מנועים אסינכרוניים תלת-פאזיים הם סוג של מנוע אינדוקציה, עם המבנה והמאפיינים הטכניים הבאים:
I. מבנה
מנועים אסינכרוניים תלת-פאזיים מורכבים בעיקר משני מרכיבים בסיסיים: הסטטור (חלק קבוע) והרוטור (חלק מסתובב).
1. סטטור:הסטטור הוא החלק הנייח של המנוע, המורכב בעיקר מהליבה ומהפיתולים. הליבה בנויה בדרך כלל מיריעות פלדת סיליקון למינציה כדי למזער את הפסדי זרם המערבולת והיסטרזיס. הפיתולים מפותלים סביב הליבה בתבנית ספציפית, ויוצרים פיתולים תלת-פאזיים AX, BY ו-CZ. פיתולים אלה מקוזזים מרחבית ב-120 מעלות חשמליות כדי ליצור שדה מגנטי מסתובב.
2. רוטור:הרוטור הוא החלק המסתובב של המנוע, המורכב גם מליבת ברזל ופיתולים. בהתבסס על מבנה מתפתל, הרוטורים מסווגים לכלוב-סנאי וסוגי פצעים. רוטורי כלוב סנאי- כוללים מבנה פשוט, פעולה אמינה ועלות נמוכה, מה שהופך אותם לאימוץ נרחב. רוטורים מפותלים משלבים פיתולים תלת-פאזיים המחוברים באמצעות טבעות החלקה ומברשות לנגדים חיצוניים, מה שמאפשר התאמה של ביצועי ההתחלה ומהירות המנוע.
בנוסף, מנועים אסינכרוניים תלת-פאזיים כוללים רכיבי עזר כגון מכסי קצה ומאווררים כדי להבטיח פעולה תקינה ופיזור חום.
II. ביצועים טכניים
1. שדה מגנטי מסתובב:כאשר זרם חילופין סימטרי תלת-פאזי מופעל על פיתולי הסטטור, הוא יוצר שדה מגנטי מסתובב שזז עם כיוון השעון במהירות סינכרונית n1 בתוך הרווח שבין הסטטור לרוטור. שדה מגנטי מסתובב זה הוא גורם המפתח המניע את סיבוב המנוע.
2. קצב החלקה:עקב סיבוב הרוטור באותו כיוון אך במהירות שונה מהשדה המגנטי המסתובב של הסטטור, קיים קצב החלקה. קצב ההחלקה הוא גודל פיזיקלי מכריע עבור מנועי אינדוקציה, המציין את ההבדל בין מהירות הרוטור n למהירות השדה המגנטי n0. בתנאי הפעלה מדורגים, שיעור ההחלקה הוא בדרך כלל קטן מאוד, ונע בין 0.015 ל-0.06 בקירוב.
3. פרמטרי ביצועים מרכזיים:
● יעילות (η):יעילות היא היחס בין הספק המוצא להספק הקלט. יעילות גבוהה מצביעה על כך שהמנוע יכול להמיר יותר כוח קלט להספק פלט.
● גורם כוח (COSΦ):גורם הספק הוא היחס בין הספק פעיל להספק לכאורה. הוא מודד את היעילות של ציוד חשמלי. מקדם הספק נמוך מצביע על צריכת חשמל תגובתית משמעותית במעגל להמרת שדה מגנטי לסירוגין, הגדלת הפסדי אספקת החשמל בקו.
● מומנט רוטור-נעול (מומנט התחלה) TK:המומנט שנוצר כאשר מופעל מתח על מנוע נייח (n=0, s=1) נקרא מומנט התחלתי. היחס בין מומנט ההתנעה למומנט הנקוב הוא כפול מומנט ההתנעה, המאפיין את יכולת ההתנעה של המנוע.
● זרם רוטור-נעול (זרם התחלה) IA:זה מתייחס לזרם הכניסה כאשר ציוד חשמלי (עומס אינדוקטיבי) מתחיל לראשונה. היחס בין זרם ההתחלה לזרם המדורג נקרא מכפלת זרם ההתחלה. זרם ההתנעה של מנוע אסינכרוני אינו משפיע באופן משמעותי על המנוע עצמו, שכן ההתנעה מתרחשת למשך זמן קצר במיוחד (מיידית). עם זאת, זה כן משפיע על רשת החשמל.
● מומנט מרבי TMAX:המומנט הסיבובי הגבוה ביותר שמנוע יכול לייצר בתנאים מדורגים כאשר העומס גדל מבלי לגרום לעצירה פתאומית. היחס בין מומנט מרבי למומנט מדורג נקרא מכפיל המומנט המרבי (הידוע גם כגורם עומס יתר), המציין את יכולת עומס היתר של המנוע. בדרך כלל, מכפיל המומנט המרבי עבור מנועים-לכלליים נע בין 2.0 ל-2.3.
● רעש:ניתן לסווג רעש מנוע לרעש אלקטרומגנטי ורעש מכני. רעש אלקטרומגנטי נובע מכוחות מגנטיים משתנים של זמן- ומרחב- הפועלים בין רכיבי המנוע. רעש מכני כולל רעשי אוורור, רעש שנוצר מתהודה של דיור ורעש הנגרם כתוצאה מבעיות איכות נושאות.
4. ערכים מדורגים:
● מתח מדורג:המתח שבו פועל המנוע כרגיל, המייצג את המתח האופטימלי לפעולה מתמשכת.
● תדירות מדורגת:תדר אספקת החשמל התעשייתי של סין מוגדר כ-50 הרץ.
● כוח מדורג:תפוקת הכוח האפקטיבית בציר המנוע בתנאי הפעלה מדורגים.
● זרם מדורג:זרם הקו בפיתולי הסטטור כאשר מתח נקוב מופעל והספק נקוב מופק בפיר.
● מהירות מדורגת:מהירות הסיבוב המושגת בהספק נקוב.
לסיכום, מנועים אסינכרוניים תלת-פאזיים מציעים יתרונות כגון מבנה פשוט, פעולה אמינה, יעילות גבוהה ומקדם הספק גבוה, מה שהופך אותם לאימוץ נרחב בייצור תעשייתי.