Elektrimootorite ajalugu ulatub aastasse 1820, mil Hans Christian Oster avastas elektrivoolu magnetilise mõju ning aasta hiljem avastas Michael Faraday elektromagnetilise pöörlemise ja ehitas esimese primitiivse alalisvoolumootori.Faraday avastas elektromagnetilise induktsiooni 1831. aastal, kuid alles 1883. aastal leiutas Tesla asünkroonse induktsioonmootori.Tänapäeval on elektrimasinate peamised tüübid jäänud samaks, DC, induktsioon (asünkroonne) ja sünkroon, mis kõik põhinevad Alsteadi, Faraday ja Tesla enam kui saja aasta eest välja töötatud ja avastatud teooriatel.
Alates asünkroonmootori leiutamisest on sellest saanud tänapäeval kõige laialdasemalt kasutatav mootor tänu asünkroonmootori eelistele teiste mootorite ees.Peamine eelis on see, et asünkroonmootorid ei vaja elektriühendust mootori statsionaarsete ja pöörlevate osade vahel, seega ei vaja nad mehaanilisi kommutaatoreid (harju) ja on hooldusvabad mootorid.Asünkroonmootoritel on ka kerge kaal, väike inerts, kõrge kasutegur ja tugev ülekoormusvõime.Tänu sellele on need odavamad, tugevamad ja ei tõrju suurel kiirusel.Lisaks võib mootor töötada plahvatusohtlikus keskkonnas ilma sädemeteta.
Arvestades kõiki ülaltoodud eeliseid, peetakse asünkroonmootoreid täiuslikeks elektromehaanilisteks energiamuunduriteks, kuid mehaanilist energiat on sageli vaja muutuvatel kiirustel, kus kiiruse reguleerimise süsteemid ei ole tühine asi.Ainus tõhus viis astmeteta kiiruse muutmiseks on varustada asünkroonmootorile kolmefaasilist muutuva sageduse ja amplituudiga pinget.Rootori kiirus sõltub staatori poolt tekitatava pöörleva magnetvälja kiirusest, seega on vajalik sageduse muundamine.Vajalik on muutuv pinge, madalatel sagedustel vähendatakse mootori impedantsi ja voolu tuleb piirata toitepinge vähendamisega.
Enne jõuelektroonika tulekut saavutati asünkroonmootorite kiirust piirav juhtimine kolme staatori mähise ümberlülitamisega kolmnurgast tähtühendusele, mis vähendas mootori mähiste pinget.Asünkroonmootoritel on ka rohkem kui kolm staatorimähist, mis võimaldavad pooluste paaride arvu muuta.Mitme mähisega mootor on aga kallim, kuna mootor vajab rohkem kui kolme ühendusporti ja saadaval on ainult kindlad diskreetsed kiirused.Teise alternatiivse kiiruse reguleerimise meetodi saab saavutada keritud rootori asünkroonmootoriga, kus rootori mähise otsad viiakse liugrõngastele.Kuid see lähenemine eemaldab ilmselt enamiku asünkroonmootorite eelistest, tekitades samal ajal ka täiendavaid kadusid, mille tulemuseks võib olla halb jõudlus, kui asetada asünkroonmootori staatori mähised järjestikku takistid või reaktantsid.
Sel ajal olid ülaltoodud meetodid ainsad, mis olid saadaval asünkroonmootorite kiiruse reguleerimiseks, ja alalisvoolumootorid olid juba olemas astmeteta muutuva kiirusega ajamiga, mis mitte ainult ei võimaldanud töötada neljas kvadrandis, vaid kattis ka laia võimsusvahemikku.Need on väga tõhusad ja sobiva juhtimise ja isegi hea dünaamilise reaktsiooniga, kuid nende peamiseks puuduseks on pintslite kohustuslik nõue.
Kokkuvõtteks
Viimase 20 aasta jooksul on pooljuhttehnoloogia teinud tohutuid edusamme, pakkudes vajalikke tingimusi sobivate asünkroonmootori ajamisüsteemide väljatöötamiseks.Need tingimused jagunevad kahte põhikategooriasse:
(1) Võimsuselektrooniliste lülitusseadmete kulude vähendamine ja jõudluse parandamine.
(2) Võimalus rakendada keerulisi algoritme uutes mikroprotsessorites.
Eelduseks peab aga olema sobivate meetodite väljatöötamine asünkroonmootorite kiiruse reguleerimiseks, mille keerukus on erinevalt mehaanilisest lihtsusest eriti oluline nende matemaatilise struktuuri (mitme muutujaga ja mittelineaarne) seisukohalt.
Postitusaeg: august 05-2022