Motor Elektrik AC: Bahagian, Jenis, Pendawaian & Cara Ia Berfungsi

Bagaimana an Motor AC Berfungsi

Motor AC menukarkan tenaga elektrik arus ulang alik kepada tenaga putaran mekanikal melalui prinsip aruhan elektromagnet. Apabila voltan bekalan AC digunakan pada belitan stator, ia menghasilkan medan magnet berputar (RMF). Kelajuan medan ini berputar dipanggil kelajuan segerak , ditentukan oleh kekerapan bekalan dan bilangan pasangan kutub magnet dalam stator: Ns = 120f / P , di mana f ialah kekerapan bekalan dalam Hz dan P ialah bilangan tiang.

Dalam motor aruhan — jenis motor AC yang paling biasa — medan magnet berputar memotong konduktor pemutar dan mendorong arus di dalamnya mengikut hukum Faraday. Arus teraruh itu menghasilkan medan magnetnya sendiri, dan interaksi antara medan pemutar dan medan berputar pemegun menjana tork yang memacu pemutar berputar. Rotor sentiasa berjalan lebih perlahan sedikit daripada kelajuan segerak; perbezaan kelajuan ini dipanggil tergelincir , biasanya 2–8% dalam motor aruhan standard. Tanpa gelincir, tiada gerakan relatif wujud antara medan dan konduktor pemutar, tiada arus teraruh, dan tiada tork dihasilkan.

Dalam motor AC segerak, pemutar sebaliknya teruja oleh medan DC atau menggunakan magnet kekal, menguncinya untuk berputar tepat pada kelajuan segerak dengan gelinciran sifar. Ini menjadikan motor segerak sebagai pilihan pilihan di mana operasi kelajuan malar yang tepat adalah kritikal, seperti dalam mekanisme jam, jentera tekstil tertentu dan pemacu kelajuan berubah berkecekapan tinggi.

Bahagian Motor AC

Memahami seni bina dalaman motor AC membantu dengan menentukan unit yang betul, mendiagnosis kerosakan dan merancang selang penyelenggaraan. Komponen utama ialah:

• Stator: Pemasangan luar pegun yang menempatkan teras besi berlamina dan belitan tembaga. Teras pemegun dibina daripada laminasi keluli silikon nipis yang disusun bersama untuk meminimumkan kehilangan arus pusar. Penggulungan dililitkan ke dalam slot dalam teras dan disambungkan ke bekalan AC.
• pemutar: Pemasangan dalaman berputar dipasang pada aci keluaran. Dalam motor aruhan sangkar tupai, pemutar terdiri daripada bar konduktor aluminium atau tembaga yang dilitar pintas pada setiap hujung dengan gelang hujung. Dalam motor pemutar luka, pemutar membawa belitan tiga fasa yang disambungkan kepada perintang luar melalui gelang gelincir.
• Aci keluaran: Aci keluli pepejal yang memindahkan tork mekanikal kepada beban yang didorong. Diameter aci dan dimensi alur kekunci diseragamkan di bawah spesifikasi saiz bingkai IEC atau NEMA.
• galas: Biasanya galas bebola alur dalam pada hujung pemacu (DE) dan hujung bukan pemacu (NDE). Galas menyokong beban jejarian dan paksi yang dikenakan oleh rotor dan beban yang didorong, dan merupakan item penggantian penyelenggaraan yang paling biasa.
• Perisai hujung (loceng hujung): Perumah besi tuang atau aluminium yang menutup setiap hujung rangka motor, memegang galas pada kedudukannya dan melampirkan pemasangan dalaman.
• kipas dan penutup kipas: Kebanyakan motor AC adalah reka bentuk TEFC (Totally Enclosed Fan Cooled), dengan kipas penyejuk luaran yang dipasang pada sambungan aci hujung bukan pemacu, disertakan dengan penutup kipas keluli tertekan. Kipas menarik udara ambien ke atas sirip rangka motor untuk menghilangkan haba.
• Kotak terminal (kotak simpang): Perumah kalis cuaca pada rangka motor yang mengandungi terminal sambungan belitan (biasanya dilabel U1, V1, W1, U2, V2, W2 di bawah konvensyen IEC). Di sinilah kabel bekalan dan sebarang pautan konfigurasi bintang/delta disambungkan.
• Bingkai: Badan struktur luar, biasanya bergaris besi tuang atau aloi aluminium, yang menyediakan sokongan mekanikal, bertindak sebagai sink haba, dan membawa kaki pelekap atau bebibir untuk pemasangan.

Komponen tambahan yang terdapat dalam jenis motor tertentu termasuk tergelincir rings and brushes (motor aruhan pemutar luka), suis permulaan emparan (motor permulaan kapasitor fasa tunggal), dan kapasitor (reka bentuk larian-kapasitor dan kapasitor-mula/lari satu fasa).

Jenis Motor Elektrik AC

Motor AC terbahagi kepada dua keluarga utama — aruhan (tak segerak) dan segerak — masing-masing dengan beberapa subjenis yang dioptimumkan untuk keperluan operasi yang berbeza.

Bagi kebanyakan aplikasi perindustrian, motor aruhan sangkar tupai tiga fasa kekal sebagai pilihan lalai. Ia tidak memerlukan berus, gelang gelincir atau pengujaan luaran, menjadikannya pilihan penyelenggaraan paling rendah dan paling kos efektif untuk beban berkelajuan malar. Pemacu frekuensi berubah-ubah (VFD) telah memperluaskan kebolehgunaannya kepada aplikasi kelajuan berubah-ubah yang sebelum ini memerlukan motor DC atau pemutar luka.

Asas Gambarajah Pendawaian Motor AC

Pendawaian motor AC dengan betul adalah penting untuk operasi yang selamat dan mencapai ciri tork dan kelajuan yang betul. Konfigurasi kotak terminal berbeza mengikut jenis motor dan voltan bekalan, tetapi yang berikut merangkumi senario yang paling banyak ditemui.

Motor Dwi Voltan Tiga Fasa (Bintang / Delta)

Kebanyakan motor aruhan tiga fasa digulung untuk dua tahap voltan — biasanya 230V/400V atau 400V/690V — dan kotak terminal mengandungi enam petunjuk berlabel U1, V1, W1 (permulaan penggulungan) dan U2, V2, W2 (penghujung penggulungan). Voltan bekalan menentukan sambungan:

• Sambungan bintang (Y) — voltan lebih tinggi: Pautkan U2, V2, dan W2 bersama-sama untuk membentuk titik bintang neutral. Sambungkan bekalan tiga fasa ke U1, V1, W1. Setiap belitan melihat voltan fasa kepada neutral. Digunakan apabila voltan bekalan sepadan dengan voltan berkadar lebih tinggi motor (cth., bekalan 400V pada motor 230/400V).
• Sambungan Delta (Δ) — voltan rendah: Pautkan U1 ke W2, V1 ke U2, W1 ke V2, membentuk gelung tertutup. Sambungkan bekalan tiga fasa pada setiap pasangan terminal yang disambungkan. Setiap belitan melihat voltan talian ke talian penuh. Digunakan apabila voltan bekalan sepadan dengan voltan berkadar rendah motor (cth., bekalan 230V pada motor 230/400V).

Star-Delta bermula ialah kaedah mula lembut biasa untuk motor besar: motor dimulakan dalam bintang (voltan dikurangkan pada setiap belitan = arus permulaan yang lebih rendah, biasanya 1/3 daripada masuk terus dalam talian), kemudian beralih ke delta apabila ia menghampiri kelajuan penuh. Ini mengurangkan gangguan bekalan tetapi juga mengurangkan tork permulaan dengan faktor 1/3 yang sama, jadi ia hanya sesuai untuk aplikasi permulaan beban rendah.

Pendawaian Motor Fasa Tunggal

Motor AC fasa tunggal memerlukan litar permulaan tambahan kerana bekalan satu fasa sahaja tidak boleh menghasilkan medan magnet berputar. Susunan terminal biasanya termasuk:

• Terminal belitan utama (M): Disambungkan terus merentasi garisan dan neutral.
• Mulakan terminal penggulungan (S): Disambung secara selari dengan belitan utama tetapi secara bersiri dengan kapasitor permulaan. Kapasitor mencipta anjakan fasa (kira-kira 90°) antara arus belitan utama dan tambahan, menghasilkan medan berputar yang cukup kuat untuk membangunkan tork permulaan.
• Suis emparan atau geganti PTC: Memutuskan sambungan belitan permulaan sebaik sahaja motor mencapai lebih kurang 75–80% daripada kelajuan segerak. Kegagalan suis ini — sama ada kekal terbuka (motor tidak akan dihidupkan) atau kekal tertutup (mula penggulungan terlalu panas dan terbakar) — adalah salah satu kerosakan motor fasa tunggal yang paling kerap berlaku.

Pembalikan Putaran Motor

Membalikkan arah putaran motor tiga fasa memerlukan menukar mana-mana dua daripada tiga fasa bekalan di terminal motor — contohnya, menukar sambungan di U1 dan V1. Ini membalikkan arah medan magnet berputar dan seterusnya pemutar. Untuk motor fasa tunggal, pembalikan dicapai dengan menukar sambungan belitan permulaan berbanding belitan utama; sesetengah motor menyediakan tanda terminal khusus untuk tujuan ini, manakala yang lain memerlukan penyambungan semula dalaman.

Pembumian dan Perlindungan Lebihan

Setiap pemasangan motor AC mesti mengandungi a sambungan bumi pelindung (PE). terikat pada rangka motor, disambungkan ke bumi bekalan di kotak terminal. Di samping itu, penilaian yang betul geganti beban lampau haba atau geganti perlindungan motor elektronik hendaklah dipasang dalam litar bekalan, ditetapkan kepada penarafan arus beban penuh (FLC) motor. Perlindungan beban lampau ialah pertahanan utama terhadap mod kegagalan motor yang paling biasa: arus lebih berpanjangan daripada beban berlebihan mekanikal, fasa tunggal atau pengudaraan terhad yang meningkatkan suhu penggulungan melebihi had kelas penebat.