Elektromotory – jednofázové a třífázové – mají jednoduchý úkol. Přeměňují elektrickou energii na mechanickou v podobě rotačního pohybu hřídele. Toto je možné díky využití magnetického pole.
Samozřejmě, že v závislosti na každé aplikaci by mělo být použito jiné řešení umožňující uvedení do pohybu.
V průmyslu se nejčastěji setkáváme s asynchronními třífázovými motory s klecovými nebo kroužkovými rotory. To je dáno především jejich jednoduchou konstrukcí, snadnou obsluhou a možností dosáhnout mnohem vyššího výkonu než v případě jednofázových motorů. Používají se v kompresorech, soustruzích, frézkách a mnoha dalších zařízeních.
Třífázový motor s klecovým rotorem
Třífázový motor s klecovým rotorem se skládá z rotoru a statoru, ve kterých jsou zhotoveny drážky. Umísťují se v nich vinutí. V případě rotoru se jedná o hliníkové nebo měděné tyče spojující dva kroužky dohromady. Vytvářejí tak něco, co vypadá jako klec. Tyče, které tvoří klec, jsou umístěny diagonálně, aby bylo možné dosáhnout rovnoměrné rotace. Tento motor je také nazýván motorem nakrátko. Je to proto, že elektrický obvod rotoru u tohoto typu pohonu pracuje vždy nakrátko.
Hlavní nevýhodou asynchronních motorů s klecovým rotorem jsou vysoké spouštěcí proudy při současně malém rozběhovém momentu. Motory nakrátko odebírají pěti až osminásobek jmenovitého proudu. To způsobuje, že se vinutí zahřívají, což je nepříznivý jev. Navíc takto vysoký odběr proudu může způsobit kolísání napětí v síti. Proto se motory s výkonem více než 4 kW nesmí připojovat přímo k síti. Z tohoto důvodu jsou pro spuštění stanovena určitá konkrétní řešení.
Jedním z nich je použití systému hvězda-trojúhelník. To znamená, že při spuštění pracuje motor po určitou dobu s nižším momentem a napětí na každém vinutí se rovná fázovému napětí. Po částečném rozběhnutí motoru mění přepínač hvězda-trojúhelník spojení vinutí na takové, ve kterém se začátek jednoho vinutí spojí s koncem druhého, neutrální vodič není používán a motor běží při jmenovitém výkonu.
Druhým způsobem, jak bezpečně spustit motor s klecovým rotorem, je použití zařízení nazývaného „soft startem“. Jedná se o elektronický systém sestávající z tyristorů a triaků, jehož úkolem je plynule zvyšovat napětí podávána na vinutí. Ve většině v současnosti realizovaných projektů se tato řešení používají častěji než klasický přepínač hvězda-trojúhelník.
Třífázový motor s kroužkovým rotorem
Motor s kroužkovým rotorem je druhým nejoblíbenějším typem třífázového pohonu. Jeho konstrukce je složitější, což se promítá do vyšších nákladů spojených s nákupem a používáním takových motorů. V tomto případě jsou v drážkách umístěna třídílná vinutí spojená do hvězdy, to znamená, že konce každého z nich (obvykle označené písmeny U, V, W) jsou spojeny ve společném bodě. Další tři konce (K, L, M) jsou připojeny ke kluzným kroužkům, ke kterým přiléhají kartáče. Koncovky těchto vinutí jsou vyvedeny ven, což dovoluje připojení k vinutí dalších obvodů, které umožňují například jemné spuštění.
Spuštění motorů s kroužkovým rotorem lze vyřešit pomocí přídavných rezistorů v obvodu rotoru. Rezistory umožňují snížit proud v rotoru, a tedy i proud odebíraný ze sítě. Toto řešení je stále méně využíváno vzhledem k vysokým nákladům a složité konstrukci.
Další možností je použití střídače. Toto řešení také není levné, i když poskytuje velké možnosti. Umožňuje přesné řízení otáček motoru. Střídače se také používají společně s motory s klecovými rotory, a v důsledku se v průmyslu stále méně používají dražší, pokud jde o provedení, motory s kroužkovými rotory.
Chcete-li motor spustit, je nutné vyvolat rotující magnetické pole. V případě třífázových motorů vzniká toto pole samovolně. To je možné díky vzájemnému posunu fází o 120 stupňů. V případě jednofázových motorů je tomu jinak. Zde musíte spustit fázový posun sami.
Jednofázový motor
Jednofázové motory se v průmyslu používají jen zřídka, ale v domácnostech, například v domácích spotřebičích nebo elektrickém nářadí, je najdeme běžné. Je to proto, že většina těchto zařízení nepotřebuje příliš velký výkon a zároveň musí být snadno použitelná. Musí tedy pracovat po zapojení do běžné elektrické zásuvky, aniž by bylo nutné mít v bytě třífázovou instalaci. Jednofázové motory obvykle poskytují výkon cca až 2 kW, což je hodnota dostačující pro většinu domácích spotřebičů.
Jak uvést jednofázový motor do pohybu?
Konstrukce jednofázového motoru je poněkud podobná dříve probíraným třífázovým motorům. Vzhledem k tomu, že má pouze jedno vinutí, nevzniká po podání napětí rotující magnetické pole a jeho nepřítomnost znamená, že se rotor nespouští. Pokud však pohnete hřídelem motoru, bude se sám otáčet. Ruční pohyb motorem však není bezpečný ani pohodlný. Proto se k uvedení do pohybu používá kondenzátor a s ním spojené další vinutí, nazývané rozběhovým vinutím. Je obvykle posunuto o 90 stupňů mimo fázi vzhledem k hlavnímu vinutí. Rozběhové vinutí se používá výhradně při spouštění motoru. Jakmile motor dosáhne jmenovitý točivý moment, musí být odpojeno. Pokud by se tak nestalo, systém by mohl vyhořet v důsledku tepla, které v něm vzniká.
Dvoufázový motor
Velmi vzácným typem elektromotorů jsou dvoufázové indukční motory. Kdysi se využívaly v průmyslových řešeních, i když i tam byly vzácné. V současné době se vůbec nepoužívají a mluví se o nich téměř výhradně jen pro zajímavost. Dvoufázové motory jsou konstruovány podobným způsobem jako jednofázové motory a pracují na podobných principech. Hlavním rozdílem je, že úlohu rozběhového vinutí, které se vyskytuje v jednofázových motorech, plní geometricky posunuté o 90 stupňů vinutí, které je symetrické s hlavním vinutím. Pro dosažení fázového posunu cca 90 stupňů, je stejně jako u jednofázových motorů, nutné použít kondenzátor s patřičnou kapacitou. Kromě toho je nutné vytvořit vhodnou dvoufázovou elektrickou instalaci, která je nepraktická \– drtivá většina spotřebičů je napájena z jedné nebo tří fází. Proto nebylo použití dvoufázových motorů příliš časté. V dnešní době byly v podstatě zcela nahrazeny jednofázovými a třífázovými pohony, který jsou mnohem praktičtější a univerzálnější.
Jednofázové a třífázové motory mají velmi široké použití, a proto mají různé parametry. Pokud potřebujete vybrat pro váš projekt vhodný motor, prohlédněte si nabídku TME zahrnující jednofázové nebo třífázové elektromotory. Široká nabídka našeho obchodu vám usnadní nalezení motoru, který lze použít jak v průmyslové hale, tak i ve vašem bytě. Naše nabídka je zaměřená na individuální a firemní zákazníky, takže v našem sortimentu určitě najdete to, co hledáte.
Text připravila společnost Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.o.
The original source of text: https://www.tme.eu/cz/news/library-articles/page/43518/trifazove-dvoufazove-a-jednofazove-motory-jak-jsou-konstruovany-k-cemu-se-pouzivaji/
