Oikosulkumoottori
Wikipedia
Oikosulkumoottori on kiertokenttävaihtosähkömoottori. Oikosulkumoottorissa roottorin magnetointivirta syntyy induktioperiaatteella, minkä vuoksi sitä kutsutaan myös induktiomoottoriksi. Oikosulkumoottorin periaatteen keksi vuonna 1888 kroatialais-amerikkalainen insinööri Nikola Tesla.
Vaihtosähköllä syötetty staattorikäämitys luo koneen ilmaväliin pyörivän magneettivuon, joka leikkaa roottorin oikosuljetun häkkikäämityksen sauvoja. Tämän seurauksena roottorisauvoihin indusoituu virtaa joka magnetoi roottorin. Magnetoitunut roottori pyrkii seuraamaan staattorin pyörivää magneettivuota, ja tämä aikaansaa roottorin vääntömomentin.
Nimitys oikosulkumoottori tulee siitä, että roottorin navat ovat oikosuljettuja keskenään. Koska roottorin magnetointivirta otetaan pyörimisliikkeestä, niin tämä pieni energiahäviö aiheuttaa jättämää vaihtovirran synnyttämään magneettikentän pyörimisnopeuteen. Tämän vuoksi oikosulkumoottoria kutsutaan myös epätahtimoottoriksi verrattuna muihin vaihtovirtamoottoreihin.
Oikosulkumoottorin pyörimisnopeus voidaan laskea kaavasta n = f/p * (1-s), jossa p on napaparien lukumäärä, f on verkon taajuus ja s on jättämä.
Oikosulkumoottori on teollisuudessa yleisin käytetty vaihtovirtasähkömoottorityyppi.
[muokkaa] Hyöty- ja haittapuolet
Parhaita puolia ovat:
- Helppokäyttöisyys
- Vähäinen huollon tarve
- Taloudellisesti kilpailukykyinen
- Yksinkertainen ja kestävä rakenne
Haittapuolia ovat:
- Suuri käynnistysvirta
- Pieni käynnistysvääntömomentti
- Sulakkeen palamisvaara moottoria käynnistettäessä
- Käynnistyksessä roottorin voitelu on heikkoa
- Tehoa heikentää roottoriin kohdistuva sähkömagneettinen kenttä
Nämä kaikki haittapuolet on vältettävissä käytettäessä taajuusmuuttajaa, tai pehmokäynnistintä moottorikäytössä.
[muokkaa] Oikosulkumoottorin toiminta
-
Pääartikkeli: Häkkikäämitty roottori
Oikosulkumoottorin toiminta on yksinkertaisesti ymmärrettävissä niin, että vaihtosähkön taajuudella staattorin navoissa magneettikenttä siirtyy napaparin kerrallaan eteenpäin. Samalla staattorin magneettikenttä indusoi roottorin häkkikäämitykseen sähkövirran. Sähkövirran muodostamat magneettiset navat pyrkivät seuraamaan staattorin magneettikentän kiertymistä, jolloin moottori alkaa pyöriä. Suomessa käytössä olevalla vaihtosähkön taajuudella oikosulkumoottori pyörii tyypillisesti 1500 kierrosta minuutissa (25 kierrosta sekunnissa) tai napaparien määrää lisäämällä hitaammin, esimerkiksi 750 kierrosta minuutissa.
Teknisemmin kuvattuna oikosulkumoottori toimii siten, että staattorikäämeissä kulkeva sähkövirta synnyttää staattoriin pyörivän magneettikentän, kiertokentän. Oikosulkuroottorissa on käämitys, jonka sauvoja pyörivän staattorikentän vuoviivat leikkaavat. Kun roottorin käämitykseen kytketään kuormitus, roottorin häkkikäämitykseen muodostuu sähkövirta. Roottorin virran aiheuttaman magneettikentän ja staattorin välille syntyy voimavaikutus, joka pyrkii saamaan roottorin pyörimään. Jos syntyvä vääntömomentti on suurempi kuin pyörimistä vastustavan kuorman mekaaninen vääntömomentti roottori alkaa pyöriä. Kun roottorin pyörimisnopeus kasvaa, staattorikentän ja roottorin sauvojen leikkausnopeus pienenee, jolloin myös roottorin sähköinen vääntömomentti pienenee.
Roottorin pyörimisnopeus on aina staattorin magneettikentän pyörimisnopeutta pienempi. Jos roottori saavuttaisi magneettikentän pyörimisnopeuden, ei roottoriin syntyisi lainkaan sähkömotorista voimaa eikä vääntömomenttia, koska magneettikenttä pysyisi roottorin suhteen paikallaan, eikä vuoleikkausta tapahtuisi.
[muokkaa] Katso myös
