Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Однофазный асинхронный двигатель: принцип работы

Особенности устройства и работы

Двигатель имеет простое устройство. Статор укомплектован двумя обмотками: первая обмотка — основная, т.е. рабочая, вторая обмотка — пусковая, которая работает только во время запуска мотора.

Если сравнивать с другими двигателями, у однофазного асинхронного мотора нет момента впуска. Если присмотреться, ротор внешне напоминает клетку для грызунов. Ток одной фазы создает магнитное поле, которое состоит из двух полей. При включении двигателя ротор остается без движения.

Расчет результирующего момента при неподвижном роторе находится в основе магнитных полей, которые образуют два вращающих момента.

Расчет:

Mn = М1 - М2

М - противоположные моменты;

n - частота вращения.

Асинхронный однофазный двигатель: принцип работы

При задействовании неподвижной части наступает вращающий момент. Поскольку он возникает только после запуска, мотор укомплектован отдельным пусковым устройством.

У однофазного асинхронного мотора есть немало отличий от, к примеру, трехфазных. Если говорить об основных, стоит отметить особенности статора. На пазах предусмотрена двухфазная обмотка: основная, т.е. рабочая, и пусковая.

Магнитные оси расположены друг к другу перпендикулярно. При работе основная фаза не вызывает вращение ротора, ось магнитного поля остается неподвижной.

Для расчета обмоток статора разработаны специальные программы.

Какие бывают типы однофазных двигателей

На сегодня существуют следующие типы однофазных асинхронных моторов: с конденсаторным и бифилярным механизмом. У каждого из механизмов свои особенности, достоинства и недостатки.

Бифилярный пуск

Бифилярная обмотка в постоянном режиме не используется, поскольку при таком использовании падает значение КПД. С увеличением оборотов, она обрывается. Обмотка пуска включается на пару секунд, расчет работы по 3 сек до 30 раз в час. Если будет превышен запуск, витки перегреются.

Конденсаторный пуск

Фаза расщепленная, цепь вспомогательной обмотки начинает работать при запуске. Для того, чтобы был достигнут пусковой момент, необходимо создать круговое магнитное поле. Для наилучшего пускового момента используется конденсатор. Моторы с включенными конденсаторами в цепи называются конденсаторными и работают на основе вращения поля магнитов. У конденсаторного мотора предусмотрено две катушки, которые находятся под постоянным напряжением.

Основные принципы работы

В основе принципа работы находится короткозамкнутый ротор. Магнитное поле имеет вид двух кругов с противоположными последовательностями, они двигаются в разные стороны с одинаковой скоростью. Достаточно разогнать ротор в нужную сторону, чтобы он продолжил движение в ту же сторону.

Именно поэтому для запуска однофазного асинхронного двигателя используют кнопку пуска. С ее нажимом статор начинает работу. Токи заставляют вращаться магнитное поле, в воздушном зазоре появляется магнитная индукция. Всего спустя несколько секунд разгон ротора равняется номинальной скорости.

Если кнопку пуска отпустить, электродвигатель переходит с режима двух фаз на одну фазу. Однофазный режим поддерживается за счет переменного поля магнитов, которое из-за скольжения вращается быстрее ротора.

Схема центробежного выключателя

Для эффективной работы однофазного асинхронного двигателя принято встраивать центробежный выключатель, а также реле с замыкающими контактами. Выключатель прерывает пуск статорной обмотки при достижении номинальной скорости ротора. Тепловое реле отключает двухфазную обмотку при перегреве. Это оптимальная комплектация мотора, которая обеспечит безопасную и надежную работу оборудования на долгие годы.

Изменение направления роторного вращения происходит при перемене направления тока в любой из фаз обмотки при запуске. Для этого достаточно нажать пусковую кнопку и переустановить одну или две металлические пластины. Для образования фазового сдвига необходимо добавить в цепь конденсатор или дроссель, резистор.

При запуске двигателя работает две фазы, потом - только одна. Как видите, асинхронный однофазный двигатель принцип работы имеет достаточно простой и понятный. В отличие от других моторов, с ним просто и легко работать.

В чем достоинства однофазного асинхронного двигателя:

  • доступная цена;
  • простая конструкция;
  • небольшой вес, компактность;
  • большая двигательная способность из-за отсутствия коллектора;
  • питание от синусоидальной сети.

В чем недостатки однофазного асинхронного двигателя:

  • небольшой диапазон регулировки частоты вращения;
  • отсутствие или небольшой пусковой момент, низкий КПД.

Однофазный асинхронный электродвигатель: устройство, принцип работы, подключение

Практически всем хорошо известны трехфазные электродвигатели, они широко применяются в промышленности, позволяют решать самые различные задачи. Да и принцип получения переменного тока, как физической величины мы привыкли рассматривать на примере тех же трехфазных асинхронных генераторов. Но как быть в бытовых условиях, где присутствует только одна фаза, народные умельцы научились выполнять подключение трехфазных электрических машин, но это не обязательно. На практике давно используется  однофазный асинхронный электродвигатель, который может выполнять все свои функции даже в домашней сети переменного тока.

Конструктивные особенности

Если сравнивать однофазный электродвигатель с другими электрическими машинами, то конструктивно он также состоит из подвижного и неподвижного элемента —  статора и ротора. Статор, за счет протекания электрического тока по его обмоткам, создает магнитное поле, вступающее во взаимодействие с ротором. В результате электромагнитного взаимодействия ротор приводится во вращение.

Рис. 1. Конструкция однофазного асинхронного электродвигателя

Однако все не так просто, как может показаться на первый взгляд, если бы вы убрали из обычного трехфазного электродвигателя лишние две обмотки и подключили в розетку, вращение бы не началось. Мотору  попросту не хватит момента для вращения ротора. Поэтому конструкция однофазного асинхронного электродвигателя имеет ряд особенностей.

Ротор

Ротор однофазного электродвигателя представляет собой такой же металлический вал, который оснащается обмоткой. На валу собирается ферромагнитный каркас из шихтованной стали по ее внешней поверхности проделываются пазы. В пазах на валу ротора устанавливаются стержни из меди или алюминия, которые выступают в роли обмотки, проводящей электрический ток. На концах стержни соединяются двумя кольцами, из-за такой конструкции его также называют беличьей клеткой.

При воздействии электромагнитного потока от статора на короткозамкнутые обмотки ротора в беличьей клетке начинает протекать ток. Ферромагнитная вставка на валу помогает усилить поток, проходящий через него. Однако далеко не во всех моделях существует магнитный проводник, в некоторых он выполняется из немагнитных сплавов.

Статор

Конструкция статора в однофазном электродвигателе имеет такой же состав, как и в большинстве электрических машин:

  • металлический корпус;
  • установленный внутри магнитопровод из ферромагнитного материала;
  •  обмотка статора, представленная медными проводниками.

Обмотки статора такого электродвигателя подразделяются на две – основную, она же рабочая, через которую осуществляется постоянная циркуляция нагрузки и пусковая, которая задействуется только в момент запуска. Обе обмотки однофазного двигателя расположены под углом 90° друг относительно друга. Такая конструкция делает их схожими с двухфазными электродвигателями, где также применяются две обмотки.

Но их объем, относительно всего пространства асинхронного двигателя  отличается, основная составляет только 2/3 от общего числа пазов, а пусковые обмотки занимают 1/3.

Принцип работы

Принцип действия однофазного асинхронного электродвигателя заключается в создании пульсирующего магнитного потока от протекания электрического тока по основной обмотке статора, если рассматривать вариант пуска от вспомогательного витка. Таким образом, подключение однофазного мотора к сети мы рассмотрим на примере одно витка.

Рис. 2. Принцип формирования магнитного потока в статоре

Как видите на рисунке выше, переменный электрический ток, протекая по проводнику, согласно правила буравчика, создает концентрические магнитные потоки. При появлении максимума синусоиды магнитный поток также достигнет своего максимума. Однако в сети однофазного переменного электрического напряжения ток  меняет свое направление движения в витке с частотой в 50 Гц. Это означает, что как только кривая пересечет ось  абсцисс, ток будет протекать по витку обмотки в противоположном направлении и создаваемый ним магнитный поток получит противоположные полюса и направленность результирующего вектора:

Рис. 3. Формирование потока обратного направления

С физической точки зрения оба потока равнозначны, поэтому их смена с периодичностью 100 раз в секунду даст нулевой результат при сложении. Прямой магнитный поток окажется равным обратному:

Фпр = Фобр

Это означает, что если в таком поле окажется ротор электродвигателя, вращаться он не будет. 100 раз в минуту в нем произойдет смена магнитного потока, и короткозамкнутый ротор будет просто гудеть, оставаясь на месте.  Однако ситуация в корне измениться, если возникнет импульс к начальному движению. В таком случае появиться скольжение, которое и приведет к постоянному вращению вала:

Sпр = (n1 — n2) / n1, где

  • n1 – частота вращения магнитного поля однофазного электродвигателя;
  • n2 – частота вращения ротора асинхронного электродвигателя;
  • S – величина скольжения однофазного индукционного мотора.

При смене магнитного потока направление вращения и поля статора и ротора электродвигателя совпадут, поэтому скольжение получит иное выражение для вычисления:

Sобр = (n1 — ( — n2)) / n1, где

Попеременное пересечение стержней магнитными потоками разного направления создаст в них ЭДС, которая сгенерирует электрический ток в роторе и ответный магнитный поток. А он, в свою очередь, также вступит во взаимодействие с полем статора однофазного электродвигателя, как показано на рисунке ниже.

Рис. 4. Получение ЭДС в роторе

Как видите, чтобы подключить трехфазный электродвигатель, достаточно подать на него напряжение, но с однофазным такой вариант не сработает.

Для запуска мотора необходим первичный импульс, который на практике может быть получен посредством:

  • раскрутки вала вручную;
  • кратковременного введения пусковой катушки;
  • расщепления магнитного поля короткозамкнутым контуром.

Из вышеприведенных способов сегодня первый используется только в лабораторных экспериментах, из практического применения он вышел из-за опасности травмирования оператора.

Схемы подключения

Для получения базового импульса вращения могут использоваться различные схемы подключения. Со временем, некоторые из них утрачивали свою актуальность и сменялись более прогрессивными, поэтому далее мы рассмотрим наиболее эффективные, которые применяются и сейчас.

С пусковым сопротивлением

Так как в индукционных электродвигателях сопротивление обмоток имеет комплексную форму, вектор магнитного потока можно легко сместить, если в пусковую обмотку добавить сопротивление. Наличие активной составляющей даст необходимый угол сдвига между рабочими катушками однофазного электродвигателя и пусковой, от 15° до  50°, что и обеспечит разницу для начального вращения.

Рис. 5. Схема с пусковым сопротивлением

С конденсаторным запуском

В отличии от предыдущего способа, в схеме с конденсаторным пуском электродвигателя применяется емкостной элемент, который позволяет сместить электрические величины в основной и пусковой катушках на 90°, обеспечивая максимальное усилие.

Рис. 6. Схема с конденсаторным пуском

На практике пусковой конденсатор вместе с дополнительной обмоткой вводятся кнопкой пуска одновременно с подачей основного питания. Пусковая кнопка устроена таким образом, что контакт Cn возвращается пружиной в изначальное положение, сразу после окончания конденсаторного запуска.

С расщепленными полюсами

В отличии от конденсаторных двигателей, такой способ пуска предусматривает наличие особой конструкции статорного магнитопровода. В этом случае каждый полюс разделяется на два, один из которых комплектуется короткозамкнутым витком, изменяющим характеристики магнитного потока.

Рис. 7. Схема с расщепленными полюсами

Существенным недостатком этого метода пуска однофазного электродвигателя является постоянная потеря мощности и снижение КПД мотора. Поэтому его применяют только в электрических машинах до 100 кВт.

Область применения

Однофазные электродвигатели находят широкое применение в бытовых устройствах или промышленных аппаратах малой механизации. Они охватывают относительно маломощное однофазное оборудование, которое питается от 220В.

Это различные станки для обработки древесины, металла, пластика и т.д. Также однофазные электродвигатели используются в установках сельскохозяйственной отрасли для смешивания зерновых, изготовления бетона и т.д. В быту их применяют в некоторых моделях микроволновок, вытяжек, стиральных машин и куллеров, питающихся от однофазного источника.

Видео по теме

Двигатель Однофазный Переменного Тока: Принцип Работы

Простое и крайне надежное устройство

Любой электрический двигатель – это устройство, способное преобразовывать электрическую энергию в кинетическую, то есть энергию вращения, которая по цепям передается на ведомые устройства. Применяются электрические двигатели сегодня практически везде. Эти устройства, которые практически не изменились за последние 150 лет, можно встретить даже в зубных щетках.

Сегодня мы поговорим с вами про электродвигатели переменного тока однофазные, узнаем, как они устроены и за счет каких сил приводятся в движение.

Основная информация

Синхронный однофазный двигатель переменного тока работает от общественной сети

Итак, особенностью однофазного двигателя является то, что он способен запитываться от стандартной электрической сети с частотой 50 Гц и напряжением 220 В.

  • Ставят такие электромоторы в основном в устройствах небольшой мощности, так как по эффективности они существенно уступают двухфазным и трехфазным аналогам.
  • Мощность данных агрегатов варьируется от 5 Вт до 10 кВт.
  • Однофазная схема подключения двигателя существенно влияет на его КПД, который приблизительно равен 70% от показателей такого же по мощности двигателя, но трехфазного. Также у них меньше пусковой момент, а перегрузочная способность выше.

Электрический двигатель в разрезе

  • На самом деле, если разобрать строение такого двигателя, то он будет иметь 2 фазы, но так как задействуется, фактически, лишь одна из них, то и называют его однофазным.
  • Строение мотор имеет самое что ни наесть классическое – подвижная часть (ротор или якорь) и неподвижная часть (статор).
  • Вращение подвижных частей двигателя происходит за счет взаимодействия магнитных полей – подробнее об этом чуть дальше.
  • Несомненным плюсом такого мотора можно считать простую и надежную конструкцию с короткозамкнутым ротором.
  • А главным минусом можно посчитать неспособность самостоятельно выработать магнитное поле, что не позволяет ему самостоятельно запускаться при подключении к сети питания.
  • Считается, что для того чтобы ротор пришел в движение требуется минимум 2 обмотки, а также смещение одной относительно второй на определенный градус.

Асинхронный двигатель переменного тока

  • Если сопоставить все эти моменты, то можно понять следующее.
  • На статоре однофазного электромотора располагается пусковая обмотка, которая смещена по отношению к рабочей, основной обмотке на 90 градусов.
  • В цепь, питающую обмотку, включаю фазосдвигающее устройство – конденсаторы, катушки индуктивности, резисторы активного типа.
  • То есть, фактически мы говорим про те же моторы двух- и трехфазного типа, только сдвиг фазы достигается не за счет подключения, а за счет схем согласования.

Принцип действия однофазного двигателя

Однофазный синхронный двигатель переменного тока

Теперь давайте попробуем систематизировать то, что мы понаписали в предыдущей главе, чтобы принцип работы таких устройств стал понятен каждому.

Как работает асинхронный электродвигатель однофазный

  • Итак, при подключении питания, ток начинает бежать по обмоткам статора. Движение тока порождаем пульсирующее магнитное поле. Почему пульсирующее, да потому что ток в общественных сетях имеет частоту в 50 Гц, то есть за секунду 50 раз меняет направление своего движения. Соответственно меняются и параметры магнитного поля
  • Мы все знаем про такое явление, как электромагнитная индукция. Если кто-то не знает, то бегом читать – вкратце, это явление порождает электрический ток в проводнике, который перемещается поперек магнитного поля, причем нет никакой разницы, что будет двигаться – проводник или поле.
  • Если устройство не будет иметь пусковых механизмов, то ротор останется неподвижным, так как в нем до сих пор нет тока, а значит и магнитного поля, а магнитные поля от тока в статора равнозначны, и тянут, так сказать, в разных направлениях, как лебедь, рак и щука.
  • Но если ротору дать толчок в любую из сторон, в нем моментально начнет расти электродвижущая сила (ЭДС), которая начнет генерировать свое магнитное поле. В результате взаимодействия этих полей двигатель продолжит вращаться в туже сторону, несмотря на то, что основное магнитное поле постоянно меняет свое направление.

Однофазный коллекторный электродвигатель переменного тока – принцип работы

  • Заставляет сдвинуться с места ротор пусковая обмотка, которую мы уже упоминали. Точнее делает это результирующее магнитное поле от основной и пусковой обмоток.
  • Эта обмотка требует включения только при пуске мотора.

Интересно знать! В маломощных моторах пусковая обмотка является короткозамкнутой.

  • Момент включения пусковой обмотки связан с пусковой кнопкой – обычно ее необходимо удерживать на протяжении нескольких секунд, пока двигатель не начнет вращаться с нормальной скоростью.
  • Когда контакт на кнопке размыкается, двигатель переходит полностью в однофазный режим.
  • Важно помнить, что пусковая фаза не предназначается для долгой работы – обычно время ее активного состояния составляет около 3 секунд. Если попытаться превысить данное значение обмотка начнет перегреваться, что может привести к выходу элемента из строя.
  • Становится понятным, что ручной контроль за пуском двигателя неэффективен и малонадежен, поэтому данный процесс в современных устройствах автоматизирован. В них устанавливаются тепловые реле и центробежные выключатели.
  • Первый элемент контролирует нагрев обеих обмоток и отключает питание, если температура достигает критического значения.
  • Второй отключает питание пусковой фазы, как только ротор разгонится до нужных оборотов.

Подключение двигателя

Как подключается коллекторный однофазный электродвигатель переменного тока

Итак, мы уже поняли, что для работы такому мотору требуется всего одна фаза на 220 В, то есть включается он в обыкновенную розетку, что, собственно, и делает эти устройства такими популярными несмотря на низкий КПД и прочие недостатки.

Интересно знать! Практически все бытовые приборы оборудованы именно такими двигателями.

Различные варианты подключения

  • Однофазные двигатели переменного тока по подключению делят на три типа: вариант с пусковой обмоткой и рабочим конденсатором.
  • В первом пусковая обмотка запитана через конденсатор только во время старта – собственно, его мы описали в предыдущей главе.
  • Во втором она подключена через конденсатор постоянно.
  • В третьем вместо конденсатора используется сопротивление.

Коллекторный однофазный двигатель переменного тока от стиральной машины

  • Для последнего типа подключения может использоваться пусковой резистор, который подключается к пусковой обмотке последовательно. За счет этого удается получить сдвиг фаз на 30 градусов, чего вполне хватает для раскрутки двигателя.
  • Также дополнительная обмотка может сама по себе иметь высокое активное сопротивление.
  • Сдвиг фаз также может быть получен за счет того, что пусковая фаза будет иметь высокое сопротивление и меньшую индуктивность.

Конденсаторный пуск имеет следующие особенности:

  • Чтобы достигнуть максимального значения пускового момента, достаточного для старта двигателя, нужно вращающееся круговое магнитное поле. Таковое возникает, когда обмотки сдвинуты относительно друг друга на 90 градусов – сразу становится понятно, что ни резистор, ни дроссель не смогут задать такое значение. А вот если правильно подобрать емкость конденсатора – ну вы поняли…
  • Конденсатор необходимо подбирать по потребляемому току.

Конденсатор и переменный ток

Интересно знать! На нашем сайте есть очень познавательная статья про то, как конденсаторы ведут себя в цепи переменного тока. Если интересно, обязательно ознакомьтесь.

Кстати, если вы пытаетесь самостоятельно подключить такой двигатель в сеть, но не знаете, какие выводы к какой обмотке относятся, просто замерьте их сопротивление. Для основной оно составит где-то 12 Ом, а для пусковой – 30.

Строение асинхронного однофазного двигателя

Однофазный коллекторный двигатель переменного тока

Итак, мы  вами в первой части статьи разобрали общие понятия об однофазных двигателях, принципе их работы и подключении. Такой информации хватило бы для поверхностного изучения, но нас такой подход не совсем устраивает. Для любителей технических подробностей, давайте разберем теперь все детальнее.

Асинхронный двигатель

Электрические моторы бывают синхронными и асинхронными. Разница между ними состоит в том, что в синхронном, скорость вращения якоря совпадает с вращением магнитного поля, а в асинхронном ротор несколько отстает.

  • Последний вариант является самым распространенным, так как имеет более простую конструкцию и очень надежен. Синхронные применяются лишь в тех сферах, где очень важен контроль за оборотами двигателя.
  • Вы уже, наверное, обратили внимание на то, что словом фаза называются разные понятия – и количество питающих проводов, и обмотки на статоре и сдвиг по углам. И мы даже сказали, что однофазные двигатели, фактически имеют две фазы, но называются они таковыми именно по количеству питающих проводов.
  • Мы также писали, что мотор имеет подвижную и неподвижную части. Давайте разберем их строение подробнее.

Коллекторные электродвигатели переменного тока однофазные

  • Ротор агрегата представляет собой вал, который держится в корпусе двигателя при помощи подшипников вращения. За счет них же он свободно крутится вокруг своей оси. Строение этого элемента будет отличаться в зависимости от того является двигатель коллекторным или бесколлекторным. Давайте начнем со второго.
  • На валу бесколлекторного фазного ротора закреплен магнитопровод, который набирается из шихтованных стальных пластин.
  • Снаружи магнитопровода имеются пазы, в которых находятся стержни обмоток – обычно из меди.

Двигатель с ротором фазного типа

  • С концов стержни соединяются с кольцами, которые накоротко их замыкают – их называют замыкающими кольцами.

Строение фазного ротора

  • Внутри данной обмотки будет течь ток, который индуктируется магнитным полем статора – никаких внешних подключений он не имеет.
  • Магнитопровод служит для лучшего прохождения магнитного поля, которое создается в роторе.
  • Для таких устройств характерна высокая надежность, так как они не имеют трущихся деталей. Управление скоростью вращения двигателя осуществляется только за счет тока на основной обмотке статора.
  • Коллекторный двигатель переменного тока однофазный по своему строению мало чем отличается от ротора двигателя постоянного тока. Собственно, такие двигатели являются универсальными и могут запитываться как переменным, так и постоянным током.
  • Фазы ротора подключаются к питающей сети через коллектор, который контактирует со щетками, которые в свою очередь уже соединяются с питающей цепью.
  • Строение таких двигателей более сложное, также их надежность будет ниже, но они являются более гибкими в управлении.

На фото – статор электродвигателя

  • Статор является пассивной частью электромотора – он неподвижен и состоит из магнитопровода и обмотки.
  • Назначение этого элемента – генерирование неподвижного или вращающегося магнитного поля.
  • У однофазного двигателя от статора будет отходить четыре вывода – два для рабочей обмотки и два для пусковой. Как их отличить мы уже писали.

Помимо этих элементов двигатели имеют следующие составляющие:

  • Станина и корпус устройства, которые удерживают в себе все рабочие части и позволяют закрепить устройство на поверхности;
  • Внешняя электрическая цепь – кнопка включения, устройство регулировки оборотов, провода и устройства для шунтирования дополнительной обмотки;
  • Крыльчатка – активное охлаждение двигателя, располагается также на валу;
  • Подшипники вращения.

Что происходит в обмотках при включении

Чтобы лучше понять принцип взаимодействия магнитных полей, давайте представим, что у нашего двигателя обмотка имеет всего один виток. Провод при этом уложен в магнитопроводе так, что его части разведены на 180 градусов, то есть уложены друг напротив друга.

  • Подключаем питание, и по нашему проводу начинает течь синусоидальный или переменный ток.

Полный период синусоидального тока

  • Период синусоидального тока состоит из двух полупериодов, при которых ток двигается в разных направлениях. Именно это изображено на схеме выше.
  • Как вы можете видеть, изначально значение тока равно нулю, затем он растет, достигая пика, после чего падает до нулевой отметки и опять возрастает, но уже в другом направлении.
  • Давайте представим, что ток и магнитное поле от него замерли в какой-то точке. Представьте, что смотрите на виток сбоку – он будет похож на букву «С».
  • Ток протекает в верхней горизонтальной части обмотки влево, соответственно, в нижней – вправо. При этом ток одинаков и получается так, что создаваемое им магнитное поле противодействует друг другу. Почему ротор и находится в неподвижном состоянии.
  • Итак, ток течет, меняется его величина и направление, как и у магнитного поля, но они всегда остаются в противовесном состоянии, поэтому ротор так и продолжает стоять.

Как же создается сила, заставляющая ротор вращаться?

Инструкция по работе однофазного двигателя переменного тока

  • Как вариант можно толкнуть его рукой и этого будет достаточно, чтобы совершить пуск, но мы же говорим про техническое решение вопроса!
  • Ну ладно, мы уже знаем, что нам потребуется еще одна обмотка.
  • Обмотка сделана из более толстого провода, чтобы она смогла пропустить большие токи. Фаза тока в этой обмотке отстает от основной на 90 градусов, то есть когда ток в основной обмотке уже опустился до нуля, здесь он буден на пике (отстает на четверть периода). В итоге разница магнитных полей придает ротору первый вращающий импульс. Направление вращения зависит от полярности подключения концов пусковой обмотки.
  • Как только ротор начинает вращаться, в нем создается ЭДС.
  • Направление тока в стержнях будет противоположно направленным, так как на них воздействуют разные магнитные поля.
  • За счет возникновения вращающего момента двигатель моментально подхватит направление вращения и начнет раскручивать ротор до достижения им максимальных оборотов. Но почему не происходит торможения, когда ток в статоре меняет свое направление на обратное?
  • Дело в том, что, по сути ничего не меняется. Просто подталкивающая вращение сила будет переходить с верхней части обмотки на нижнюю и обратно. А так как двигатель уже получил смещение в одну из сторон, а противодействующая сила может лишь уравновесить, то коэффициент ускорения будет несколько сильнее торможения.

То есть, в роторе будут наводиться токи с разной частотой, которые будут создавать моменты сил с разными направлениями, именно поэтому якорь продолжит вращаться в том же направлении.

На этом закончим наш материал. Мы узнали, как устроены электродвигатели переменного тока однофазные, если тема вам интересно, то посмотрите следующее увлекательное видео.

его устройство и принцип действия

Двигатель однофазный функционирует за счёт переменчивого электротока и подключается к сети с одной фазой. Линия должна иметь напряжённость 220 В и частоту 50 Гц.

Выпускаются модификации с мощностью от 5 Вт — 10 кВт.

Электромоторы этого вида находят применение в маломощных аппаратах:

  • бытовой технике;
  • вентиляторах;
  • насосах;
  • станках и т. п.

Значения КПД, силы и отправного момента у однофазных двигателей значительно ниже, нежели у трехфазных приборов тех же объёмов. Перегрузочная способность, кроме того, больше у моторов с 3 фазами. Таким образом, мощность однофазного приспособления не превосходит 70% силы трехфазного того же объёма.

Устройство однофазного двигателя

По сути, имеет 2 фазы, однако, работу осуществляет лишь один из них, по этой причине двигатель именуют однофазным. Как и все без исключения электромашины, однофазный двигатель складывается из 2 элементов: неподвижной (статор) и мобильной (ротор). Предполагает собой асинхронный электромотор, неподвижной частью которого является одна основная работающая обмотка, подключаемая к источнику переменного тока. К мощным граням двигателя этого вида можно причислить несложность системы, представляющую собой ротор с замкнутой обмоткой. К минусам — низкие значения отправного момента и КПД.

Главный недостаток однофазного тока — невозможность генерации им магнитного поля, исполняющего вращение. По этой причине однофазный электромотор не запустится сам при подсоединении к сети.

В теории электромашин функционирует принцип: чтобы появилось магнитное поле, крутящее ротор, в статоре должно быть 2 обмотки (фазы). Необходимо, кроме того, смещение одной обмотки на определённый ракурс относительно другой.

В период работы совершается обтекание обмоток неустойчивыми электрическими полями:

  1. В неподвижном месте однофазного двигателя находится так именуемая отправная электрообмотка. Она смещена на 90 градусов по отношению к основной рабочей.
  2. Сдвиг токов можно приобрести, включив в цепь фазосдвигающий элемент. Для этого могут применяться активные резисторы, катушки индукции и конденсаторы.
  3. В качестве основы для статоров и роторов применяется электротехническая сталь — 2212.

Неверно называть монофазными такие электродвигатели, которые по собственному строению считаются 2- и 3-фазными, однако, подсоединяются к однофазному источнику посредством методик согласования (конденсаторные электромоторы). Эти две фазы таких приборов считаются рабочими и включены все время.

Разновидности и применение

Моторы однофазные 220 В обширно применяются в разнообразном промышленном и бытовом оснащении.

Существуют 2 наиболее востребованных разновидности данных приборов:

  1. Коллекторные.
  2. Асинхронные.

Последние по собственной конструкции наиболее просты, но обладают рядом недочётов, из числа которых можно выделить трудности с переменой частоты и направления верчения ротора. Мощность этого мотора зависит от конструктивных отличительных черт и может колебаться от 5 до 10 кВт. Его ротор предполагает короткозамкнутую обмотку — алюминиевые или медные стержни, которые замкнуты с торцов.

Как правило, электромотор асинхронный однофазный снабжён 2-мя смещёнными на 90 ° друг к другу обмотками. При этом основная обмотка захватывает существенную часть пазов, а дополнительная (пусковая) захватывает оставшийся участок. Своё наименование электродвигатель асинхронный приобрёл лишь потому, что он содержит только лишь одну рабочую обмотку.

Протекающий по основной обмотке переменный электроток формирует магнитное меняющееся поле. Оно складывается из 2 слоёв равной амплитуды, вращение которых совершается навстречу друг другу. По закону индукции, изменяющийся в закрытых витках электромагнитный поток в роторах образует индукционный ток, который действует с полем, порождающим его. В случае если ротор в неподвижном состоянии, моменты сил на него равны и в результате он остаётся недвижимым.

При вращении ротора нарушится равенство момента сил, таким образом, движение его витков по отношению к крутящимся магнитным полям будет разным. Таким образом, функционирующая на роторные витки от непосредственного магнитного поля сила Ампера будет значительно больше, чем с края противоположного поля.

Схема запуска

В витках ротора индуктивный электроток может появляться только вследствие пересечения ими насильственных направлений магнитного поля. Их вращение должно реализоваться с быстротой чуть менее частоты верчения поля. Непосредственно отсюда и вышло название — асинхронный электродвигатель. Вследствие повышения механической перегрузки уменьшается быстрота верчения, увеличивается индуктивный электроток в роторных витках. А кроме того, увеличивается механическая мощность мотора и переменного тока, который он употребляет.

Принцип действия:

  1. Благодаря току появляется импульсное магнитное поле в статоре электромотора. Это поле возможно рассматривать как 2 различных поля, которые вращаются разнонаправленно и имеют похожие амплитуды и частоты.
  2. Если ротор располагается в неподвижном состоянии, данные поля приводят к появлению одинаковых по модулю, но разнонаправленных факторов.
  3. Если у двигателя отсутствуют особые начальные механизмы, в этом случае при старте результирующий момент станет равный нулю, а, следовательно — двигатель не будет вертеться.
  4. Если же ротор приведён в обращение в любую сторону, в таком случае соответствующий момент приступает доминировать, а следовательно, ось двигателя продолжит вертеться в определённом направлении.

Пуск выполняется магнитным полем, что крутит мобильную часть двигателя. Оно формируется 2 обмотками: основной и дополнительной. Заключительная обмотка имеет минимальный объем и считается пусковой. Она подключается к главной электрической сети через имеющуюся ёмкость или индуктивность. Подсоединение осуществляется только лишь в период запуска. В моторах с невысокой мощностью отправная фаза замкнута накоротко.

Запуск мотора осуществляют удержанием пусковой клавиши на несколько секунд, вследствие чего совершается разгон ротора. В период отпускания пусковой клавиши электродвигатель с двухфазного режима передаётся в однофазовый режим и его работа удерживается нужной компонентой переменчивого магнитного поля.

Отправная фаза рассчитана на временную работу — как правило, до 3 с. Более продолжительное время пребывания под нагрузкой может послужить причиной к перегреву, возгоранию изоляции и неисправности приспособления. Поэтому немаловажно своевременно освободить пусковую клавишу. С целью увеличения надёжности в корпус двигателей встраивают центробежный коммутатор и термическое реле.

Роль центробежного выключателя состоит в выключении пусковой фазы, если ротор наберёт скорость. Это происходит автоматом — без вмешательства. Тепловое реле отключает фазы обмотки, если они нагреваются свыше допустимого.

Работа механизма

Для работы устройства необходима 1 фаза с усилием 220 В. Это значит, что подсоединить его можно в домашнюю розетку. Непосредственно в этом причина известности двигателя среди населения. В абсолютно всех домашних устройствах, от соковыжималки до шлифующей машины, установлены механизмы такого типа.

Имеется 2 вида электромоторов: с пусковой обмоткой и с конденсатором.

  1. В первом виде приборов отправная обмотка функционирует с помощью конденсатора только в период старта. Уже после достижения техникой обычной скорости она выключается, и деятельность продолжается с 1 обмоткой.
  2. Во втором случае для двигателей с рабочим конденсатором, дополнительная электрообмотка подключена через конденсатор все время.

Электродвигатель может быть взят с одного устройства и включён к другому. К примеру, надёжный однофазный двигатель от стиральной машины либо пылесоса может применяться для работы газонокосилки, станка и т. д.

Схема подключения однофазного асинхронного двигателя:

  1. В 1 схеме работа запускающей обмотки производится с помощью конденсатора и только лишь в период пуска.
  2. 2 модель также учитывает временное подсоединение, но оно совершается через сопротивление, а не через холодильник.
  3. 3 модель считается наиболее популярной. В рамках этой схемы холодильник постоянно подключен к источнику электричества, а не только лишь в период старта.

Подключение мотора с пусковым противодействием

Дополнительная обмотка подобных приборов имеет высокое интенсивное противодействие. Для пуска электромашины этого вида может быть применён пусковой резистор. Его необходимо поочерёдно подсоединить к пусковой обмотке. Подобным способом можно приобрести сдвиг фаз в 30° меж токами обмоток, чего станет абсолютно достаточно для старта приспособления.

Помимо этого, сдвиг фаз может быть приобретён посредством применения пусковой фазы с огромным значением противодействия и наименьшей индуктивностью. У такого рода обмотки меньшее число витков и тоньше кабель.

Подключение двигателя с конденсаторным пуском

У этих электромашин отправная цепь включает конденсатор и вводится только лишь в период старта.

Для свершения наибольшего значения отправного момента необходимо циркулярное магнитное поле, что осуществляет оборот. Для того чтобы оно появилось, токи обмоток должны быть направлены на 90° друг к другу. Подобные фазосдвигающие компоненты, как резистор и дроссель, не гарантируют нужный сдвиг фаз. Только лишь вовлечение в цепь конденсатора даёт возможность приобрести сдвиг фаз 90°, если верно выбрать ёмкость.

Определить нужные провода и то, к какой обмотке они причисляются, можно посредством замера противодействия. У рабочей обмотки значение противодействия постоянно меньше (12 Ом), чем у пусковой обмотки (30 Ом). В соответствии с этим сечение провода основной обмотки больше, чем у пусковой.

Конденсатор подбирается согласно употребляемому двигателем току. К примеру, в случае если ток равен 1,4 А, то нужен конденсатор 6 мкФ.

Контроль функциональности

Ниже перечислены все дефекты, говорящие о вероятных проблемах с мотором, их причиной могла быть некорректная эксплуатация либо перегруженность:

  1. Неисправная опора или монтажные щели.
  2. В середине двигателя потемнела окраска (показывает на перегрев).
  3. Через щели в корпусе внутрь аппарата втянуты сторонние вещества.

Чтобы проконтролировать функциональность двигателя, необходимо включить его сначала на 1 минуту, а потом предоставить потрудиться приблизительно 15 минут.

Если уже после этого мотор окажется тёплым, то:

  • вероятно, подшипники загрязнились, зажались либо попросту износились;
  • причина может быть в очень повышенной ёмкости конденсатора.

Отключите конденсатор и опустите мотор вручную: в случае если он прекратит прогреваться — следует сократить конденсаторную ёмкость.

§16.1. Принцип действия и пуск однофазного асинхронного двигателя

По своему устройству однофазный асинхронный двигатель аналогичен трехфазному и состоит из ста­тора, в пазах которого уложена однофазная обмотка(см. рис. 8.8), икороткозамкнутого ротора. Особен­ность работы однофазного асинхронного двигателя заключается в том, что при включении однофазной обмотки статора С1—С2 в сеть (рис. 16.1) МДС ста­тора создает не вращающийся, а пульсирующий маг­нитный поток (см. § 9.4) с амплитудой Фmах, изме­няющейся от + Фmахдо – ФmахПри этом ось магнитного потока остается неподвижной в про­странстве.

Для объяснения принципа действия однофаз­ного двигателя пульсирующий поток Фmахразло­жим на два вращающихся в противоположные стороны потока Фпри Фобр(рис. 16.2), каждый из которых равен 0,5Фmaxи вращается с частотой (об/мин)

nпр = nобр = f160/ p = n1

Условимся считать поток Фпрвращающийся в на­правлении вращения ротора, прямым, а поток Фо6р-обратным. Допустим, что ротор двигателя вращает­ся против часовой стрелки, т. е. в направлении пото­ка Фпр.

Частота вращения ротора n2меньше частоты вращения магнитного поля статора n1, поэтому скольжение ротора относительно вращающегося по­тока Фпрбудет

sпр = (n1n2)/ n1 = s(16.1)

Обратный поток Фобрвращается противополож­но ротору, поэтому частота вращения ротора n2от­носительно Фобр- отрицательная. В этом случае скольжение ротора относительно Фобропределится выражением

sобр = (16.2)

Прямое поле наводит в обмотке ротора ЭДС Е2пр, а обратное по­ле — ЭДС Е2обр. Эти ЭДС создают в обмотке ротора токиI/2при I/2обр.

Известно, что частота тока в роторе пропор­циональна скольжению (f2=sf1). Так какsnp<sобр, то частота токаI/2обрнамного больше частоты токаI/2пр. Так, для однофазного двигателя с n1= 1500 об/мин, n2= 1450 об/мин иf1= 50 Гц получим:

snp= (1500 - 1450)/ 1500 = 0,033;

f2пр = 0,033 - 50 = 1,8 Гц;

sобр= (1500 +1450)/ 1500 = 1,96;

f2о6р = 1,96 - 50 = 98 Гц.

Рис.16.1 Схема включения однофазного

асинхронного двигателя

Индуктивное сопротивление обмотки ротора току I/2обрво много раз больше ее активного сопротивления (потому чтоf2обр >>f2пр). ТокI/2о6рявляет­ся почти чисто индуктивным, оказывающим силь­ное размагничивающее действие на обратное поле Фобр. В результате обратное поле и обусловленный им момент Моброказываются зна­чительно ослабленными и ротор однофазного двигателя вращается и направлении прямого поля под действием момента

М = Мпр - М06р, (16.3)

где Мпр— электромагнитный момент, обусловленный прямым полем.

Рис. 16.2. Разложение пульсирующего магнитного потока на два вра­щающихся

На рис. 16.3 представлен график зависимости вращающего момента М в функции скольжения s=sпр. Этот график получен путем наложения графиков Мпр=f(snp) и Мо6р=f(sобр)- При малых значениях скольженияs, что соответствует работе двигателя в пределах номинальной нагрузки, вращающий момент М создается главным образом моментом Мпр.

При sпр= sобр= 1 моменты Мпри Мо6рравны, а поэтому пуско­вой момент однофазного двигателя равен нулю. Следовательно, однофазный асинхронный двигатель не может самостоятельно прийти во вращение при подключении его к сети, а нуждается в первоначальном толчке, так как лишь приs ≠ 1 на ротор двигателя действует вращающий момент М = Мпр - Мобр

Рис. 16.3. Механические характе- Рис. 16.4. Схема однофазного ристики однофазного асинхронного асинхронного двигателя с пусковой двигателя обмоткой

Приведенные на рис. 16.3 зависимости моментов показывают, что однофазный асинхронный двигатель не создает пускового мо­мента. Чтобы этот момент появился, необходимо во время пуска двигателя создать в нем вращающееся магнитное поле. С этой целью на статоре двигателя помимо рабочей обмотки А применяют еще одну обмотку — пусковую В. Эти обмотки располагают на статоре обычно так, чтобы их оси были смещены относительно друг друга на 90 эл. град. Кроме того, токи в обмот­ках статора и должны быть сдвинуты по фазе относительно друг друга. Для этого в цепь пусковой обмотки включают фазосмещающий элемент (ФЭ), в качестве которого могут быть применены активное сопротивление, индуктивность или ем кость (рис. 16.4). По достижении частотой вращения значения близкого к номинальному, пусковую обмотку В отключают с по мощью реле. Таким образом, во время пуска двигатель является двухфазным, а во время работы — однофазным.

Для получения вращающегося магнитного поля посредством двух обмоток на статоре, смещенных относительно друг друга на 90 эл. град, необходимо соблюдать следующие условия (рис. 16.5):

а) МДС рабочей и пусковой обмоток идолжны быть и равны и сдвинуты в пространстве относительно друг друга на 90 эл. град;

б) токи в обмотках статора и должны быть сдвинуты по фазе относительно друг друга на 90°.

При строгом соблюдении указанных условий вращающееся поле статора является круговым, что соответствует наибольшему вращающему моменту. При частичном нарушении какого-либо из условий поле статора становится эллиптическим, содержащим об­ратную составляющую (см. рис. 9.5, б). Обратная составляющая поля создает тормоз­ной момент и ухудшает пусковые свой­ства двигателя.

Из векторных диа­грамм, приведенных на рис. 16.6, видно, что активное сопротивле­ние и индуктивность в качестве ФЭ не обес­печивают получения фазового сдвига между токами в 90°. Лишь только емкость С в качестве ФЭ обеспе­чивает фазовый сдвиг ψ = 90°. Значение этой емкости выбирают та­ким, чтобы ток пусковой обмотки в мо­мент пуска (s= 1) опережал по фазе напря­жение, на угол φв, дополняющий угол φАдо 90°:

Рис. 16.5. Получение вращающегося магнитного

поля двухфазной системой токов

Если при этом обе обмотки создают одинаковые по значению МДС, то в начальный период пуска вращающееся поле окажется круговым и двигатель будет развивать значительный начальный пусковой момент. Однако применение емкости в качестве ФЭ часто ограничивается значительными габаритами конденсаторов, тем более что для получения кругового поля требуются конденсаторы значительной емкости. Например, для однофазного двигателя мощностью 200 Вт необходима емкость 30 мкФ при рабочем на­пряжении 300—500 В.

Получили распространение однофазные двигатели с активным сопротивлением в качестве ФЭ. При этом повышенное активное сопротивление пусковой обмотки достигается тем, что она выполняется проводом уменьшенного сечения (по сравнению с проводом рабочей обмотки). Так как эта обмотка включена на непро­должительное время (обычно несколько секунд), то такая ее кон­струкция вполне допустима. Пусковой момент таких двигателей обычно не превышает номинального, но это вполне приемлемо при пуске двигателей при небольшой нагрузке на валу.

Рис. 16.6. Сравнение свойств фазосмещающих элементов:

а — активное сопротивление, б — индуктивность, в — емкость, г — механиче­ские характеристики двигателя при различных фазосмещающих элементах; 1активное сопротивление; 2 — емкость

Применение емкости в качестве ФЭ позволяет получить пус­ковой момент Мп = (1,6÷2,0) Мном. На рис. 16.6, г приведены меха­нические характеристики однофазного асинхронного двигателя при различных ФЭ. Для большей наглядности значения момента даны в относительных единицах.

22. Синхронные машины – конструкция, принцип действия, область применения.

Синхронные машины — это бесколлекторные машины пе­ременного тока. По своему устройству они отличаются от асинхронных машин лишь конструкцией ротора, который может быть явнополюсным или неявнополюсным.Что же касается свойств, то синхрон­ные машины отличаются син­хронной частотой вращения ротора (n2=n1=const) при любой нагрузке, а также воз­можностью регулирования ко­эффициента мощности, уста­навливая такое его значение, при котором работа синхрон­ной машины становится наи­более экономичной. Синхрон­ные машины обратимы и могут работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Синхронные гене­раторы составляют основу электротехнического оборудо­вания электростанций, т. е. практически вся электроэнер­гия вырабатывается синхрон­ными генераторами. Единич­ная мощность современных синхронных генераторов дос­тигает миллиона киловатт и более. Синхронные двигатели применяются главным обра­зом для привода устройств большой мощности. Такие двигатели по своим технико-экономическим показателям превосходят двигатели других типов. В крупных электроэнер­гетических установках синхронные машины иногда исполь­зуются вкачестве компенса­торов— генераторов реак­тивной мощности, позволяю­щих повысить коэффициент мощности всей установки. В данном разделе рассмотрены главным образом трехфазные синхронные машины. Приве­дены также сведения по неко­торым типам синхронных дви­гателей весьма малой мощ­ности, применяемым в уст­ройствах автоматики и при­борной техники.

Однофазные двигатели ~ Электропривод - информационный ресурс по электроприводу

Однофазные асинхронные двигатели чаще всего применяются в бытовой технике. Система электроснабжения построена так, что в наш дом подводится только однофазная электрическая сеть. Поэтому в бытовых сетях широко используются однофазные асинхронные двигатели. Однофазные асинхронные электродвигателям переменного тока отличает прочная конструкция, низкая стоимость, к тому же они не требуют технического обслуживания. Промышленность выпускает однофазные двигатели на небольшие мощности (до 0,5 кВт). Их сфера применения включает в себя вентиляторы, компрессоры холодильников, приводы барабанов стиральных машин, и другая бытовая техника, где не требуется высокая скорость вращения.

 

Устройство однофазного асинхронного двигателя

Однофазный асинхронный двигатель, обычно имеет на статоре как минимум две обмотки. Друг от друга они сдвинуты на 90 электрических градусов по току, для получения пускового момента Одна из них выступает как рабочая, другая как пусковая. Двигатели получили название однофазных, так как они предназначены для питания от однофазной сети переменного тока.

Кроме того, существует много схем питания трехфазных двигателей от однофазной сети. Для получения вращающегося магнитного поля пусковую обмотку питают через фазосдвигающее устройство, в качестве которого используется резистор или конденсатор. В качестве резистора иногда используют пусковую обмотку, намотанную тонким проводом и большим числом витков, для увеличения сопротивления. В двигателях с пусковым резистором магнитное поле эллиптическое; в двигателях с пусковым конденсатором поле ближе к круговому. Сразу после запуска, пусковая обмотка отключается и двигатель работает как однофазный однообмоточный. Его результирующее поле резко эллиптическое.

По этой причине однофазные двигатели имеют низкие энергетические показатели и малую перегрузочную способность. В двигателях с постоянно включенным конденсатором емкость последнего выбирается, как правило, из условий обеспечения кругового поля в номинальном режиме. Для улучшения пусковых свойств параллельно рабочему конденсатору на время пуска подключается пусковой конденсатор.

В электроприводах с легкими условиями пуска часто применяются однофазные АД с экранированными полюсами. В таких двигателях роль вспомогательной фазы играют размещаемые на явно выраженных полюсах статора короткозамкнутые витки. Поскольку пространственный угол между осями главной фазы (обмотки возбуждения) и витка много меньше 90°, поле в таком двигателе резко эллиптическое. Поэтому пусковые и рабочие свойства двигателей с экранированными полюсами невысоки. Используются однофазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором: с повышенным сопротивлением пусковой фазы, с пусковым конденсатором, с рабочим конденсатором, с тем и другим, а также двигатели с экранированными полюсами. Однофазный асинхронный электродвигатель имеют тот же принцип действия, что и трёхфазный электродвигатель. Основным его недостатком является более низкий пусковой момент.

Принцип работы однофазных асинхронных электродвигателей

Однофазный асинхронных электродвигатель, как и трехфазный, работает по принципу электромагнитной индукции. Однако между ними есть и различия:
— однофазные электродвигатели, обычно работают при более низком напряжении 220 В;
— поле статора однофазного двигателя не вращается;

В каждом полупериоде синусоиды, напряжение меняет свой знак и соответственно от отрицательного к положительному меняются полюса. В однофазных электродвигателях поле статора постоянно выравнивается в одном направлении, а полюса меняют своё положение один раз в каждом цикле. Это объясняет, почему однофазный асинхронный электродвигатель не может быть пущен самостоятельно.Однако, его можно было бы запустить механически, провернув вал ротора с последующим немедленным подключением питания, как это делалось в старых проигрывателях грампластинок. Сейчас такой способ запуска не применяется, а пуск всех электродвигателей осуществляется автоматически.

Ограничения применения однофазных асинхронных двигателей

При использовании однофазных электродвигателей необходимо помнить, что существуют некоторые ограничения при их применении:

  • Однофазные электродвигатели нельзя использовать в режиме холостого хода. Так как при малых нагрузках они сильно перегреваются;
  • Не рекомендуется эксплуатировать двигатель при нагрузке меньшей 25% от полной нагрузки;
  • Так как у электродвигателя вращающееся магнитное поле асимметрично, то полный ток в одной или двух обмотках может превышать полный тока в сети. Такие токи приводят к перегреву обмоток и выходу их из строя;

О напряжении

Важно напомнить о том, что величина напряжения на пусковой обмотке электродвигателя может превышать значение сетевого напряжения питания электродвигателя. Это относится и к симметричному режиму работы.

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

Области применения. Асинхронные двигатели небольшой мощности (15 — 600 Вт) применяют в автоматических устройствах и электробытовых приборах для привода вентиляторов, насосов и другого оборудования, не требующего регулирования частоты вращения. В электробытовых приборах и автоматических устройствах обычно используют однофазные микродвигатели, так как эти приборы и устройства, как правило, получают питание от однофазной сети переменного тока.

Принцип действия и устройство однофазного двигателя. Обмотка статора однофазного двигателя (рис. 4.60, а) расположена в пазах, занимающих примерно две трети окружности статора, которая соответствует паре полюсов. В результате

Рис. 4.60. Поперечный разрез статора однофазного асинхронного двигателя (о) и направление вращающих моментов, действующих на его ротор (б)

(см. гл. 3) распределение МДС и индукции в воздушном зазоре близко к синусоидальному. Поскольку по обмотке проходит переменный ток, МДС пульсирует во времени с частотой сети. Индукция в произвольной точке воздушного зазора

Таким образом, в однофазном двигателе обмотка статора создает неподвижный поток, изменяющийся во времени, а не круговой вращающийся поток, как в трехфазных двигателях при симметричном питании.

Для упрощения анализа свойств однофазного двигателя представим (4.99) в виде

т. е. заменим неподвижный пульсирующий поток суммой идентичных круговых полей, вращающихся в противоположных направлениях и имеющих одинаковые частоты вращения: n1пр= n1обр = n1 . Поскольку свойства асинхронного двигателя при круговом вращающемся поле подробно рассмотрены в § 4.7 — 4.12, анализ свойств однофазного двигателя можно свести к рассмотрению совместного действия каждого из вращающихся полей. Иными словами, однофазный двигатель можно представить в виде двух одинаковых двигателей, роторы которых жестко связаны между собой (рис. 4.60, б), при встречном направлении вращения магнитных полей и создаваемых ими моментов Мпр и Мобр . Поле, направление вращения которого совпадает с направлением вращения ротора, называют прямым; поле обратного направления — обратным или инверсным.

Допустим, что направление вращения роторов совпадает с направлением одного из вращающихся полей, например с nпр . Тогда скольжение ротора относительно потока Фпр

Скольжение ротора относительно потока Фобр

Из (4.100) и (4.101) следует, что

Электромагнитные моменты Мпр и Мобр , образуемые прямым и обратным полями, направлены в противоположные стороны, а результирующий момент однофазного двигателя Мрез равен разности моментов при одной и той же частоте вращения ротора.

На рис. 4.61 показана зависимость М = f(s) для однофазного двигателя. Рассматривая рисунок, можно сделать следующие выводы:

а) однофазный двигатель не имеет пускового момента; он вращается в ту сторону, в которую приводится внешней силой; б) частота вращения однофазного двигателя при холостом ходе меньше, чем у трехфазного двигателя, из-за наличия тормозящего момента, образуемого обратным полем;

в) рабочие характеристики однофазного двигателя хуже, чем трехфазного; он имеет повышенное скольжение при номинальной нагрузке, меньший КПД, меньшую перегрузочную способность, что также объясняется наличием обратного поля;

г) мощность однофазного двигателя составляет примерно 2/3 от мощности трехфазного двигателя того же габарита, так как в однофазном двигателе рабочая обмотка занимает только 2/3 пазов статора. Заполнять все пазы статора

Рис. 4.61. Механическая характеристика однофазного асинхронного двигателя

так как при этом обмоточный коэффициент получается малым, расход меди возрастает примерно в 1,5 раза, в то время как мощность увеличивается только на 12%.

Пусковые устройства. Чтобы получить пусковой момент, однофазные двигатели имеют пусковую обмотку, сдвинутую на 90 электрических градусов относительно основной рабочей обмотки. На период пуска пусковую обмотку присоединяют к сети через фазосдвигающие элементы — емкость или активное сопротивление. После окончания разгона двигателя пусковую обмотку отключают, при этом двигатель продолжает работать как однофазный. Поскольку пусковая обмотка работает лишь короткое время, ее изготовляют из провода меньшего сечения, чем рабочую, и укладывают в меньшее число пазов.

Подробно рассмотрим процесс пуска при использовании в качестве фазосдвигающего элемента емкости С (рис. 4.62, а). На пусковой обмотке П напряжение
Ú1п = Ú1ÚC = Ú1 +1пXC, т. е. оно сдвинуто по фазе относительно напряжения сети U1 , приложенного к рабочей обмотке Р. Следовательно, векторы токов в рабочей I и пусковой I1побмотках сдвинуты по фазе на некоторый угол. Выбирая определенным образом емкость фазосдвигающего конденсатора, можно получить режим работы при пуске, близкий к симметричному (рис. 4.62, б), т. е. получить круговое вращающееся поле. На рис. 4.62, в показаны зависимости М = f(s) для двигателя при включенной (кривая 1) и выключенной (кривая 2) пусковой обмотке. Пуск двигателя осуществляется на части аb характеристики 1; в точке bпусковая обмотка выключается, и в дальнейшем двигатель работает на части сО характеристики 2.

Поскольку включение второй обмотки существенно улучшает механическую характеристику двигателя, в некоторых случаях применяют однофазные двигатели, в которых обмотки А и В

Рис. 4.62. Схема однофазного асинхронного двигателя с конденсаторным пуском (а), его векторная диаграмма (б) и механическая характеристика (в)
Рис. 4.63. Схема конденсаторного асинхронного двигателя (a) и его механическая характеристика (б)

включены все время (рис. 4.63, а). Такие двигатели называют конденсаторными.

Обе обмотки конденсаторных двигателей занимают, как правило, одинаковое число пазов и имеют одинаковую мощность. При пуске конденсаторного двигателя для увеличения пускового момента целесообразно иметь увеличенную емкость Ср + Сп . После разгона двигателя по характеристике 2 (рис. 4.63,б) и уменьшения тока часть конденсаторов Сн отключают, чтобы при номинальном режиме (когда ток двигателя становится меньшим, чем при пуске) увеличить емкостное сопротивление и обеспечить работу двигателя в условиях, близких к работе при круговом вращающемся поле. При этом двигатель работает на характеристике 1.

Конденсаторный двигатель имеет высокий cos φ. Недостатками его являются сравнительно большая масса и габариты конденсатора, а также возникновение несинусоидального тока при искажениях питающего напряжения, которое в ряде случаев приводит к вредному воздействию на линии связи.

При легких условиях пуска (небольшой нагрузочный момент в пусковой период) применяют двигатели с пусковым сопротивлением R (рис. 4.64, а). Наличие активного сопротивления в цепи пусковой обмотки обеспечивает меньший сдвиг фаз φп между напряжением и током в этой обмотке (рис. 4.64, б), чем сдвиг фаз φр в рабочей обмотке. В связи с этим токи в рабочей и пусковой обмотках оказываются сдвинутыми по фазе на угол φр — φп и образуют несимметричное (эллиптическое) вращающееся поле, благодаря которому и возникает пусковой момент. Двигатели с пусковым сопротивлением надежны в эксплуатации в выпускаются серийно. Пусковое сопротивление встраивают в корпус двигателя и охлаждают тем же воздухом, который охлаждает весь двигатель.

Рис. 4.64. Схема однофазного асинхронного двигателя с пусковым сопротивлением (а) и его векторная диаграмма (б)

Однофазные микродвигатели с экранированными полюсами. В этих двигателях обмотку статора, подсоединяемую к сети, выполняют обычно сосредоточенной и укрепляют на явно-выраженных полюсах (рис. 4.65, а), листы которых штампуют совместно со статором. В каждом полюсе один из наконечников охватывается вспомогательной обмоткой, состоящей из одного или нескольких короткозамкнутых витков, которые экранируют от 1/5 до 1/2 полюсной дуги. Ротор двигателя — короткозамкнутый обычного типа.

Магнитный поток машины, создаваемый обмоткой статора (поток полюса), можно представить в виде суммы двух составляющих (рис. 4.65, б) Фп = Фп1 + Фп2 , где Фп1 — поток, проходящий через часть полюса, не охваченную короткозамкну-тым витком; Фп2 — поток, проходящий через часть полюса, экранированную короткозамкнутым витком.

Потоки Фп1 и Фп2 проходят через различные части полюсного наконечника, т. е. смещены в пространстве на угол β. Кроме того, они сдвинуты по фазе относительно МДС Fп обмотки статора на различные углы — γ1 и γ2 . Это объясняется тем, что каждый полюс описываемого двигателя можно рассматривать в первом приближении как трансформатор, первичной обмоткой которого является обмотка статора, а вторичной — короткозамкнутый виток. Поток обмотки статора индуцирует в короткозамкнутом витке ЭДС Eк (рис. 4.65, в), вследствие чего возникает ток Iк и МДС Fк, складывающаяся с МДС Fп обмотки статора. Реактивная составляющая тока Iкуменьшает поток Фп2 , а активная — смещает его по фазе относительно МДС Fп . Так как поток Фп1 не охватывает короткозамкнутый виток, угол γ1 имеет сравнительно небольшое значение (4—9°) — примерно такое же, как угол сдвига фаз между потоком трансформатора и МДС первичной обмотки в режиме холостого хода. Угол γ2 значительно больше (около 45°), т. е. такой, как в трансформаторе со вторичной обмоткой, замкнутой накоротко (например, в измерительном трансформаторе тока). Это объясняется тем, что потери мощности, от которых зависит угол γ2 , определяются не только магнитными потерями мощности в стали, но и электрическими потерями в короткозамкнутом витке.

Рис. 4.65. Конструктивные схемы однофазного двигателя с экранированными полюсами и его
векторная диаграмма:
1 — статор; 2 — обмотка статора; 3 —короткозамкнутый
виток; 4 — ротор; 5 – полюс

Потоки Фп1 и Фп2 , смещенные в пространстве на угол β и сдвинутые по фазе во времени на угол γ = γ2 — γl , образуют эллиптическое вращающееся магнитное поле (см. гл. 3), которое воздает вращающий момент, действующий на ротор двигателя в направлении от первого полюсного наконечника, не охватываемого короткозамкнутым витком, ко второму наконечнику (в соответствии с чередованием максимумов потоков «фаз»).

Для увеличения пускового момента рассматриваемого двигателя путем приближения его вращающегося поля к круговому применяют различные способы: устанавливают между полюсными наконечниками смежных полюсов магнитные шунты, которые усиливают магнитную связь между основной обмоткой и короткозамкнутым витком и улучшают форму магнитного поля в воздушном зазоре; увеличивают воздушный зазор под наконечником, не охватываемым короткозамкнутым витком; используют два и большее количество коротко-замкнутых витков на одном наконечнике с разными углами охвата. Имеются также двигатели без короткозамкнутых витков на полюсах, но с несимметричной магнитной системой: различной конфигурацией отдельных частей полюса и разными воздушными зазорами. Такие двигатели имеют меньший пусковой момент, чем двигатели с экранированными полюсами, но КПД их выше, так как у них отсутствуют потери мощности в короткозамкнутых витках.

Рассмотренные конструкции двигателей с экранированными полюсами являются нереверсивными. Для осуществления ревер­са в таких двигателях вместо короткозамкнутых витков применяют катушки В1, В2, В3 и В4 (рис. 4.65, в), каждая из которых охватывает половину полюса. Замыкая накоротко пару катушек В1 и В4 или В2 и В3,можно экранировать одну или другую половину полюса и изменять таким образом направление вращения магнитного поля и ротора.

Двигатель с экранированными полюсами имеет ряд существенных недостатков: сравнительно большие габаритные размеры и массу; низкий cos φ ≈ 0,4 ÷ 0,6; низкий КПД η = 0,25 ÷ 0,4 из-за больших потерь в короткозамкнутом витке; небольшой пусковой момент и др. Достоинствами двигателя являются простота конструкции и вследствие этого высокая надежность в эксплуатации. Благодаря отсутствию зубцов на статоре шум двигателя незначителен, поэтому он часто употребляется в устройствах по воспроизводству музыки и речи.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Однофазные асинхронные двигатели – машины небольшой мощности, которые по конструктивному исполнению напоминают аналогичные трехфазные электродвигатели с короткозамкнутым ротором.

Однофазные асинхронные двигатели отличаются от трехфазных двигателей устройством статора, где в пазах магнитопровода находится двухфазная обмотка, состоящая из основной, или рабочей, фазы с фазной зоной 120 эл. град и выводами к зажимам с обозначениями С1 и С2, и вспомогательной, или пусковой, фазы с фазной зоной 60 эл. град и выводами к зажимам с обозначениями В1 и В2 (рис. 1).

Магнитные оси этих фаз обмотки смещены относительно друг друга па угол 0 = 90 эл. град. Одна рабочая фаза, присоединенная к питающей сети переменного напряжения, не может вызвать вращения ротора, так как ток ее возбуждает переменное магнитное поле с неподвижной осью симметрии, характеризуемое гармонически изменяющейся во времени магнитной индукцией.

Рис. 1. Схема включения однофазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Это поле можно представить двумя составляющими – одинаковыми круговыми магнитными полями прямой и обратной последовательностей, вращающимися с магнитными индукциями, вращающимися в противоположные стороны с одной и той же скоростью. Однако при предварительном разгоне ротора в необходимом направлении он при включенной рабочей фазе продолжает вращаться в том же направлении.

По этой причине пуск однофазного двигателя начинают с разгона ротора путем нажатия пусковой кнопки, вызывающего возбуждение токов в обеих фазах обмотки статора, которые сдвинуты по фазе на величину, зависящую от параметров фазосдвигающего устройства Z, выполненного в виде резистора, индуктивной катушки или конденсатора, и элементов электрических цепей, в которые входят рабочая и пусковая фазы обмотки статора. Эти токи побуждают в машине вращающееся магнитное поле с магнитной индукцией в воздушном зазоре, которая периодически и монотонно изменяется в пределах максимального и минимального значений, а конец ее вектора описывает эллипс.

Это. эллиптическое вращающееся магнитное поле находит в проводниках короткозамкнутой обмотки ротора ЭДС и токи, которые, взаимодействуя с этим полем, обеспечивают разгон ротора однофазного двигателя в направлении вращения поля, и он в.течение нескольких секунд достигает почти номинальной скорости.

Отпускание пусковой кнопки переводит электродвигатель с двухфазного режима на однофазный, поддерживаемый в дальнейшем соответствующей составляющей переменного магнитного поля, которая при своем вращении несколько опережает вращающийся ротор из-за скольжения.

Своевременное отключение пусковой фазы обмотки статора однофазного асинхронного двигателя от питающей сети необходимо в связи с ее конструктивным исполнением, предусматривающим кратковременный режим работы – обычно до 3 с, что исключает длительное пребывание ее под нагрузкой в связи с недопустимым перегревом, сгоранием изоляции и выходом из строя.

Повышение надежности эксплуатации однофазных асинхронных двигателей обеспечивают встраиванием в корпус машин центробежного выключателя с размыкающими контактами, присоединенными к зажимам с обозначениями ВЦ и В2, и теплового реле с аналогичными контактами, имеющими выводы с обозначениями РТ и С1 (рис. 2, в, г).

Центробежный выключатель автоматически отключает пусковую фазу обмотки статора, присоединенную к зажимам с обозначениями В1 и В2 при достижении ротором скорости, близкой к номинальной, а тепловое реле — обе фазы обмотки статора от питающей сети, когда нагрев их окажется выше допустимого.

Перемена направления вращения ротора достигается изменением направления тока в одной из фаз обмотки статора при пуске путем переключения пусковой кнопки и перестановки металлической пластины на зажимах электродвигателя (рис. 2, а, б) или только перестановкой двух аналогичных пластин (рис. 2, в, г).

Рис. 2. Маркировка зажимов фаз обмотки статора однофазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и их соединение для вращения ротора: а, в – правого, б, г – левого.

Сравнение технических характеристик однофазных и трехфазных асинхронных двигателей

Однофазные асинхронные двигатели отличаются от аналогичных по номинальной мощности трехфазных машин пониженной кратностью начального пускового момента k п = M п / M ном и повышенной кратностью пускового тока ki = Mi / M ном которые для однофазных электродвигателей с пусковой фазой обмотки статора, имеющей повышенное сопротивление постоянному току и. меньшую индуктивность, чем рабочая фаза, имеют значения k п – 1,0 – 1,5 и ki = 5 – 9.

Пусковые характеристики однофазных асинхронных двигателей хуже аналогичных характеристик трехфазных асинхронных двигателей в связи с тем, что возбуждаемое при пуске однофазных машин с пусковой фазой обмотки статора эллиптическое вращающееся магнитное поле, эквивалентное двум неодинаковым круговым вращающимся магнитным полям – прямому и обратному, вызывает появление тормозного эффекта.

Подбором параметров элементов электрических цепей рабочей и пусковой фаз обмотки статора можно обеспечить при пуске возбуждение кругового вращающегося магнитного поля, что возможно при фазосдвигающем элементе, выполненном в виде конденсатора соответствующей емкости.

Так как разгон ротора вызывает изменение параметров цепей машины, вращающееся магнитное поле из кругового переходит в эллиптическое, ухудшая этим пусковые характеристики двигателя. Поэтому при скорости около 0,8 номинальной пусковую фазу обмотки статора электродвигателя отключают вручную или автоматически, в результате чего двигатель переходит на однофазный режим работы.

Однофазные асинхронные двигатели с пусковым конденсатором имеют кратность начального пускового момента kп = 1,7 – 2,4 и кратность начального пускового тока ki = 3 – 5.

Двухфазные асинхронные двигатели

В двухфазных асинхронных двигателях обе фазы обмотки статора с фазными зонами по 90 эл. град являются рабочими. Они расположены в пазах магнитопровода статора так, что их магнитные оси образуют угол 90 эл. град. Эти фазы обмотки статора отличаются друг от друга не только числом витков, но и номинальными напряжениями и токами, хотя при номинальном режиме двигателя полные мощности их одинаковы.

В одной из фаз обмотки статора постоянно находится конденсатор Ср (рис. 3, а), который в условиях номинального режима двигателя обеспечивает возбуждение кругового вращающегося магнитного поля. Емкость этого конденсатора определяют по формуле:

C р = I1 sinφ1 / 2πfUn 2

где I1 и φ1 – соответственно ток и сдвиг фаз между напряжением и током цепи фазы обмотки статора без конденсатора при круговом вращающемся магнитном поле, I и U – соответственно частота переменного тока и напряжение питающей сети, n – коэффициент трансформации – отношение эффективных чисел витков фаз обмотки статора соответственно с конденсатором и без него, определяемое по формуле

n = k об2 w 2 / k об1 w 1

где k об2 и k об1 – обмоточные коэффициенты соответствующих фаз обмотки статора с числом витков w 2 и w1.

Напряжение на зажимах конденсатора Uc, включенного последовательно с фазой обмотки статора двухфазного асинхронного двигателя, при круговом вращающемся магнитном поле выше напряжения сети U и определяется так:

Переход к нагрузке двигателя, отличной от номинальной, сопровождается изменением вращающегося магнитного поля, которое вместо кругового становится эллиптическим. Это ухудшает рабочие свойства двигателя, а при пуске снижает начальный пусковой момент до Мп M ном, ограничивая этим применение двигателей с постоянно включенным конденсатором только в установках с легкими условиями пуска.

Для повышения начального пускового момента параллельно рабочему конденсатору Ср включают пусковой конденсатор Сп (рис. 3, б), емкость которого намного больше емкости рабочего конденсатора и зависит от кратности начального пускового момента, которая может быть доведена до двух и более.

Рис. 3. Схемы включения двухфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором: а – спостоянно присоединенным конденсатором, б – с рабочим и пусковым конденсаторами.

После разгона ротора до скорости 0,6 – 0,7 номинальной пусковой конденсатор отключают для избежания перехода кругового вращающегося магнитного поля в эллиптическое, ухудшающее рабочие характеристики двигателя.

Пусковой режим таких конденсаторных двигателей характеризуется такими показателями: k п = 1,7 – 2,4 и k i = 4 – 6.

Конденсаторные двигатели отличаются лучшими энергетическими показателями, чем однофазные двигатели с пусковой фатой обмотки статора, я коэффициент мощности их, благодаря применению конденсаторов, выше, чем у трехфазных двигателей одинаковой мощности.

Универсальные асинхронные двигатели

В установках автоматического управления применяют универсальные асинхронные двигатели — трехфазные машины малой мощности, которые присоединяют к трехфазной или однофазной сети. При питании от однофазной сети пусковое и рабочие характеристики двигателей несколько хуже, чем при использовании их в трехфазном режиме.

Универсальные асинхронные двигатели серии УАД изготовляют двух- и четырехполюсными, которые при трехфазном режиме имеют номинальную мощность от 1,5 до 70 Вт, а при однофазном режиме – от 1 до 55 Вт и работают от сети переменного напряжения частотой 50 Гц с кпд η = 0,09 – 0.65.

Однофазные асинхронные двигатели с расщепленными или экранированными полюсами

В однофазных асинхронных двигателях с расщепленными или экранированными полюсами, каждый полюс расщеплен глубоким пазом па две неравные части и несет на себе однофазную обмотку, охватывающую весь магнитопровод полюса, и короткозамкнутые витки, расположенные на его меньшей части.

Ротор у этих двигателей имеет короткозамкнутую обмотку. Включение обмотки статора на синусоидальное напряжение сопровождается установлением в ней тока и возбуждением переменного магнитного поля с неподвижной осью симметрии, которое наводит в короткозамкнутых витках соответствующие эдс и токи.

Под влиянием токов короткозамкнутых витков соответствующая им м. д. с, возбуждает магнитное поле, препятствующее усилению и ослаблению основного магнитного поля в экранированных частых полюсов. Магнитные поля экранированных и неэкранированных частей полюсов не совпадают по фазе во времени и, будучи смещенными в пространстве, образуют результирующее эллиптическое вращающееся магнитное поле, перемещающее в направлении от магнитной оси неэранированной части полюса к магнитной оси его экранированной части.

Взаимодействие этого поля с токами, индуктированными в обмотке ротора, вызывает появление начального пускового момента Мп = (0,2 – 0,6) Мном и разгон ротора до номинальной скорости, если тормозной момент приложенный к валу двигателя, не превышает начальный пусковой момент.

С целью увеличения начального пускового и максимального моментов однофазных асинхронных двигателях с расщепленными или экранированными полюсами между их полюсами располагают магнитные шунты из листовой стали, что приближает вращающееся магнитное поле к круговому.

Двигатели с расщепленными полюсами являются нереверсивными устройствами, допускающими частые пуски, внезапную остановку и могут длительное время находиться в заторможенном состоянии. Их изготовляют двух- и четырехполюсными номинальной мощностью от 0,5 до 30 Вт, а при усовершенствованной конструкции до 300 Вт для работы от сети переменного напряжения частотой 50 Гц с кпд η ном = 0,20 – 0,40.
Читайте также: Сельсины: назначение, устройство, принцип действия

Двигатель однофазный функционирует за счёт переменчивого электротока и подключается к сети с одной фазой. Линия должна иметь напряжённость 220 В и частоту 50 Гц.

Выпускаются модификации с мощностью от 5 Вт — 10 кВт.

Электромоторы этого вида находят применение в маломощных аппаратах:

  • бытовой технике;
  • вентиляторах;
  • насосах;
  • станках и т. п.

Значения КПД, силы и отправного момента у однофазных двигателей значительно ниже, нежели у трехфазных приборов тех же объёмов. Перегрузочная способность, кроме того, больше у моторов с 3 фазами. Таким образом, мощность однофазного приспособления не превосходит 70% силы трехфазного того же объёма.

Устройство однофазного двигателя

По сути, имеет 2 фазы, однако, работу осуществляет лишь один из них, по этой причине двигатель именуют однофазным. Как и все без исключения электромашины, однофазный двигатель складывается из 2 элементов: неподвижной (статор) и мобильной (ротор). Предполагает собой асинхронный электромотор, неподвижной частью которого является одна основная работающая обмотка, подключаемая к источнику переменного тока. К мощным граням двигателя этого вида можно причислить несложность системы, представляющую собой ротор с замкнутой обмоткой. К минусам — низкие значения отправного момента и КПД.

Главный недостаток однофазного тока — невозможность генерации им магнитного поля, исполняющего вращение. По этой причине однофазный электромотор не запустится сам при подсоединении к сети.

В теории электромашин функционирует принцип: чтобы появилось магнитное поле, крутящее ротор, в статоре должно быть 2 обмотки (фазы). Необходимо, кроме того, смещение одной обмотки на определённый ракурс относительно другой.

В период работы совершается обтекание обмоток неустойчивыми электрическими полями:

  1. В неподвижном месте однофазного двигателя находится так именуемая отправная электрообмотка. Она смещена на 90 градусов по отношению к основной рабочей.
  2. Сдвиг токов можно приобрести, включив в цепь фазосдвигающий элемент. Для этого могут применяться активные резисторы, катушки индукции и конденсаторы.
  3. В качестве основы для статоров и роторов применяется электротехническая сталь — 2212.

Неверно называть монофазными такие электродвигатели, которые по собственному строению считаются 2- и 3-фазными, однако, подсоединяются к однофазному источнику посредством методик согласования (конденсаторные электромоторы). Эти две фазы таких приборов считаются рабочими и включены все время.

Разновидности и применение

Моторы однофазные 220 В обширно применяются в разнообразном промышленном и бытовом оснащении.

Существуют 2 наиболее востребованных разновидности данных приборов:

Последние по собственной конструкции наиболее просты, но обладают рядом недочётов, из числа которых можно выделить трудности с переменой частоты и направления верчения ротора. Мощность этого мотора зависит от конструктивных отличительных черт и может колебаться от 5 до 10 кВт. Его ротор предполагает короткозамкнутую обмотку — алюминиевые или медные стержни, которые замкнуты с торцов.

Как правило, электромотор асинхронный однофазный снабжён 2-мя смещёнными на 90 ° друг к другу обмотками. При этом основная обмотка захватывает существенную часть пазов, а дополнительная (пусковая) захватывает оставшийся участок. Своё наименование электродвигатель асинхронный приобрёл лишь потому, что он содержит только лишь одну рабочую обмотку.

Протекающий по основной обмотке переменный электроток формирует магнитное меняющееся поле. Оно складывается из 2 слоёв равной амплитуды, вращение которых совершается навстречу друг другу. По закону индукции, изменяющийся в закрытых витках электромагнитный поток в роторах образует индукционный ток, который действует с полем, порождающим его. В случае если ротор в неподвижном состоянии, моменты сил на него равны и в результате он остаётся недвижимым.

При вращении ротора нарушится равенство момента сил, таким образом, движение его витков по отношению к крутящимся магнитным полям будет разным. Таким образом, функционирующая на роторные витки от непосредственного магнитного поля сила Ампера будет значительно больше, чем с края противоположного поля.

Схема запуска

В витках ротора индуктивный электроток может появляться только вследствие пересечения ими насильственных направлений магнитного поля. Их вращение должно реализоваться с быстротой чуть менее частоты верчения поля. Непосредственно отсюда и вышло название — асинхронный электродвигатель. Вследствие повышения механической перегрузки уменьшается быстрота верчения, увеличивается индуктивный электроток в роторных витках. А кроме того, увеличивается механическая мощность мотора и переменного тока, который он употребляет.

Принцип действия:

  1. Благодаря току появляется импульсное магнитное поле в статоре электромотора. Это поле возможно рассматривать как 2 различных поля, которые вращаются разнонаправленно и имеют похожие амплитуды и частоты.
  2. Если ротор располагается в неподвижном состоянии, данные поля приводят к появлению одинаковых по модулю, но разнонаправленных факторов.
  3. Если у двигателя отсутствуют особые начальные механизмы, в этом случае при старте результирующий момент станет равный нулю, а, следовательно — двигатель не будет вертеться.
  4. Если же ротор приведён в обращение в любую сторону, в таком случае соответствующий момент приступает доминировать, а следовательно, ось двигателя продолжит вертеться в определённом направлении.

Пуск выполняется магнитным полем, что крутит мобильную часть двигателя. Оно формируется 2 обмотками: основной и дополнительной. Заключительная обмотка имеет минимальный объем и считается пусковой. Она подключается к главной электрической сети через имеющуюся ёмкость или индуктивность. Подсоединение осуществляется только лишь в период запуска. В моторах с невысокой мощностью отправная фаза замкнута накоротко.

Запуск мотора осуществляют удержанием пусковой клавиши на несколько секунд, вследствие чего совершается разгон ротора. В период отпускания пусковой клавиши электродвигатель с двухфазного режима передаётся в однофазовый режим и его работа удерживается нужной компонентой переменчивого магнитного поля.

Отправная фаза рассчитана на временную работу — как правило, до 3 с. Более продолжительное время пребывания под нагрузкой может послужить причиной к перегреву, возгоранию изоляции и неисправности приспособления. Поэтому немаловажно своевременно освободить пусковую клавишу. С целью увеличения надёжности в корпус двигателей встраивают центробежный коммутатор и термическое реле.

Роль центробежного выключателя состоит в выключении пусковой фазы, если ротор наберёт скорость. Это происходит автоматом — без вмешательства. Тепловое реле отключает фазы обмотки, если они нагреваются свыше допустимого.

Работа механизма

Для работы устройства необходима 1 фаза с усилием 220 В. Это значит, что подсоединить его можно в домашнюю розетку. Непосредственно в этом причина известности двигателя среди населения. В абсолютно всех домашних устройствах, от соковыжималки до шлифующей машины, установлены механизмы такого типа.

Имеется 2 вида электромоторов: с пусковой обмоткой и с конденсатором.

  1. В первом виде приборов отправная обмотка функционирует с помощью конденсатора только в период старта. Уже после достижения техникой обычной скорости она выключается, и деятельность продолжается с 1 обмоткой.
  2. Во втором случае для двигателей с рабочим конденсатором, дополнительная электрообмотка подключена через конденсатор все время.

Электродвигатель может быть взят с одного устройства и включён к другому. К примеру, надёжный однофазный двигатель от стиральной машины либо пылесоса может применяться для работы газонокосилки, станка и т. д.

Схема подключения однофазного асинхронного двигателя:

  1. В 1 схеме работа запускающей обмотки производится с помощью конденсатора и только лишь в период пуска.
  2. 2 модель также учитывает временное подсоединение, но оно совершается через сопротивление, а не через холодильник.
  3. 3 модель считается наиболее популярной. В рамках этой схемы холодильник постоянно подключен к источнику электричества, а не только лишь в период старта.

Подключение мотора с пусковым противодействием

Дополнительная обмотка подобных приборов имеет высокое интенсивное противодействие. Для пуска электромашины этого вида может быть применён пусковой резистор. Его необходимо поочерёдно подсоединить к пусковой обмотке. Подобным способом можно приобрести сдвиг фаз в 30° меж токами обмоток, чего станет абсолютно достаточно для старта приспособления.

Помимо этого, сдвиг фаз может быть приобретён посредством применения пусковой фазы с огромным значением противодействия и наименьшей индуктивностью. У такого рода обмотки меньшее число витков и тоньше кабель.

Подключение двигателя с конденсаторным пуском

У этих электромашин отправная цепь включает конденсатор и вводится только лишь в период старта.

Для свершения наибольшего значения отправного момента необходимо циркулярное магнитное поле, что осуществляет оборот. Для того чтобы оно появилось, токи обмоток должны быть направлены на 90° друг к другу. Подобные фазосдвигающие компоненты, как резистор и дроссель, не гарантируют нужный сдвиг фаз. Только лишь вовлечение в цепь конденсатора даёт возможность приобрести сдвиг фаз 90°, если верно выбрать ёмкость.

Определить нужные провода и то, к какой обмотке они причисляются, можно посредством замера противодействия. У рабочей обмотки значение противодействия постоянно меньше (12 Ом), чем у пусковой обмотки (30 Ом). В соответствии с этим сечение провода основной обмотки больше, чем у пусковой.

Конденсатор подбирается согласно употребляемому двигателем току. К примеру, в случае если ток равен 1,4 А, то нужен конденсатор 6 мкФ.

Контроль функциональности

Ниже перечислены все дефекты, говорящие о вероятных проблемах с мотором, их причиной могла быть некорректная эксплуатация либо перегруженность:

  1. Неисправная опора или монтажные щели.
  2. В середине двигателя потемнела окраска (показывает на перегрев).
  3. Через щели в корпусе внутрь аппарата втянуты сторонние вещества.

Чтобы проконтролировать функциональность двигателя, необходимо включить его сначала на 1 минуту, а потом предоставить потрудиться приблизительно 15 минут.

Если уже после этого мотор окажется тёплым, то:

  • вероятно, подшипники загрязнились, зажались либо попросту износились;
  • причина может быть в очень повышенной ёмкости конденсатора.

Отключите конденсатор и опустите мотор вручную: в случае если он прекратит прогреваться — следует сократить конденсаторную ёмкость.

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

Производство вращающегося поля

Рассмотрим две обмотки «A» и «B», смещенные таким образом, что они создают магнитное поле на 90 ° друг от друга в пространстве. Результатом этих двух полей является вращающееся магнитное поле постоянной величины & phiv; м . Неоднородное магнитное поле создает неоднородный крутящий момент, который делает работу двигателя шумной и влияет на пусковой крутящий момент.


Рисунок: Создание однородного магнитного поля.

Принцип пуска

Однофазный асинхронный двигатель состоит из однофазной обмотки на статоре и клеточной обмотки на роторе. Когда к обмотке статора подключен однофазный источник питания, создается пульсирующее магнитное поле. В пульсирующем поле ротор не вращается по инерции. Следовательно, однофазный асинхронный двигатель не запускается автоматически и требует определенных средств запуска. Были предложены две теории для определения характеристик однофазного асинхронного двигателя.

  1. Теория двойного вращающегося поля.
  2. Теория кросс-поля.

Теория двойного вращающегося поля

Эта теория для однофазной среды утверждает, что стационарное пульсирующее магнитное поле может быть разделено на два RMF, каждая из которых имеет одинаковую величину, но вращается в противоположном направлении.

Асинхронная машина реагирует на каждое магнитное поле отдельно, и чистый крутящий момент в двигателе равен некоторой части крутящего момента, создаваемого каждым из двух магнитных полей.

Уравнение переменного магнитного поля, ось которого зафиксирована в пространстве:

β max - максимальное значение плотности потока синусоидально распределенного воздушного зазора. «B» представляет уравнение вращающегося поля, движущегося в положительном направлении α, а «A» представляет уравнение вращающегося поля, движущегося в положительном направлении. Поле, движущееся в положительном направлении α, называется полем, вращающимся вперед, а в направлении отрицательного α - полем, вращающимся назад.

Таким образом, делается вывод, что стационарное пульсирующее магнитное поле может быть разрешено за счет двух вращающихся магнитных полей, оба одинаковой величины и движущихся с синхронной скоростью в противоположном направлении с той же частотой, что и стационарное магнитное поле.

Теория, основанная на таком разрешении переменного поля на два поля, вращающихся в противоположных направлениях, называется теорией поля с двойным вращением и однофазной индукционной машины.

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

A Однофазный асинхронный двигатель состоит из однофазной обмотки, которая установлена ​​на статоре двигателя, и обмотки клетки, размещенной на роторе.Пульсирующее магнитное поле создается, когда обмотка статора однофазного асинхронного двигателя, показанного ниже, получает питание от однофазного источника питания.

Слово «Пульсация» означает, что поле, нарастающее в одном направлении, падает до нуля, а затем нарастает в противоположном направлении. В этих условиях ротор асинхронного двигателя не вращается. Следовательно, однофазный асинхронный двигатель не запускается самостоятельно. Для этого требуются специальные пусковые средства.

Если 1 фазная обмотка статора возбуждена и ротор двигателя вращается вспомогательными средствами, а пусковое устройство затем снимается, двигатель продолжает вращаться в том направлении, в котором он был запущен.

Характеристики однофазного асинхронного двигателя анализируются с помощью двух теорий. Один известен как теория двойного вращающегося поля , а другой - теория перекрестного поля . Обе теории схожи и объясняют причину возникновения крутящего момента при вращении ротора.

Теория двойного вращающегося поля однофазного асинхронного двигателя

Теория двойного вращающегося поля однофазного асинхронного двигателя утверждает, что пульсирующее магнитное поле разделяется на два вращающихся магнитных поля.Они равны по величине, но противоположны по направлениям. Асинхронный двигатель реагирует на каждое из магнитных полей отдельно. Чистый крутящий момент в двигателе равен сумме крутящего момента каждого из двух магнитных полей.

Уравнение переменного магнитного поля имеет вид

Где βmax - максимальное значение плотности потока синусоидально распределенного воздушного зазора, создаваемого правильно распределенной обмоткой статора, по которой проходит переменный ток с частотой ω, а α - пространственный угол смещения, измеренный от оси обмотки статора.

Как известно,

Итак, уравнение (1) можно записать как

Первый член правой части уравнения (2) представляет вращающееся поле, движущееся в положительном направлении α. Это поле известно как поле прямого вращения. Точно так же второй член показывает вращающееся поле, движущееся в отрицательном направлении α и известное как поле обратного вращения.

Направление, в котором первоначально запускается однофазный двигатель, называется положительным направлением.Оба вращающихся поля вращаются с синхронной скоростью. ω с = 2πf в обратном направлении. Таким образом, пульсирующее магнитное поле разделяется на два вращающихся магнитных поля. Оба они равны по величине и противоположны по направлению, но с одинаковой частотой.

В состоянии покоя наведенные напряжения в результате равны и противоположны; два момента также равны и противоположны. Таким образом, чистый крутящий момент равен нулю, и, следовательно, однофазный асинхронный двигатель не имеет пускового крутящего момента.

Однофазный асинхронный двигатель

- принцип работы и конструкция

Однофазные двигатели - наиболее известные из полностью электрических двигателей, потому что они широко используются в бытовой технике, магазинах, офисах и т. Д.

Это правда, что однофазные двигатели менее эффективный заменитель трехфазных двигателей, но трехфазное питание обычно недоступно, за исключением крупных коммерческих и промышленных предприятий.

Работа однофазного асинхронного двигателя

В отличие от трехфазных асинхронных двигателей, однофазные асинхронные двигатели не запускаются самостоятельно.Причина этого очень интересна.

Почему однофазный асинхронный двигатель не запускается автоматически?

Однофазный асинхронный двигатель имеет распределенную обмотку статора и короткозамкнутый ротор .

При питании от однофазного источника питания обмотка статора создает только переменный магнитный поток (или поле), то есть переменный только вдоль одной пространственной оси.

Это не синхронно вращающийся (или вращающийся) поток, как в случае двух- или трехфазной обмотки статора, питаемой от двух- или трехфазного источника питания.

Теперь переменный или пульсирующий поток, действующий на неподвижный ротор с короткозамкнутым ротором, не может производить вращение (только вращающийся поток может производить вращение). Вот почему однофазный двигатель не запускается автоматически.

Однако, если ротору такой машины дать начальный запуск вручную (или небольшой двигатель) или иным образом в любом направлении, то немедленно возникает крутящий момент, и двигатель ускоряется до своей конечной скорости ( если приложенный крутящий момент не слишком высок).

Это своеобразное поведение двигателя было объяснено с помощью двух теорий, приведенных ниже.

  1. Двухпольная или двухпольная теория вращения
  2. Теория перекрестных полей .

Кратко будет рассмотрена только теория вращения двойного поля.

Теория вращения двойного поля

Эта теория использует идею о том, что переменная одноосная величина может быть представлена ​​двумя противоположно вращающимися векторами половинной величины.

Итак, переменный синусоидальный поток может быть представлен двумя вращающимися потоками, каждый из которых равен половине значения переменного магнитного потока, и каждый синхронно вращается в противоположных направлениях.

Теория вращения двойного поля

Как показано на рис. (А), пусть переменный поток имеет максимальное значение φ м . Потоки компонентов A и B каждый будут равны φ м /2 , вращающимся против часовой стрелки и по часовой стрелке соответственно.

Через некоторое время, когда A и B повернутся на углы + θ и –θ, как на рис. (B), результирующий поток будет

Результирующий поток = 2 × (φ м /2) sin ( 2θ / 2) = φ м sin θ

После четверти цикла вращения потоки A и B будут иметь противоположное направление, как показано на рис. (C), так что результирующий поток будет равен нулю.

После половины цикла потоки A и B будут иметь результат –2 × (φ м /2) = –φ м .

После трех четвертей цикла результат снова равен нулю, как показано на Рис. (E) и так далее.

Если построить график значений результирующего потока в зависимости от θ в пределах от θ = 0 ° до θ = 360 °, то получится кривая, аналогичная показанной на рисунке.

Переменный поток

Вот почему переменный поток можно рассматривать как состоящий из двух вращающихся потоков, каждый из которых половинной величины и вращается синхронно в противоположных направлениях.

Можно отметить, что если скольжение ротора составляет с по отношению к потоку прямого вращения (т. Е. Тот, который вращается в том же направлении, что и ротор), то его скольжение по отношению к потоку обратного вращения составляет (2- с).

Крутящий момент против скольжения

Каждый из двухкомпонентных потоков при вращении вокруг статора разрезает ротор, индуцирует ЭДС и, таким образом, создает свой собственный крутящий момент.

Очевидно, два момента (называемые прямым и обратным моментами) имеют противоположные направления, так что результирующий или результирующий крутящий момент равен их разности.

Следовательно, T f и T b численно равны, но, будучи противоположно направленными, не создают результирующего крутящего момента. Это объясняет, почему в однофазном двигателе отсутствует пусковой момент.

Однако, если ротор каким-то образом запускается, скажем, по часовой стрелке, крутящий момент по часовой стрелке начинает увеличиваться, и в то же время крутящий момент против часовой стрелки начинает уменьшаться.

Следовательно, существует определенный чистый крутящий момент по часовой стрелке, который разгоняет двигатель до полной скорости.

Как сделать самозапуск однофазного асинхронного двигателя?

Как обсуждалось выше, однофазные асинхронные двигатели не запускаются автоматически, потому что однофазное питание не может создавать вращающееся магнитное поле. Нам требуется двухфазный или трехфазный источник питания для создания вращающегося магнитного поля.

Но мы можем создать вращающееся магнитное поле с помощью двухфазной конструкции.

Итак, мы можем просто сказать, что для самозапуска однофазного асинхронного двигателя мы должны временно преобразовать его в двухфазный двигатель во время его запуска.

Для этой цели статор однофазного асинхронного двигателя снабжен дополнительной обмоткой, известной как пусковой или вспомогательной обмоткой в дополнение к основной или рабочей обмотке .

Две обмотки электрически смещены на 90 градусов и соединены параллельно через однофазное питание.

Он устроен так, что разность фаз между токами в двух обмотках статора (основная и рабочая) очень велика (идеальное значение - 90 градусов).Следовательно, двигатель ведет себя как двухфазный двигатель .

Эти два тока создают вращающийся поток и, следовательно, вызывают самозапуск двигателя.

Разность фаз между токами в основной и рабочей обмотках может быть получена разными способами. Фазового сдвига можно добиться, подключив последовательно к пусковой обмотке сопротивление, индуктивность или емкость.

Как создается фазовый сдвиг?

Разница между током в пусковой и рабочей обмотках в разных однофазных двигателях создается разными способами.

В этом разделе мы рассмотрим, как создается фазовый сдвиг в каждом однофазном двигателе.

Асинхронный двигатель с расщепленной фазой

В асинхронном двигателе с расщепленной фазой разность фаз создается за счет использования обмоток с разным сопротивлением и реактивным сопротивлением в основной и вспомогательной обмотках.

Основная обмотка (рабочая обмотка): низкое сопротивление, но высокая реактивность

Вспомогательная обмотка (пусковая обмотка): высокое сопротивление и низкое реактивное сопротивление

Индукционные двигатели с конденсаторным пуском создают разность фаз между основной обмоткой и вспомогательной обмоткой.

Обычно для этой функции используется конденсатор электролитического типа.

Однофазные асинхронные двигатели

- конструкция и принцип работы

Однофазные асинхронные двигатели:

Однофазный источник питания переменного тока обычно используется для освещения магазинов, офисов, домов, школ и т. Д. Следовательно, вместо двигателей постоянного тока двигатели, которые работают от однофазного переменного тока. поставка широко используются. Эти двигатели переменного тока называются однофазными асинхронными двигателями .Большое нет. отечественных приложений используют однофазных асинхронных двигателей . Здесь мы узнаем , как работает однофазный асинхронный двигатель .

Номинальная мощность этих двигателей очень мала. Некоторые из них представляют собой даже двигатели с дробной мощностью, которые используются в таких устройствах, как маленькие игрушки, маленькие вентиляторы, фены и т. Д. В этой статье объясняется конструкция , принцип работы однофазных асинхронных двигателей .

Конструкция однофазных асинхронных двигателей:

Похож на d.c двигатель, однофазный асинхронный двигатель также имеет две основные части, одну вращающуюся, а другую неподвижную. Стационарная часть в однофазных асинхронных двигателях - это Статор , а вращающаяся часть - Ротор .

Статор имеет многослойную конструкцию, состоящую из штамповок. Штампованные детали размещены на его периферии, чтобы нести обмотку, называемую обмоткой статора, или основной обмоткой. Он возбуждается однофазным источником переменного тока. Ламинированная конструкция сводит к минимуму потери в стали.Штампованные детали изготовлены из кремнистой стали, что минимизирует потери на гистерезис.

Обмотка статора намотана на определенное количество полюсов, т.е. при возбуждении от однофазного источника переменного тока статор создает магнитное поле, которое создает эффект определенного количества полюсов. Количество полюсов, на которые наматывается обмотка статора, определяет синхронную скорость двигателя. Синхронная скорость обозначается как Ns и имеет фиксированную зависимость от частоты питания f и числа полюсов P.Отношение задается формулой

Ns = 120f / p об / мин

Учебник "Электрические машины П.С. Бхимбхры" является лучшим в отрасли. Возьмите его сейчас по очень низкой цене.



Обязательно читать:

Асинхронный двигатель никогда не вращается с синхронной скоростью, а вращается со скоростью, немного меньшей, чем синхронная скорость.Конструкция ротора - беличья клетка. Этот ротор состоит из неизолированных медных или алюминиевых стержней, вставленных в пазы.

Шины постоянно закорочены на обоих концах с помощью токопроводящих колец, называемых концевыми кольцами. Вся конструкция выглядит как клетка, отсюда и название ротор с беличьей клеткой. Конструкция однофазных асинхронных двигателей показана на рисунке ниже:

Поскольку стержни постоянно закорочены друг с другом, сопротивление всего ротора очень мало.Воздушный зазор между статором и ротором должен быть одинаковым и минимальным. Основная особенность этого ротора заключается в том, что он автоматически настраивается на то же количество полюсов, что и обмотка статора. Принципиальная схема двухполюсного однофазного асинхронного двигателя показана на рисунке ниже:

Принцип работы однофазных асинхронных двигателей:

Для двигательного действия должны существовать два потока, которые взаимодействуют друг с другом для создания крутящего момента.В двигателях постоянного тока обмотка возбуждения создает основной поток, в то время как питание постоянного тока, подаваемое на якорь, отвечает за создание потока якоря. Главный магнитный поток и магнитный поток якоря взаимодействуют, создавая крутящий момент.

В однофазном асинхронном двигателе однофазное питание переменного тока подается на обмотку статора. В обмотке статора протекает переменный ток, который создает магнитный поток, также имеющий переменный характер. Этот поток называется основным потоком. Этот поток связан с проводниками ротора и из-за действия трансформатора e.m.f индуцируется в роторе. Индуцированная ЭДС управляет током через ротор, поскольку цепь ротора является замкнутой.

Этот ток ротора создает другой поток, называемый потоком ротора, необходимый для движения. Таким образом, второй магнитный поток создается по принципу индукции из-за наведенной ЭДС, поэтому двигатель называется асинхронным двигателем . В отличие от этого в двигателе постоянного тока для создания магнитного потока якоря требуется отдельное питание якоря. Это важное различие между d.c двигатель и асинхронный двигатель.

Ключевой момент : Еще одно важное различие между ними заключается в том, что - постоянный ток. двигатели самозапускаются, в то время как однофазные асинхронные двигатели не запускаются автоматически. Давайте посмотрим , почему однофазные асинхронные двигатели не являются самозапускающимися с помощью теории, называемой двухоборотной теорией поля .

Настоящее учебное пособие «Электрические машины» П.S. Bhimbhra "является лучшим в отрасли. Купите его сейчас по очень низкой цене.

Обязательно к прочтению:

Теория двойного вращающегося поля в однофазных асинхронных двигателях:

Согласно этой теории, любую переменную величину можно разделить на два вращающихся компонента, которые вращаются в противоположных направлениях, и каждая имеет величину, равную половине максимальной величины переменной величины. В случае однофазных асинхронных двигателей обмотка статора создает переменное магнитное поле с максимальной величиной Φ1m.


Согласно двойному вращающемуся полю теор y, рассмотрите две составляющие потока статора, каждая из которых имеет величину, равную половине максимальной величины магнитного потока статора, то есть (Φ1m / 2). Оба этих компонента вращаются в противоположных направлениях с синхронной скоростью Ns, которая зависит от частоты и полюсов статора.

Пусть Φf - прямая составляющая, вращающаяся против часовой стрелки, а Φb - обратная составляющая, вращающаяся по часовой стрелке.Результат этих двух составляющих в любой момент дает мгновенное значение потока статора в этот момент. Таким образом, результатом этих двух является исходный магнитный поток статора. На рисунке ниже показан поток статора и его две составляющие Φf и Φb.

Вначале оба компонента показаны на рисунке (а) напротив друг друга. Таким образом, результирующее ΦR = 0. Это не что иное, как мгновенное значение магнитного потока статора в начале. После 90 °, как показано на рисунке (b), два компонента поворачиваются таким образом, что оба указывают в одном направлении.

Следовательно, результирующий ΦR является алгебраической суммой величин двух компонентов. Итак, ΦR = (Φ1m / 2) + (Φ1m / 2) = Φ1m. Это не что иное, как мгновенное значение потока статора при 0 = 90 °, как показано на рисунке (c). Таким образом, непрерывное вращение двух компонентов дает исходный переменный магнитный поток статора.


Оба компонента вращаются и, следовательно, режутся проводниками ротора. Из-за отсечения флюса в роторе индуцируется ЭДС, по которой циркулирует ток ротора.Ток ротора создает магнитный поток ротора. Этот поток взаимодействует с передающей составляющей Φf для создания крутящего момента в одном конкретном направлении, например, против часовой стрелки. В то время как поток ротора взаимодействует с обратной составляющей Φb, создавая крутящий момент в направлении по часовой стрелке. Таким образом, если вращающий момент против часовой стрелки положительный, то вращающий момент по часовой стрелке отрицательный.

Вначале эти два момента равны по величине, но противоположны по направлению. Каждый крутящий момент пытается повернуть ротор в собственном направлении.Таким образом, чистый крутящий момент, испытываемый ротором, в начале равен нулю. Следовательно, однофазные асинхронные двигатели не запускаются автоматически. Обеспечивая дополнительный магнитный поток, мы можем запустить двигатель самостоятельно. Некоторые из однофазных асинхронных двигателей с самозапуском - это асинхронный двигатель с конденсаторным пуском, асинхронный двигатель с экранированными полюсами, двигатель с постоянным разделенным конденсатором.

Характеристики крутящего момента и скорости однофазных асинхронных двигателей:

Два противоположно направленных крутящих момента и результирующий крутящий момент могут быть эффективно показаны с помощью характеристики крутящий момент-скорость .


Можно видеть, что при запуске N = 0, и в этот момент результирующий крутящий момент равен нулю. Таким образом, однофазные асинхронные двигатели не являются самозапускающимися. Однако, если ротору дано начальное вращение в любом направлении, результирующий средний крутящий момент увеличивается в направление, в котором изначально вращается ротор, и двигатель начинает вращаться в этом направлении.

Но на практике невозможно придать начальный крутящий момент ротору извне, поэтому в конструкцию однофазных асинхронных двигателей были внесены некоторые изменения, чтобы обеспечить их самозапуск.Другая теория, которая также может быть использована для объяснения , почему однофазный асинхронный двигатель не самозапускается , - это теория перекрестного поля.

Теория кросс-поля в однофазных асинхронных двигателях:

Рассмотрим однофазный асинхронный двигатель с неподвижным ротором, как показано на рисунке ниже. Обмотка статора возбуждается однофазным переменным током. Этот источник питания создает переменный магнитный поток Φs, который действует вдоль оси обмотки статора.Из-за этого потока в проводниках ротора индуцируется ЭДС из-за действия трансформатора.

Поскольку ротор закрыт, эта ЭДС обеспечивает циркуляцию тока через проводники ротора. Направление тока ротора показано на рисунке ниже. Направление тока ротора таково, чтобы противостоять причине, вызывающей его, которой является статор. поток Φs. Теперь можно использовать правило левой руки Флеминга, чтобы найти направление силы, действующей на проводники ротора. Можно видеть, что, когда Φs действует в направлении вверх и увеличивается положительно, проводники слева испытывают силу слева направо, а проводники справа. испытывайте силу справа налево.Таким образом, в целом сила, испытываемая ротором, равна нулю, следовательно, на ротор отсутствует крутящий момент, и ротор не может начать вращаться.

Мы видели, что должны существовать два потока, разделенных некоторым углом, чтобы создать вращающееся магнитное поле. Согласно теории перекрестного поля , поток статора можно разделить на две составляющие, которые взаимно перпендикулярны. Один действует вдоль оси магнитного поля. обмотка статора и др. действует перпендикулярно ей.

Теперь предположим, что ротор получает первоначальный толчок против часовой стрелки.Из-за вращения ротор физически сокращает поток статора, и в роторе индуцируется динамическая ЭДС. Это называется ЭДС скорости или ЭДС вращения. Направление такой ЭДС может быть получено с помощью правила правой руки Флеминга, и эта ЭДС находится в фазе с потоком статора Φs.

Направление ЭДС показано на рисунке ниже. Эта ЭДС обозначается E2N. Эта ЭДС обеспечивает циркуляцию тока через ротор, равный I2N. Этот ток создает собственный поток, называемый потоком ротора Φr. Эта ось Φr находится под углом 90 ° к оси потока статора, поэтому этот поток ротора он назвал поперечным полем.

Учебник "Электрические машины П.С. Бхимбхры" является лучшим в отрасли. Возьмите его сейчас по очень низкой цене.


купить сейчас


Обязательно к прочтению:

Из-за очень высокого реактивного сопротивления ротора ток ротора I2N и Φr отстают от ЭДС вращения почти на 90 °. Таким образом, Φr находится в квадратуре с Φs в пространстве и отстает от Φs на 90 ° по фазе времени. Такие два потока создают вращающееся магнитное поле .

Направление этого вращающегося магнитного поля будет таким же, как направление начального толчка.Таким образом, ротор испытывает крутящий момент в том же направлении, что и вращающееся магнитное поле, то есть в направлении первоначального толчка. Таким образом, в рассматриваемом случае ротор ускоряется против часовой стрелки и в установившемся режиме достигает подсинхронной скорости.

Заключение:

Сегодня мы обсудили принцип работы и конструкцию однофазных асинхронных двигателей . Вы можете скачать эту статью в формате pdf, ppt.

Комментарий ниже для любых запросов.

Однофазный асинхронный двигатель

- конструкция, работа и типы

Однофазный асинхронный двигатель - конструкция, работа и типы однофазных асинхронных двигателей

Однофазные двигатели более предпочтительны, чем трехфазные асинхронные двигатели для бытового использования. , коммерческие приложения. Поскольку от электросети доступно только однофазное питание. Таким образом, в этом типе применения нельзя использовать трехфазный асинхронный двигатель.

В следующем посте мы покажем конструкцию и различные типы однофазных асинхронных двигателей с рабочими характеристиками и приложениями.

Конструкция однофазного асинхронного двигателя

Однофазный асинхронный двигатель аналогичен трехфазному асинхронному двигателю с короткозамкнутым ротором, за исключением того, что на нем установлены однофазные две обмотки (вместо одной трехфазной обмотки в трехфазных двигателях). статор и ротор обмотки клетки размещены внутри статора, который свободно вращается с помощью установленных подшипников на валу двигателя.

Конструкция однофазного асинхронного двигателя аналогична конструкции трехфазного асинхронного двигателя.

Подобно трехфазному асинхронному двигателю, однофазный асинхронный двигатель также состоит из двух основных частей;

Связанная публикация: Машина постоянного тока - конструкция, работа, типы и применение

Статор

В статоре единственная разница заключается в обмотке статора. Обмотка статора однофазная, а не трехфазная.Сердечник статора такой же, как сердечник трехфазного асинхронного двигателя.

В однофазном асинхронном двигателе в статоре используются две обмотки, за исключением асинхронного двигателя с экранированными полюсами. Из этих двух обмоток одна обмотка является основной, а вторая - вспомогательной.

Сердечник статора ламинирован для уменьшения потерь на вихревые токи. Однофазное питание подается на обмотку статора (главную обмотку)

Ротор

Ротор однофазного асинхронного двигателя такой же, как ротор асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.Вместо обмотки ротора используются стержни ротора, которые замыкаются на конце концевыми кольцами. Следовательно, он проходит полный путь в цепи ротора. Стержни ротора прикреплены к концевым кольцам для увеличения механической прочности двигателя.

Прорези ротора наклонены под некоторым углом, чтобы избежать магнитного сцепления. К тому же это использовалось для того, чтобы мотор работал плавно и тихо.

На следующем рисунке показаны статор и ротор однофазного асинхронного двигателя.

Работа однофазного асинхронного двигателя

Однофазное питание переменного тока подается на обмотку статора (главную обмотку).Переменный ток, протекающий через обмотку статора, создает магнитный поток. Этот поток известен как основной поток.

Теперь предположим, что ротор вращается и находится в магнитном поле, создаваемом обмоткой статора. Согласно закону Фарадея, ток начинает течь в цепи ротора, это близкий путь. Этот ток известен как ток ротора.

Из-за тока ротора вокруг обмотки ротора образуется магнитный поток. Этот поток известен как поток ротора.

Есть два потока; Главный поток , который создается статором , а второй - поток ротора , который создается ротором .

Взаимодействие между главным потоком и потоком ротора, крутящий момент, создаваемый в роторе, и он начинает вращаться.

Поле статора имеет переменный характер. Скорость поля статора такая же, как синхронная скорость. Синхронная скорость двигателя зависит от числа полюсов и частоты питания.

Может быть представлен двумя вращающимися полями. Эти поля равны по величине и вращаются в противоположном направлении.

Допустим, Φ м - это максимальное поле, индуцированное в основной обмотке.Таким образом, это поле разделено на две равные части: Φ м /2 и Φ м /2.

Из этих двух полей одно поле Φ f вращается против часовой стрелки, а второе поле Φ b вращается по часовой стрелке. Следовательно, результирующее поле равно нулю.

Φ r = Φ f - Φ b

Φ r = 0

Теперь рассмотрим результирующее поле в разные моменты времени.

При запуске двигателя индуцируются два поля, как показано на рисунке выше. Эти два поля имеют одинаковую величину и противоположное направление. Итак, результирующий поток равен нулю.

В этом состоянии поле статора не может разрезаться полем ротора, и результирующий крутящий момент равен нулю. Итак, ротор не может вращаться, но издает гудение.

Теперь представьте, что после поворота на 90 ° оба поля поворачиваются и указывают в одном направлении. Следовательно, результирующий поток является суммой обоих полей.

Φ r = Φ f + Φ b

Φ r = 0

В этом состоянии результирующее поле равно максимальному полю, создаваемому статором. Теперь оба поля вращаются отдельно, и это альтернативный характер.

Итак, оба поля сокращаются цепью ротора и индуцируются ЭДС в проводнике ротора. Из-за этой ЭДС в цепи ротора начинает течь ток, который индуцирует поток ротора.

Благодаря взаимодействию магнитного потока статора и магнитного потока ротора двигатель продолжает вращаться.T его теория известна как теория двойного вращения или двойного вращающегося поля теория .

Теперь, исходя из приведенного выше объяснения, мы можем сделать вывод, что однофазный асинхронный двигатель не самозапускается.

Чтобы сделать этот двигатель самозапускающимся двигателем, нам нужен поток статора, вращающийся по своей природе, а не по переменной природе. Это можно сделать разными способами.

Однофазный асинхронный двигатель можно классифицировать по способам пуска.

Типы однофазных асинхронных двигателей

Однофазные асинхронные двигатели классифицируются как;

  • Асинхронный двигатель с расщепленными фазами
  • Асинхронный двигатель с расщепленными полюсами
  • Асинхронный двигатель с экранированным полюсом
  • Асинхронный двигатель с пусковым конденсатором
  • Асинхронный двигатель с пусковым конденсатором
  • Асинхронный двигатель с постоянным конденсатором
Асинхронный двигатель с расщепленной фазой

В этом типе двигателя, на том же сердечнике статора намотана дополнительная обмотка.Итак, в статоре две обмотки.

Одна обмотка называется основной обмоткой или рабочей обмоткой, а вторая обмотка называется пусковой обмоткой или вспомогательной обмоткой. Центробежный выключатель включен последовательно со вспомогательной обмоткой.

Вспомогательная обмотка - это обмотка с высоким сопротивлением, а основная обмотка - обмотка с высокой индуктивностью. Вспомогательная обмотка имеет несколько витков небольшого диаметра.

Назначение вспомогательной обмотки - создать разность фаз между обоими потоками, создаваемыми основной обмоткой и обмоткой ротора.

Схема подключения показана на рисунке выше. Ток, протекающий через основную обмотку, равен I M , а ток, протекающий через вспомогательную обмотку, равен I A . Обе обмотки параллельны и питаются напряжением В.

Вспомогательная обмотка имеет большое сопротивление. Таким образом, ток I A почти совпадает по фазе с напряжением питания V.

Основная обмотка имеет высокую индуктивность. Итак, ток I M отстает от напряжения питания на большой угол.

Полный поток статора индуцируется результирующим током этих двух обмоток. Как показано на векторной диаграмме, результирующий ток представлен как (I). Это создаст разность фаз между потоками, и результирующий поток создаст вращающееся магнитное поле. И мотор начинает вращаться.

Вспомогательная обмотка используется только для запуска двигателя. Эта обмотка бесполезна в рабочем состоянии. Когда двигатель достигает 75–80% синхронной скорости, центробежный переключатель размыкается.Итак, вспомогательная обмотка отключена от схемы. А двигатель работает только от основной обмотки.

Разность фаз, создаваемая этим методом, очень мала. Следовательно, пусковой момент этого двигателя плохой. Таким образом, этот двигатель используется в приложениях с низким пусковым моментом, таких как вентилятор, нагнетатель, измельчитель, насосы и т. Д. конструкция и принцип работы.Этот тип двигателя не требует вспомогательной обмотки.

Этот двигатель имеет явный полюс статора или выступающий полюс, а ротор такой же, как у асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Полюса статора сконструированы специально для создания вращающегося магнитного поля.

Полюс этого двигателя разделен на две части; заштрихованная часть и незатененная часть. Его можно создать, разрезав шест на неравные расстояния.

Медное кольцо помещается в небольшую часть столба. Это кольцо представляет собой высокоиндуктивное кольцо, известное как заштрихованное кольцо или заштрихованная полоса.Часть, в которой проходит заштрихованное кольцо, называется заштрихованной частью шеста, а оставшаяся часть - незатененной частью.

Конструкция этого двигателя показана на рисунке ниже.

Когда переменное питание проходит через обмотку статора, в обмотке статора индуцируется переменный поток. Из-за этого потока некоторое количество потока будет связываться с заштрихованным кольцом, и ток будет течь через заштрихованное кольцо.

Согласно закону Ленца, ток, проходящий через катушку, имеет противоположную природу, и поток, создаваемый этой катушкой, будет противодействовать основному потоку.

Заштрихованное кольцо представляет собой высокоиндуктивную катушку. Таким образом, он будет противодействовать основному потоку, когда оба потока направлены в одном направлении, и будет увеличивать основной поток, когда оба потока направлены в противоположном направлении.

Таким образом, он создаст разность фаз между основным магнитным потоком (потоком статора) и потоком ротора. Благодаря этому методу разность фаз очень меньше. Следовательно, пусковой момент намного меньше. Он используется в игрушечных двигателях, вентиляторах, воздуходувках, проигрывателях и т. Д.

Индукционный двигатель с конденсаторным пуском

Этот тип двигателя является усовершенствованной версией асинхронного двигателя с расщепленной фазой.Недостатком индукции с расщепленной фазой является низкий крутящий момент. Потому что в этом двигателе создаваемая разность фаз намного меньше.

Этот недостаток компенсируется в этом двигателе с помощью конденсатора, включенного последовательно со вспомогательной обмоткой. Принципиальная схема этого двигателя показана на рисунке ниже.

В этом двигателе используется конденсатор сухого типа. Он предназначен для использования с переменным током. Но этот конденсатор не используется для продолжительной работы.

В этом методе также используется центробежный переключатель, который отключает конденсатор и вспомогательную обмотку, когда двигатель работает на 75-80% синхронной скорости.

Ток через вспомогательный будет опережать напряжение питания на некоторый угол. Этот угол больше, чем угол, увеличенный в асинхронном двигателе с расщепленной фазой.

Итак, пусковой момент этого двигателя очень высок по сравнению с асинхронным двигателем с расщепленной фазой. Пусковой момент этого двигателя на 300% больше момента полной нагрузки.

Из-за высокого пускового момента этот двигатель используется в приложениях, где требуется высокий пусковой крутящий момент, например, в станках для реек, компрессорах, сверлильных станках и т.д. В двигателе два конденсатора включены параллельно во вспомогательную обмотку. Из этих двух конденсаторов один конденсатор используется только для запуска (пусковой конденсатор), а другой конденсатор постоянно подключен к двигателю (рабочий конденсатор).

Принципиальная схема этого рисунка показана на рисунке ниже.

Пусковой конденсатор имеет высокое значение емкости, а рабочий конденсатор - низкое значение емкости. Пусковой конденсатор соединен последовательно с центробежным переключателем, который размыкается, когда скорость двигателя составляет 70% от синхронной скорости.

В рабочем состоянии как рабочая, так и вспомогательная обмотки соединены с двигателем. Пусковой момент и КПД этого двигателя очень высоки.

Следовательно, его можно использовать в приложениях, где требуется высокий пусковой крутящий момент, например, в холодильнике, кондиционере, потолочном вентиляторе, компрессоре и т. Д.

Асинхронный двигатель с постоянным конденсатором

Конденсатор низкой емкости постоянно подключен к вспомогательная обмотка. Здесь конденсатор имеет малую емкость.

Конденсатор используется для увеличения пускового момента, но он низкий по сравнению с конденсаторным пусковым асинхронным двигателем.

Принципиальная схема и векторная диаграмма этого двигателя показаны на рисунке ниже.

Коэффициент мощности и КПД этого двигателя очень высоки, а также он имеет высокий пусковой крутящий момент, составляющий 80% крутящего момента при полной нагрузке.

Этот тип двигателя используется в таких приложениях, как вытяжной вентилятор, нагнетатель, нагреватель и т.д. От 0,5 до 15 л.с., и тем не менее они широко используются для различных целей, таких как:

  • Часы
  • Холодильники, морозильники и обогреватели
  • Вентиляторы, настольные вентиляторы, потолочные вентиляторы, вытяжные вентиляторы, воздухоохладители и водоохладители.
  • Воздуходувки
  • Стиральные машины
  • станки
  • Сушилки
  • Типографы, фотостаты и принтеры
  • Водяные насосы и погружные
  • Компьютеры
  • Шлифовальные машины
  • Сверлильные станки
  • Прочие инструменты, оборудование и приспособления для дома и т. Д.

Похожие сообщения:

Однофазные асинхронные двигатели Типы, конструкция, принципы работы

- Реклама -

Однофазный асинхронный двигатель - один из самых известных представителей огромного семейства двигателей переменного тока.Этот тип двигателя предназначен для преобразования электрической энергии в механическую для выполнения некоторых физических задач. Для правильного выполнения своей работы этому асинхронному двигателю требуется только одна фаза питания. Они часто используются в приложениях с низким энергопотреблением, например, в быту и легкой промышленности. Легкая и простая конструкция, дешевая стоимость обслуживания, высокая надежность и низкая стоимость ремонта - вот некоторые из его значительных преимуществ.

Linquip собрал всю информацию, необходимую для знакомства с этим типом двигателя.В следующих разделах мы подробно остановимся на конструкции, принципе работы и типах однофазных асинхронных двигателей. Оставайтесь с нами.

Конструкция однофазного асинхронного двигателя

Двумя основными компонентами однофазного асинхронного двигателя являются статор и ротор. Как вы, возможно, знаете и понимаете по названию, статор - это неподвижная часть этого двигателя. С другой стороны, ротор - это вращающийся компонент двигателя. однофазное переменное питание достигает обмотки статора.Ротор с помощью вала подключается к механической нагрузке. Ротор имеет многослойный железный сердечник с множеством перекошенных пазов. Эти пазы ротора бывают закрытого или полузакрытого типа. Обмотки ротора симметричны.

Между ротором и статором есть воздушный зазор. Чаще всего этот двигатель используется в холодильниках, часах, дрелях, насосах, стиральных машинах и т. Д. Обмотка статора в асинхронных двигателях разделена на две части: основную обмотку и вспомогательную обмотку.положение этих двух типов обмоток таково, что вспомогательная обмотка перпендикулярна основной обмотке. В асинхронных двигателях основная обмотка - это обмотка с большим количеством витков, а другая называется вспомогательной обмоткой.

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

В предыдущем разделе вы получили некоторую информацию о конструкции и конструкции однофазных асинхронных двигателей. Теперь, когда вы знаете некоторые части этого типа асинхронного двигателя, давайте посмотрим, какой принцип работы управляет работой этой конструкции.

Как упоминалось ранее, на обмотку статора подается однофазный переменный ток. После того, как обмотка статора получает питание, создается магнитное поле, которое действует синусоидальным образом. Через некоторое время полярность магнитного поля меняется, и переменный поток не может обеспечить необходимую силу вращения для двигателя. Как вы знаете, для работы любого электродвигателя нам нужны два потока.

Взаимодействие этих двух потоков создает требуемый крутящий момент.При подаче однофазного переменного тока на обмотку статора переменный ток начинает проходить через статор. Этот переменный ток создает переменный поток, который называется основным потоком. основной поток также связан с проводниками ротора.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, ЭДС индуцируется в роторе. Поскольку цепь ротора замыкается, ток начинает течь в роторе. Этот ток, называемый током ротора, создает свой поток, называемый потоком ротора.Поскольку этот поток создается по принципу индукции, двигатель, работающий по этому принципу, получил название асинхронного двигателя.

Типы однофазных асинхронных двигателей

В предыдущем разделе вы прочитали об условиях и принципах работы однофазного асинхронного двигателя в зависимости от них. Пришло время узнать больше о различных типах однофазных асинхронных двигателей. Основываясь на различных методах запуска однофазного IM, существует четыре основных различных типа, которые мы собираемся предоставить полезную информацию о каждом из них в следующих разделах.

Асинхронный двигатель с разделенной фазой

Этот тип однофазного электродвигателя IM также известен как электродвигатель с резистивным пуском. В этом типе основная обмотка и вспомогательная обмотка смещены на 90 градусов. Вспомогательная обмотка и центробежный выключатель включены последовательно. Работа этого переключателя заключается в отключении вспомогательной обмотки от главной цепи, когда скорость двигателя достигает 75-80 процентов от синхронной скорости.

Некоторые характеристики асинхронного двигателя с расщепленной фазой включают номинальную мощность от 60 до 250 Вт, постоянную скорость и высокий пусковой ток.Из-за невысокой стоимости обслуживания и ремонта двигателя он очень популярен на рынке. В некоторых бытовых применениях этот двигатель эффективно используется. Помните, что из-за низкого пускового момента он не может развивать мощность более 1 кВт.

Конденсаторный пусковой двигатель

В этом однофазном ИД вспомогательная обмотка имеет больше витков. электролитический конденсатор включен последовательно со вспомогательной обмоткой. Как и в предыдущем типе, также подключен центробежный переключатель, и две обмотки расположены под углом 90 градусов.Некоторые характеристики конденсаторного пускового двигателя заключаются в том, что стоимость обслуживания и ремонта высока, а номинальная мощность составляет от 120 до 7 кВт. Двигатели с конденсаторным пуском обычно используются в приложениях, где требуется высокий пусковой момент.

Конденсаторный пусковой двигатель и конденсаторный двигатель

Принцип работы и конструкция конденсаторного пускового устройства и конденсаторного пускового двигателя и конденсаторного пускового двигателя почти одинаковы. Двумя основными компонентами этого двигателя являются ротор с сепаратором и обмотки статора.Обмотки статора расположены под углом 90 градусов. В этом типе асинхронного двигателя используются два конденсатора, включенных параллельно. Здесь вы также можете найти центробежный выключатель. Запуск больших нагрузок, простота эксплуатации и конструкции, а также высокий КПД - вот некоторые из характеристик конденсаторного запуска и конденсаторного запуска двигателя. Этот двигатель выгоден как для домашнего, так и для промышленного применения.

Электродвигатель с экранированными полюсами

Двигатель с экранированными полюсами состоит из ротора с сепаратором и статора. Сам статор состоит из выступающих полюсов с возбуждающей катушкой.Каждый полюс намотан внутри затеняющей катушки. Вот почему полюса называются экранированными полюсами, а двигатель - электродвигателем с экранированными полюсами. Простая конструкция и конструкция, отсутствие центробежного переключателя и номинальная мощность 30 Вт - вот некоторые характеристики этого типа асинхронного двигателя. Из-за его низкой мощности этот двигатель обычно используется в приложениях с низким энергопотреблением.

Заключение

В этой статье мы попытались предоставить некоторую полезную информацию об однофазных асинхронных двигателях.Прежде всего, мы поговорили об общей конструкции и конструкции этого типа электродвигателя переменного тока. Затем мы перешли к принципу работы и, наконец, дошли до различных типов однофазных ИД. Мы будем очень рады, если у вас есть какие-либо мнения или опыт использования этого типа асинхронных двигателей, и вы захотите поделиться им с нами в комментариях. Кроме того, если у вас есть какие-либо вопросы, зарегистрируйтесь на нашем веб-сайте и позвольте нашим специалистам Linquip помочь вам. Надеюсь, вам понравилась эта статья.

- Объявление -

Двигатели переменного тока | Принцип работы | Ресурсы для инженеров

Универсальные моторы

Универсальный двигатель - это однофазный последовательный двигатель, который может работать как от переменного (ac), так и от постоянного (dc) тока, а характеристики одинаковы как для переменного, так и для постоянного тока.Обмотки возбуждения последовательных двигателей соединены последовательно с обмотками якоря

.
Основные принципы Universal Motors

Областями электрического проектирования универсального двигателя являются магнитная цепь, обмотки возбуждения и якоря, коммутатор и щетки, изоляция и система охлаждения.


Процесс коммутации универсальных двигателей

Тактико-технические характеристики универсальных двигателей

Двигатели с экранированными полюсами

Двигатель с экранированными полюсами - это однофазный асинхронный двигатель переменного тока.Вспомогательная обмотка, состоящая из медного кольца, называется затеняющей катушкой. Ток в этой катушке задерживает фазу магнитного потока в этой части полюса, чтобы обеспечить вращающееся магнитное поле. Направление вращения - от незатененной стороны к закрашенному кольцу.


Основные принципы двигателя с экранированными полюсами
  • Это устройство затеняющей катушки (кольца) смещает ось затененных полюсов от оси основных полюсов
  • Когда питание подается на статор, магнитный поток в основной части полюса индуцирует напряжение в затеняющей катушке, которая действует как вторичная обмотка трансформатора.
  • Так как ток во вторичной обмотке трансформатора не совпадает по фазе с током в первичной обмотке.
  • Ток в затеняющей катушке не в фазе с током в основной обмотке возбуждения.
  • Таким образом, поток затеняющего полюса не совпадает по фазе с потоком основного полюса.


Вращающееся поле двигателя с экранированными полюсами

Двигатели синхронные

Синхронные двигатели переменного тока - это электродвигатели с постоянной скоростью, которые работают синхронно с частотой сети.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *