Hva er en Hysteresis Motor: Construction, Working & Its Applications

TIL motor er en elektrisk enhet der inngangen er gitt i elektrisk form som strøm eller spenning, og den oppnådde utgangen er i mekanisk form som dreiemoment eller kraft. Elektriske motorer er klassifisert i to typer, nemlig DC-motorer som børsteløs & børstet og vekselstrømsmotor som synkron vekselstrømsmotor og asynkron vekselstrømsmotor. Synkronmotorer er klassifisert i to typer som Nonexcited (Reluctance & Hysteresis) og Direct Current Excited. Asynkrone vekselstrømsmotorer er induksjon og kommutator. En hysteresemotor er en underklassifisering av synkronmotor, disse motorene brukes hovedsakelig i et lydløst driftsmiljø med konstant hastighet. Få av bruken av hysteresemotor er lydopptak og lydproduserende eksperimenter som elektriske klokker, båndopptakere, platespillere osv.

Hva er Hysteresis Motor?

Definisjon: En hysteresemotor fungerer på prinsippet om hysteresetap (det er et tap som skjedde på grunn av magnetisering og demagnetisering av materialet, avhengig av strømningsretningen). Den kan betjenes enten ved bruk av en enkelt fase eller tre faser, og i et lydløst driftsmiljø holder den en konstant hastighet. Dreiemomentet som genereres i motoren skyldes hysterese og virvelstrøm som induseres på grunn av statorvikling. Det er 4 typer hysteresemotorer de er

• Sylindrisk type
• Disk type
• Omkrets-felt-type
• Aksialfelt-type

Konstruksjonselement av Hysteresis Motor

Hoveddelene av hysteresemotoren er stator og rotor, statoren ligner enfasemotor eller trefasemotor (med tre faser balansert vikling). Hvor enfaset motor er klassifisert i to typer skyggelagt poltype og permanent delt kapasitetstype.

• Fordelen med skyggelagt polmotor er at den opptar mindre areal og det krever mindre kostnader, men ulempen er at det genererte dreiemomentet ikke er jevnt og forårsaker støyende drift.
• Ved å bruke en delt kapasitiv rotor, tilveiebringes en balansefasetilførselsforsyning, som genererer jevnt dreiemoment uten lydløs drift. Men ulempen med dette er at den tar mer areal og kostnadene er høye.

hysterese-motor

Rotoren består av hysteresemateriale, som inneholder et antall hystereseringer (består av hard krom eller kobolt eller stål) som har en veldig stor hysteresesløyfe. Den brukes til å redusere virvelstrømstapene. Siden den har større vekt for å overvinne denne ulempen, bruker vi et ikke-magnetisk materiale (også kjent som en edderkopp) som består av aluminium, som er tilstede i den midtre delen av motoren. Den største fordelen med dette ikke-magnetiske materialet er at det letter rotorvekten ved å forbedre motorens hastighet og redusere verdien av treghet.

Arbeidsprinsipp for Hysteresis Motor

Hysteresemotor starter som en enfaset induksjonsmotor og går som en synkron motor, det kan observeres fra følgende forhold.

arbeidsprinsipp

Starttilstand

Når en vekselstrømforsyning tilføres statoren, genereres et magnetfelt både på motorens hoved- og hjelpeviklinger av det konstant roterende magnetfeltet. Opprinnelig starter rotorene med virvelstrømmoment og når deretter hysteresemoment. Når den når synkronisering, gjør statoren rotoren til synkronisering der dreiemomentet på grunn av virvelstrøm er null.

Jevn tilstand

Ved jevn tilstand (eller synkron tilstand) induserer statoren poler på rotoren, hvor hystereseeffekten som produseres i kretsen vil gjøre at rotorfluksen ligger bak statorstrømmen i en vinkel α. Hvor α er vinkelen mellom stator- og rotormagnetiske felt (BS og BR). Derfor opplever rotoren tiltrekning mot den roterende statoren, med et dreiemoment som kalles hysteresemoment, som ikke avhenger av rotorens hastighet (høyere restmagnetisme, høyere er hysteresemomentet). Tilstedeværelsen av høy retensivitet gjør at motoren kan operere enten med synkron hastighet eller fungerer normalt.

B-H-kurve

Ligning av hysteresemoment i hysteresemotoren

Virvelstrømsligning er gitt som

P_er= k_erf_to^toB^to……… 1

Hvor

til_er= konstant

f_to= frekvens av virvelstrøm

B = flytdensitet

Vi vet det f_to= sf₁……….to

S = glid, f1 = statorfrekvens

Derfor P_er= k_ers^tof₁^toB^to.. …… ..3

Momentligning er gitt av

Ґ_er= s_erm / s m_s…… .4

Ґ_er= k^'s ……… 5

Der dreiemomentet er omvendt proporsjonalt med glid, noe som betyr at når rotorhastigheten øker, reduseres dreiemomentets verdi, og hvis motorhastigheten når synkron hastighet, blir glidemomentet null.

Hvor k ’= k_erf₁^toB^to/ w_s= konstant

Hysteresis Power Loss og Ph i Hysteresis Motor

Hysteresetap er gitt av

P_h= k_hf_toB^1.6……… .6

Eller

P_h= k_hsf₁B^1.6… ..… .7

Dreiemomentet på grunn av hysterese er gitt av

Ґ_h= s_h/ s m_s= k_hf₁B^1.6/ w_s= k ’’ = konstant ……… ..8

Vi kan observere fra ovenstående ligning at hvis dreiemomentet som utvikles på grunn av hysteresetap forblir konstant til dreiemomentet når nedbrytningspunktet, og ved synkron hastighet blir dreiemomentet null.

Ph i Hysteresis Motor

Hysteresetapene generert i motoren er direkte proporsjonale med tverrsnittet under hysteresekurven. Hvor disse tapene forsvinner i form av varme. Tapene kan avledes av følgende ligninger,

Den spredte energien i rotoren er gitt som

W = N_sER_h(ER_h= hysteresetap per revolusjon) ……… 9

Hvor kraft blir spredt i form av varme som er gitt av

P_h= W / t = N_sER_h/ 60 ………… 10

Den mekaniske kraften som driver rotoren er gitt av

P_h= 2Π N_sT_h/ 60 …… 11

På å likestille både kraften vi får

2Π N_sT_h/ 60 = N_sER_h/ 60 ……… 12

T_h= rotorer utøvde dreiemoment [N-m] E_h= hystereseenergi.

Momenthastighet karakteristisk for Hysteresis Motor

Momenthastighetskarakteristikk for hysteresemotor kan forklares ved hjelp av følgende graf, der x-aksen representerer dreiemoment og y-aksen representerer hastighet.

dreiemoment-hastighet-karakteristisk-for-hysteresemotor

• Dreiemomentet (start og løping) som genereres i denne motoren, er omtrent det samme.
• Dreiemomentet generert av hysteresemotoren ved synkron hastighet er konstant.
• Rotoren, startmomentet og uttrekkingsmomentet er like i denne tilstanden. Derfor fungerer motoren lydløst med konstant hastighet.

Fordeler

Følgende er fordelene med hysteresemotoren

• Fravær av mekaniske vibrasjoner
• Det fungerer lydløst
• Hovedsakelig egnet for å akselerere treghetsbelastninger

Ulemper

Følgende er ulemper ved hysteresemotor

• Den oppnådde effekten er ¼ ganger induksjonsmotor
• Liten i størrelse
• Dreiemoment er mindre

applikasjoner

Følgende er anvendelser av hysteresemotor

• Platespillere
• Elektriske klokker
• Timingsenheter osv.

Vanlige spørsmål

1). Hva er hysteresetap?

Det er et tap som oppstod på grunn av magnetisering og demagnetisering av materialet avhengig av strømningsretningen.

2). Hva er Schrage motor?

En Schrage-motor er en flerfasekommutatormotor med karakteristika som er forskjøvet, der rotoren har to viklinger, en koblet til forsyning og en til kommutatoren.

3). Hva forårsaker hysterese?

Det er forårsaket på grunn av magnetisering og demagnetisering av materialet, avhengig av strømningsretningen.

4). Hva er en synkron motstandsmotor?

Det er en vekselstrømssynkronmotor som konverterer elektrisk kraft til mekanisk kraft

5). Hva er prinsippet med hysteresemotor?

En hysteresemotor fungerer på prinsippet om hysteresetap (det er et tap som skjedde på grunn av magnetisering og demagnetisering av materialet, avhengig av strømningsretningen).

En motor er en elektrisk enhet som konverterer elektrisk energi til mekanisk energi. Denne artikkelen gir oversikt over synkron hysteresemotor som fungerer på prinsippet om hysteresetap. Dreiemomentet som genereres forblir konstant før det når synkron hastighet og blir null etter at det har nådd synkron hastighet. Hysteresetapene er området under BB-kurven. Dreiemomentet (start og løping) som genereres i denne motoren, er omtrent det samme. Den største fordelen er at den fungerer lydløst.