Oikosulkumoottori

Oikosulkumoottori

Oikosulkumoottori on yleisin käytössä oleva sähkömoottorityyppi. Oikosulkumoottorit ovat suosittuja teollisuudessa niiden yksinkertaisen rakenteen, luotettavuuden, kestävyyden ja suhteellisen edullisten kustannusten vuoksi. Nämä moottorit toimivat käyttämällä kolmivaiheista vaihtovirtaa, joka synnyttää pyörivän magneettikentän.

Kolmivaiheinen oikosulkumoottori koostuu kahdesta pääosasta:

Staattori: Tämä on moottorin kiinteä ulkopuolinen osa, joka sisältää sähkökelat. Staattorissa on kolmivaiheinen käämijärjestelmä, joka tuottaa pyörivän magneettikentän, kun siihen syötetään kolmivaiheista vaihtovirtaa.

Rottori: Tämä on moottorin liikkuva sisäosa, joka pyörii staattorin synnyttämän pyörivän magneettikentän vaikutuksesta. Oikosulkumoottorissa rotorin käämit on yleensä oikosuljettu, mistä tulee moottorin nimi.

Toimintaperiaate:

Oikosulkumoottori perustuu siihen, että pyörivä magneettikenttä indusoi roottorissa virran, joka luo vastakkaisen magneettikentän. Tämä saa roottorin pyörimään.

Kun kolmivaiheinen vaihtovirta syötetään moottorin staattorikäämeihin, se synnyttää pyörivän magneettikentän. Tämä magneettikenttä kulkee roottorin läpi ja indusoi siinä virran Faradayn lain mukaisesti. Indusoitu virta roottorissa luo oman magneettikentän, joka on aina vastakkainen staattorin magneettikentän kanssa Lenzin lain mukaisesti. Tämän vuoksi roottori pyörii samaan suuntaan kuin staattorin magneettikenttä, yrittäen "tavoittaa" sen.

Moottorin nopeuden säätö:

Oikosulkumoottorin nopeutta voidaan säätää muuttamalla joko syöttöjännitettä tai syöttötaajuutta. Koska moottorin nopeus on suoraan verrannollinen syöttötaajuuteen, taajuusmuuttajia käytetään usein nopeuden säätämiseen.

Huomioitavia seikkoja:

• Oikosulkumoottorin hyötysuhde on korkea, mutta se vaatii suuren käynnistysvirran, mikä voi aiheuttaa sähköverkkoon suuria kuormituksia.

• Myös itse moottori voi kuumeta tai jopa vaurioitua, jos se joutuu toimimaan pitkiä aikoja aliteholla tai ylikuormituksessa.

• Oikosulkumoottorin vääntömomentti on korkeimmillaan nopeuden ollessa 0 (käynnistyksen yhteydessä), jonka jälkeen se laskee tasaisesti maksiminopeutta kohti. Tämä on hyödyllistä sovelluksissa, joissa tarvitaan suurta aloitusvääntömomenttia, kuten esimerkiksi pumppuja tai tuulettimia käynnistettäessä.

• Oikosulkumoottorit eivät pysty toimimaan generaattoreina ilman ulkoista virranlähdettä, koska roottorin käämit on oikosuljettu.

• Oikosulkumoottorit ovat yksinkertaisia ja kestäviä, mutta niiden nopeuden säätö on rajoitettua. Taajuusmuuttajia voidaan käyttää nopeuden säätämiseen, mutta ne lisäävät systeemin monimutkaisuutta ja kustannuksia.

• Oikosulkumoottorit ovat suhteellisen hiljaisia käytössä, mutta niiden toimintaperiaatteen vuoksi ne voivat aiheuttaa sähkömagneettista häiriötä.

• Jännitehäviöt ja sähkömagneettiset häiriöt voidaan minimoida oikealla suunnittelulla ja asennuksella.

Yhteenvetona voidaan todeta, että kolmivaiheiset oikosulkumoottorit ovat tehokas ja luotettava ratkaisu moniin sovelluksiin. Vaikka niiden nopeuden säätö voi vaatia lisälaitteita, niiden yksinkertaisuus, kestävyys ja korkea hyötysuhde tekevät niistä suosittuja monissa teollisuussovelluksissa.

Käynnistystavat

• Suora käynnistys
• Taajuusmuuttajalla
• Pehmokäynnistin
• Tähti-kolmiokäynnistys

Kytkentätavat

Tähtikäynnistys:

Hyvät puolet:

• Tähtikäynnistys on yksinkertainen ja halpa tapa käynnistää moottori.
• Tähtikäynnistys vähentää virtapiikkejä, joita voisi esiintyä muilla käynnistystavoilla.
• Tähtikäynnistyksellä moottorin vääntömomentti on alussa alhainen, mikä voi olla hyödyllistä joissakin tilanteissa.

Huonot puolet:

• Tähtikäynnistys ei ole tehokas tapa käynnistää suuria moottoreita.
• Tähtikäynnistys aiheuttaa suuremman virtapiikin kuin kolmiokäynnistys, mikä voi vahingoittaa sähköjärjestelmää.

Kolmiokäynnistys:

Hyvät puolet:

• Kolmiokäynnistys on tehokkaampi tapa käynnistää suuria moottoreita kuin tähtikäynnistys.
• Kolmiokäynnistyksellä moottorin vääntömomentti on alussa korkea, mikä voi olla hyödyllistä joissakin sovelluksissa.

Huonot puolet:

• Kolmiokäynnistys aiheuttaa suuren virtapiikin, mikä voi vahingoittaa sähköjärjestelmää.

Tähti-kolmiokäynnistys:

Hyvät puolet:

• Tähti-kolmiokäynnistys yhdistää tähtikäynnistyksen ja kolmiokäynnistyksen hyödyt.
• Tähti-kolmiokäynnistys on tehokas tapa käynnistää suuria moottoreita ja vähentää virtapiikkejä.
• Tähti-kolmiokäynnistyksellä moottorin vääntömomentti on alussa alhainen ja kasvaa sitten asteittain.

Huonot puolet:

• Tähti-kolmiokäynnistys on monimutkaisempi ja kalliimpi toteuttaa kuin pelkkä tähti- tai kolmiokäynnistys.