Mesin sangkar tupai

Gambar 1. Kandang Squirrel Representasi Motor Skema. Sumber: Wikimedia Commons.

Apa itu mesin kandang tupai?

Mesin sangkar tupai adalah motor listrik induksi, yang bagian putar atau rotornya dibentuk oleh satu set batang konduktif yang sejajar dengan arah aksial dan diatur dalam bentuk silinder di sekitar sumbu.

Formulir ini mengingat kandang seperti yang digunakan untuk menangkap tupai di barat Amerika Utara, maka namanya. Mereka juga merupakan pemeliharaan termurah, tahan lama dan lebih kecil, karena kurangnya batu bara, kuas atau kolektor di rotor, yang tidak perlu menghubungkan secara elektrik ke sumber arus eksternal apa pun.

Mesin lapangan putar pertama dirancang antara tahun 1885 dan 1886 secara independen oleh dua jenius listrik besar: Galileo Ferraris dan Nikola Tesla. Mesin ini adalah pendahulu dari mesin kandang tupai saat ini.

Mesin sangkar tupai bergantian arus, yang bisa berupa tiga fase, bifasik atau satu fase tunggal. Menurut jenis makanan, desainnya dapat sedikit bervariasi, tetapi prinsip operasinya selalu sama.

Operasi motor sangkar tupai

Prinsip operasi didasarkan pada generasi medan magnet putar di tengah motor, dengan belitan statis di pinggirannya, yang diberi makan dengan arus bergantian.

Medan magnet putar ini menginduksi arus di batang yang membentuk kandang rotor, dan arus ini pada gilirannya menghasilkan medan magnet sekunder yang berinteraksi dengan medan primer, menghasilkan torsi atau momen pada rotor.

Kunci pengoperasian adalah dalam produksi medan magnet putar tegak lurus terhadap sumbu rotasi. Medan putar ini memberikan gaya torsi magnetik pada batang longitudinal kandang saat arus bersirkulasi.

Untuk menghasilkan arus dalam batang konduktif yang sejajar dengan sumbu rotasi kandang, sumber arus eksternal tidak diperlukan, karena medan putar itu sendiri, dengan induksi magnetik, mampu menginduksi arus pada batang kandang.

Dapat melayani Anda: Saldo Termal: Persamaan, Aplikasi, Latihan

Bahwa selama ada perbedaan antara kecepatan rotasi medan magnet dan kecepatan rotasi rotor.

Medan magnet berputar dalam mesin tiga fase

Mesin sangkar tupai bisa berupa tiga fase atau fase tunggal. Dalam kasus mesin tiga -fase, yaitu, yang bekerja dengan arus bergantian dari tiga fase, setiap fase maju ke yang sebelumnya dalam 120º, yaitu seperti sepertiga periode.

Gambar 2.- Animasi yang menunjukkan medan magnet putar yang dihasilkan dari tumpang tindih bidang individu dari tiga 120º yang sudah ketinggalan zaman dan memberi makan arus tiga fase. Sumber: Wikimedia Commons.

Di setiap motor listrik dua bagian dibedakan:

• Stator, Bagian periferal mesin yang diperbaiki sehubungan dengan perumahannya.
• Rotor, Bagian rotasi pusat motor.

Di stator ada paket lembaran slotted dan enamel (untuk menghindari arus parasit atau foucault) dan permeabilitas magnetik tinggi.

Alur melewati kabel yang ditutupi dengan pernis isolasi yang membentuk setidaknya tiga belitan atau gulungan, ketinggalan zaman dalam 120º. Tiga kumparan umpan dengan tiga -fase arus bolak -balik dan setiap fase juga maju dalam 120º sehubungan dengan yang sebelumnya.

Setiap saat, superposisi medan magnet memberikan medan yang dihasilkan tegak lurus terhadap sumbu rotasi motorik. Seiring berjalannya waktu, medan magnet gabungan dari tiga kumparan mempertahankan amplitudo, tetapi arahnya selalu tegak lurus terhadap sumbu rotasi, berputar dengan frekuensi yang sama dengan arus bolak -balik, biasanya antara 50 dan 60 Hz.

Rotor kandang tupai

Ini terdiri dari dua konduktor yang dihubungkan oleh delapan atau lebih batang konduktif longitudinal, sejajar dengan sumbu rotasi.

Gambar 3. Rotor kandang tupai. Sumber: Wikimedia Commons.

Torsi pada rotor

Untuk memahami bagaimana medan putar menghasilkan torsi pada kandang Anda dapat membayangkan kandang minimum, yang terdiri dari dua batang longitudinal yang berlawanan secara diametris.

Dapat melayani Anda: energi elektromagnetik: formula, persamaan, penggunaan, contoh

Saat kandang ini awalnya istirahat dan berkat gaya elektromotif, medan putar yang melintasi itu menginduksi gerakan beban di setiap batang. Namun, karena batangnya adalah sirkuit pendek di ujungnya dengan lingkaran konduktif, sirkulasi saat ini antara batang yang berlawanan ditetapkan.

Di sisi lain, karena batang memiliki gerakan relatif terhadap medan stator, kekuatan asal magnet muncul di atasnya, yang dikenal sebagai gaya Lorentz, yang tegak lurus terhadap medan radial stator dan arah arus di masing -masing batang.

Agar saat ini dan torsi di bar, perlu bahwa mereka memiliki gerakan relatif sehubungan dengan medan magnet radio yang diproduksi di stator.

Oleh karena itu kecepatan rotasi kandang selalu kurang dari medan magnet. Karena kurangnya sinkronisasi antara rotor dan lapangan, ini adalah mesin asinkron.

Oleh karena itu ada beberapa kekuatan yang berlawanan di setiap bar, yang menghasilkan torsi pada kandang yang disederhanakan, dan dengan cara yang sama dengan kandang lebih dari dua batang.

Rotor Inti Besi

Perbaikan terdiri dari menempatkan kandang yang tertanam dalam set cakram yang digulung dan berenamel, terbuat dari bahan permeabilitas magnetik tinggi, seperti besi.

Tujuannya adalah untuk melipatgandakan intensitas medan magnet yang dihasilkan oleh stator dan oleh rotor itu sendiri. Berkat interaksi antara dua bidang inilah torsi diproduksi pada rotor.

Pengalaman telah menunjukkan bahwa, jika bilah kandang memiliki beberapa kemerosotan sehubungan dengan sumbu rotasi, mesin memiliki operasi yang lebih lembut dengan lebih sedikit getaran.

Beban yang lebih besar di rotor, kecepatan geser rotor sehubungan dengan kecepatan rotasi medan magnet stator juga tumbuh. Oleh karena itu, arus maksimum dan torsi maksimum terjadi ketika rotor terkunci, itulah sebabnya mesin yang kelebihan beban dapat menderita panas berlebih dan karenanya merusak pernis dan mengisolasi enamel kumparan dan pelat yang membentuk inti stator dan rotor.

Itu bisa melayani Anda: berapa nomor prandtl? (Nilai dalam gas dan cairan)

Aplikasi motor sangkar tupai

Mesin kandang tiga -fase lebih disukai untuk aplikasi industri. Mereka kurang direkomendasikan untuk penggunaan domestik di mana mesin fase tunggal asinkron lebih disukai, karena arus tiga fase umumnya tidak mencapai tempat tinggal.

Pompa sentrifugal

Mesin kandang tupai lebih disukai untuk pompa sentrifugal.

Torno dan mesin penggilingan

Mereka juga ideal di mesin bubut besar dan mesin penggilingan, serta di industri di mana conveyor dan pita peniup diperlukan.

Potong dan troch of sheets 

Jenis mesin ini cocok untuk industri berat trocales dan geser lembaran logam.

Keuntungan

Mesin kandang tupai memiliki banyak keunggulan dibandingkan jenis motor listrik lainnya:

1. Dalam kesetaraan daya, mesin sangkar tupai lebih kompak dan lebih kecil dari mesin sinkron.
2. Mereka benar -benar dapat diukur, yaitu, mereka dapat dibangun dari kecil hingga sangat besar.
3. Torsi atau torsi rotasi mesin sangkar tupai umumnya lebih tinggi dari jenis mesin lainnya, sangat sesuai untuk penggunaan berat.
4. Efisiensi mesin sangkar tupai tiga fase lebih besar dari 70%. Mesin fase tunggal asinkron memiliki kinerja yang lebih rendah, tetapi selalu lebih tinggi dari mesin arus langsung.
5. Karena pengembangan elektronik daya, dimungkinkan untuk mengontrol kecepatan mesin tersebut secara elektronik, memvariasikan frekuensi arus.

Kerugian

Di antara kerugian utama dapat dikutip:

1. Pada saat memulai, mesin induksi memiliki permintaan yang tinggi untuk arus, sehingga mereka tidak diindikasikan untuk aplikasi di mana mesin harus terus -menerus menyala dan berhenti, karena itu berarti kelebihan beban dalam sistem listrik.
2. Bahkan ketika daya elektronik telah maju, kecepatan rotasinya tidak bisa dikendalikan seperti mesin yang lewat.

Referensi

1. Mesin asinkron atau induksi. Dipulihkan dari: Bibing.kita.adalah
2. Martínez J. Bagian dari mesin induksi dan prinsip operasinya. Diperoleh dari: Machineafers4.File.WordPress.com
3. Rosales J. Motor Listrik untuk Industri. Diperoleh dari: USMP.Edu.pe
4. Wikipedia. Kandang tupai. Pulih dari: is.Wikipedia.com
5. Wikipedia. Motor asinkron. Pulih dari: is.Wikipedia.com