încorporată într-un set de discuri laminate și emailate, realizate din material cu permeabilitate magnetică ridicată, cum ar fi fierul..
Scopul este de a multiplica intensitatea câmpurilor magnetice produse atât de stator, cât și de rotorul în sine. Datorită interacțiunii dintre aceste două câmpuri, cuplul este produs pe rotor..
Experiența a arătat că, dacă tijele cuștii sunt înclinate spre axa de rotație, motorul funcționează mai lin, cu mai puține vibrații.
La o sarcină mai mare pe rotor, crește și viteza de alunecare a rotorului față de viteza de rotație a câmpului magnetic al statorului. Prin urmare, curenții maximi și cuplurile maxime sunt produse atunci când rotorul este blocat, motiv pentru care motorul supraîncărcat poate suferi supraîncălzire și, prin urmare, deteriorarea lacurilor izolante și a emailurilor bobinelor și a plăcilor care alcătuiesc miezul statorului. și rotor.
Motoarele cu cușcă de veverițe trifazate sunt preferate pentru aplicații industriale. Sunt mai puțin recomandate pentru utilizări casnice în care este preferat motorul asincron monofazat, deoarece curentul trifazat nu ajunge în general la reședințe.
Motoarele cu colivie de veveriță sunt preferate pentru pompele centrifuge.
Acestea sunt, de asemenea, ideale în strungurile și morile mari, precum și în industriile în care sunt necesare benzi transportoare și suflante..
Aceste tipuri de motoare sunt potrivite pentru industria grea a matrițelor și forfecării tablelor.
Motoarele cu cuști de veveriță au numeroase avantaje față de alte tipuri de motoare electrice:
Printre principalele dezavantaje pot fi menționate:
Nimeni nu a comentat acest articol încă.