Как да стартирате монофазен асинхронен двигател. Еднофазен асинхронен двигател

Подобно на повечето електродвигатели, AC индукционният двигател (AC) има фиксирана външна част, който се нарича статор, а роторът се върти вътре. Между тях има внимателно изчислена въздушна междина.

Как работи?

Дизайнът и принципът на работа на асинхронните двигатели, както и всички останали, се основават на факта, че въртенето се използва за задвижване на ротора магнитно поле. Трифазният IM е единственият тип двигател, в който се създава естествено поради естеството на захранването. В този случай се използва механична или електронна комутация, а при еднофазни ИМ се използват допълнителни електрически елементи.

За да работите с електрически двигател, са ви необходими два комплекта електромагнити. Принцип на работа асинхронен електродвигателсе състои в това, че в статора се образува един комплект, тъй като към неговата намотка е свързан източник на променлив ток. Съгласно закона на Ленц това индуцира електромагнитна сила (ЕМС) в ротора по същия начин, по който напрежението се индуцира във вторичната намотка на трансформатор, създавайки друг набор от електромагнити. Оттук и друго име за двигателя - асинхронен двигател. Дизайнът и принципът на работа на асинхронните двигатели се основават на факта, че взаимодействието между магнитните полета на тези електромагнити генерира въртящ момент. В резултат на това роторът се върти в посоката на получения въртящ момент.

Статор

Статорът се състои от няколко тънки плочи от алуминий или чугун. Те са притиснати заедно, за да образуват кух цилиндър с жлебове. Вкараха ги изолирани проводници. Всяка група намотки, заедно със сърцевината около тях, образуват електромагнит след прилагане на променлив ток към него. Броят на полюсите на ИМ зависи от вътрешното свързване на намотките на статора. Направен е по такъв начин, че при свързване на източник на енергия се образува въртящо се магнитно поле.

Ротор

Роторът се състои от няколко тънки стоманени пластини с алуминиеви или медни пръти, равномерно разположени по периферията. В най-популярния си тип - късо съединение или "катерица" - пръчките в краищата са механично и електрически свързани с помощта на пръстени. Почти 90% от IM използват този дизайн, тъй като е прост и надежден. Роторът се състои от цилиндрична ламелна сърцевина с аксиално разположени успоредни процепи за монтаж на проводници. Във всеки жлеб се поставя прът от мед, алуминий или сплав. Те са свързани на късо от двете страни с помощта на крайни пръстени. Този дизайн наподобява клетка на катерица, поради което получи името си.

Слотовете на ротора не са точно успоредни на вала. Те са направени с леко пристрастие по две основни причини. Първият е да се осигури гладка работа на IM чрез намаляване на магнитния шум и хармониците. Второто е да се намали вероятността роторът да блокира: зъбите му се зацепват с процепите на статора поради директното магнитно привличане между тях. Това се случва, когато броят им съвпада. Роторът е монтиран на вал с помощта на лагери във всеки край. Едната част обикновено излиза повече от другата, за да управлява товара. При някои двигатели позициите са прикрепени към неработещия край на вала.

Между статора и ротора има въздушна междина. Чрез него се предава енергия. Генерираният въртящ момент кара ротора и товара да се въртят. Независимо от вида на използвания ротор, дизайнът и принципът на работа на асинхронния двигател остават непроменени. По правило ИМ се класифицират според броя на намотките на статора. Има монофазни и трифазни електродвигатели.

Устройство и принцип на действие на еднофазен асинхронен двигател

Еднофазното кръвно налягане е най-голямата частелектродвигатели. Логично е, че най-често се използва най-евтиният и евтин двигател. Както подсказва името, целта и принципът на работа на този тип асинхронни двигатели се основават на наличието само на една статорна намотка и работа с монофазен източник на захранване. Всички IM от този тип имат ротор с катерица.

Монофазните двигатели не стартират сами. Когато двигателят е свързан към източника на захранване, основната намотка започва да тече променлив ток. Той генерира пулсиращо магнитно поле. Благодарение на индукцията, роторът се захранва. Тъй като основното магнитно поле е пулсиращо, въртящият момент, необходим за въртене на двигателя, не се генерира. Роторът започва да вибрира, а не да се върти. Следователно, еднофазният IM изисква механизъм за задействане. Той може да осигури първоначалния тласък, който кара вала да се движи.

Стартовият механизъм на еднофазното кръвно налягане се състои главно от допълнителна намоткастатор. Тя може да бъде придружена сериен кондензаторили центробежен превключвател. Когато се приложи захранващо напрежение, токът в основната намотка изостава от напрежението поради нейното съпротивление. В същото време електричеството в стартовата намотка изостава или изпреварва захранващото напрежение в зависимост от импеданса на стартовия механизъм. Взаимодействието между магнитните полета, генерирани от главната намотка и стартовата верига, създава нетно магнитно поле. Върти се в една посока. Роторът започва да се върти в посоката на полученото магнитно поле.

След като скоростта на двигателя достигне около 75% от номиналната скорост, центробежният ключ изключва стартовата намотка. Тогава двигателят може да поддържа достатъчно въртящ момент, за да работи сам. С изключение на двигателите със специален стартов кондензатор, всички обикновено се използват за производство на мощност, която не надвишава 500 W. Зависи от различни методистарт, еднофазните IM се класифицират допълнително, както е описано в следващите раздели.

Раздвоено кръвно налягане

Целта, дизайнът и принципът на работа на асинхронен двигател с разделена фаза се основават на използването на две намотки: начална и основна. Стартовият проводник се изработва от тел с по-малък диаметър и по-малко навивки спрямо основния, за да се създаде по-голямо съпротивление. Това ви позволява да ориентирате магнитното му поле под ъгъл. Тя се различава от посоката на основното магнитно поле, което кара ротора да се върти. Работната намотка, която е направена от тел с по-голям диаметър, осигурява работата на двигателя през останалото време.

Стартовият въртящ момент е нисък, обикновено от 100 до 175% от номиналния въртящ момент. Моторът консумира голям стартов ток. Тя е 7-10 пъти по-висока от номиналната стойност. Максималният въртящ момент също е 2,5-3,5 пъти по-голям. Този тип мотор се използва в малки шлифовъчни машини, вентилатори и вентилатори, както и в други приложения, изискващи нисък въртящ момент, вариращ от 40 до 250 W. Използването на такива двигатели трябва да се избягва, когато има чести цикли на включване и изключване или където се изисква висок въртящ момент.

IM с кондензаторен старт

Типът асинхронен двигател с кондензатор и принципът на неговата работа се основават на факта, че капацитетът е свързан последователно към неговата разделна фаза на начална намотка, осигурявайки стартов "импулс". Както в предишния тип двигател, има и центробежен превключвател. Той изключва стартовата верига, когато скоростта на двигателя достигне 75% от номиналната скорост. Тъй като кондензаторът е свързан последователно, това създава по-голям Стартов въртящ момент, достигайки 2-4 пъти размера на работника. А стартовият ток, като правило, е 4,5-5,75 пъти номиналния ток, което е значително по-ниско, отколкото в случай на разделена фаза, поради по-големия проводник в стартовата намотка.

Модифицирана опция за стартиране включва двигател с активно съпротивление. При този тип двигатели капацитетът се заменя с резистор. Резисторът се използва в приложения, където е необходим по-малък начален въртящ момент, отколкото използването на кондензатор. Освен по-ниската цена, това не предлага предимство пред капацитивното стартиране. Тези двигатели се използват в приложения с ремъчно задвижване като малки конвейери, големи вентилатори и помпи и много приложения с директно задвижване или редуктори.

ИМ с работещ фазоизместващ кондензатор

Дизайнът и принципът на работа на този тип асинхронен двигател се основават на постоянното свързване на кондензатор, свързан последователно с началната намотка. След като двигателят достигне номиналната си скорост, стартовата верига става спомагателна. Тъй като капацитетът трябва да бъде проектиран за продължителна употреба, той не може да осигури първоначален импулс стартов кондензатор. Стартовият момент на такъв двигател е нисък. Тя е 30-150% от номиналната стойност. Пусковият ток е малък - под 200% от номиналния ток, което прави електродвигателите от този тип идеални там, където е необходимо често включване и изключване.

Този дизайн има редица предимства. Веригата може лесно да се модифицира за използване с регулатори на скоростта. Електрическите двигатели могат да бъдат настроени за оптимална ефективност и висок коефициент на мощност. Те се считат за най-надеждните от монофазните двигатели, главно защото не използват центробежен стартов ключ. Използва се във вентилатори, вентилатори и често включвани устройства. Например в механизми за управление, системи за отваряне на порти и гаражни врати.

ИМ с пусков и работещ кондензатор

Дизайнът и принципът на работа на този тип асинхронни двигатели се основават на серийното свързване на стартов кондензатор към стартовата намотка. Това прави възможно създаването на повече въртящ момент. Освен това той има постоянен кондензатор, свързан последователно със спомагателната намотка след изключване на стартовия капацитет. Тази схема позволява големи претоварвания на въртящия момент.

Този тип мотор е проектиран да се справя с по-ниски токове на пълно натоварване, което го прави по-ефективен. Този дизайн е най-скъпият поради наличието на стартови и работещи кондензатори и центробежен превключвател. Използва се в дървообработващи машини, въздушни компресори, водни помпи високо налягане, вакуумни помпи и където се изисква висок въртящ момент. Мощност - от 0,75 до 7,5 kW.

IM с екраниран стълб

Конструкцията и принципът на работа на този тип асинхронен двигател е, че той има само една основна намотка и няма стартова намотка. Стартирането се постига благодарение на наличието на екраниращ меден пръстен около малка част от всеки от полюсите на статора, в резултат на което магнитното поле в тази област изостава от полето в неекранираната част. Взаимодействието на двете полета кара вала да се върти.

Тъй като няма стартова намотка, превключвател или кондензатор, двигателят е електрически прост и евтин. Освен това скоростта му може да се регулира чрез промяна на напрежението или чрез намотка с няколко крана. Дизайнът на двигателя със засенчен полюс позволява масово производство. Обикновено се счита за артикул за „еднократна употреба“, тъй като е много по-евтино да се замени, отколкото да се ремонтира. Освен това положителни качества, този дизайн има редица недостатъци:

• нисък начален въртящ момент, равен на 25-75% от номиналния;
• високо приплъзване (7-10%);
• ниска ефективност (по-малко от 20%).

Ниската първоначална цена позволява използването на този тип IM в маломощни или рядко използвани устройства. Говорим за битови многоскоростни вентилатори. Но ниският въртящ момент, ниската ефективност и лошите механични характеристики предотвратяват тяхното търговско или промишлено използване.

Трифазно кръвно налягане

Тези електродвигатели се използват широко в индустрията. Конструкцията и принципът на работа на трифазен асинхронен двигател се определят от неговата дизайн- с късо съединение или със навит ротор. Не изисква кондензатор, стартова намотка, центробежен ключ или друго устройство, за да го стартира. Стартовият въртящ момент е среден до висок, както и мощността и ефективността. Използва се при шлайфане, струговане, пробивни машини, помпи, компресори, транспортьори, селскостопански машини и др.

ИМ със затворен ротор

Това е трифазно асинхронно устройство, чието устройство беше описано по-горе. Съставлява почти 90% от всички трифазни електродвигатели. Предлага се с мощност от 250 W до няколкостотин kW. В сравнение с монофазните двигатели с мощност от 750 W, те са по-евтини и издържат на по-големи натоварвания.

IM с навит ротор

Конструкцията и принципът на работа на трифазен асинхронен двигател с навит ротор се различава от асинхронния двигател тип "катерица" по това, че роторът има набор от намотки, краищата на които не са късо съединени. Те са свързани с контактни пръстени. Това ви позволява да свържете към тях външни резистори и контактори. Максималният въртящ момент е право пропорционален на съпротивлението на ротора. Следователно на ниски скоростиможе да се увеличи с допълнително съпротивление. Високото съпротивление позволява висок въртящ момент с нисък стартов ток.

Тъй като роторът се ускорява, съпротивлението намалява, за да се промени характеристиката на двигателя, за да отговори на изискванията за натоварване. След като двигателят достигне базова скорост, външните резистори се изключват. А електродвигателят работи като обикновен асинхронен двигател. Този тип е идеален за натоварвания с висока инерция, изискващи въртящ момент при почти нулева скорост. Осигурява ускорение до максимум за минимално време с минимална консумация на ток.

Недостатъкът на такива двигатели е, че контактните пръстени и четките изискват редовна поддръжка, която не се изисква за двигател с катерица. Ако намотката на ротора бъде окъсена и се направи опит за стартиране (т.е. устройството стане стандартен IM), в него ще протече много висок ток. Той е 14 пъти оценен при много нисък въртящ момент от 60% от базовия. В повечето случаи това не се използва.

Чрез промяна на връзката между скоростта на въртене и въртящия момент чрез регулиране на съпротивлението на ротора, можете да променяте скоростта при определено натоварване. Това може ефективно да ги намали с около 50%, ако натоварването изисква променлив въртящ момент и скорост, което често се среща в печатарски машини, компресори, конвейери, подемници и асансьори. Намаляването на скоростта под 50% води до много ниска ефективност поради по-високото разсейване на мощността в съпротивленията на ротора.

Области на използване.Използват се асинхронни двигатели с ниска мощност (15 - 600 W). автоматични устройстваи електродомакински уреди за задвижване на вентилатори, помпи и други съоръжения, които не изискват регулиране на скоростта. В електрическите уреди и автоматичните устройства обикновено се използват еднофазни микромотори, тъй като тези уреди и устройства обикновено се захранват от еднофазна мрежапроменлив ток.

Принципът на работа и конструкцията на еднофазен двигател.Намотка на статор на еднофазен двигател (фиг. 4.60, а)разположени в жлебове, заемащи приблизително две трети от обиколката на статора, което съответства на чифт полюси. Като резултат

в = Вm sin ωt cos (πх/τ).

Така при еднофазен двигател намотката на статора създава стационарен поток, който се променя с времето, а не кръгов въртящ се поток, както при трифазните двигатели със симетрично захранване.

За да опростим анализа на свойствата на еднофазен двигател, нека представим (4.99) във формата

In = 0.5W sin (ωt - πх/τ) + 0.5W sin (ωt + πх/τ),.

Тоест, заменяме стационарния пулсиращ поток със сбор от идентични кръгови полета, въртящи се в противоположни посоки и имащи еднакви честоти на въртене: н 1пр = н 1 оборот = н 1 . Тъй като свойствата на асинхронен двигател с кръгово въртящо се поле са разгледани подробно в § 4.7 - 4.12, анализът на свойствата на еднофазен двигател може да бъде намален до разглеждане на комбинираното действие на всяко от въртящите се полета. С други думи, еднофазен двигател може да бъде представен като два идентични двигателя, чиито ротори са твърдо свързани помежду си (фиг. 4.60, b), като магнитните полета и въртящите моменти, създадени от тях, се въртят в противоположна посока Мпри Мобр. Поле, чиято посока на въртене съвпада с посоката на въртене на ротора, се нарича директно; поле за обратна посока - обратен или обратен.

Да приемем, че посоката на въртене на роторите съвпада с посоката на едно от въртящите се полета, например с npr. След това роторът се приплъзва спрямо потока Еи т.н

spr = (n1pr - n2)/n1pr = (n1 - n2)/n1 = 1 - n2 /n1..

Плъзгане на ротора спрямо потока Fobr

sobr = (n1arr + n2)/n1arr = (n1 + n2)/n1 = 1 + n2 /n1..

От (4.100) и (4.101) следва, че

so6p = 1 + n2 /n1 = 2 - spr..

Електромагнитни моменти Мпри Мвръщането, генерирано от предните и обратните полета, е насочено в противоположни посоки и полученият въртящ момент на еднофазен двигател Мразрезът е равен на разликата във въртящия момент при същата скорост на ротора.

На фиг. 4.61 показва зависимостта M = f(s)за монофазен двигател. Разглеждайки фигурата, можем да направим следните изводи:

а) еднофазен двигател няма начален момент; върти се в посоката, в която се задвижва от външна сила; б) скоростта на въртене на монофазен двигател на празен ход е по-ниска от тази на трифазен двигател, поради наличието на спирачен момент, генериран от обратното поле;

в) работните характеристики на еднофазен двигател са по-лоши от тези на трифазен двигател; има повишено приплъзване при номинален товар, по-ниска ефективност и по-малка претоварваща способност, което се обяснява и с наличието на обратно поле;

г) мощността на еднофазен двигател е приблизително 2/3 от мощността на трифазен двигател със същия размер, тъй като при еднофазен двигател работната намотка заема само 2/3 от слотовете на статора. Запълнете всички слотове на статора

Стартови устройства.За да получите начален въртящ момент, монофазни двигателиимат начална намотка, изместена с 90 електрически градуса спрямо основната работна намотка. По време на стартовия период началната намотка е свързана към мрежата чрез елементи за изместване на фазата - капацитет или активно съпротивление. След приключване на ускорението на двигателя стартовата намотка се изключва, докато двигателят продължава да работи като монофазен. Тъй като стартовата намотка работи само за кратко време, тя е направена от тел с по-малко напречно сечение от работното и е поставена в по-малък брой жлебове.

Нека разгледаме подробно процеса на стартиране при използване на капацитет C като елемент за фазово изместване (фиг. 4.62, а). На началната намотка Пволтаж
Ú 1p = Ú 1 - Ú C= Ú 1 +jÍ1П XC, т.е. той е изместен по фаза спрямо мрежовото напрежение U 1, прикрепен към работната намотка Р. Следователно векторите на тока в работата аз 1p и стартер аз 1p намотките са изместени във фаза под определен ъгъл. Чрез избор на контейнер по определен начин фазово изместващ кондензатор, възможно е да се получи режим на работа при стартиране, който е близък до симетричния (фиг. 4.62, b), т.е. да се получи кръгово въртящо се поле. На фиг. 4.62 са показани зависимостите M = f(s)за двигателя с включена (крива 1) и изключена (крива 2) стартова намотка. Двигателя се пали на части абхарактеристики 1; в точката bстартовата намотка е изключена и след това двигателят работи на части сОхарактеристики 2.

Тъй като включването на втората намотка значително се подобрява механични характеристикидвигател, в някои случаи се използват еднофазни двигатели, в които намотки A и B

И двете намотки на кондензаторните двигатели обикновено заемат същия номержлебове и имат еднаква мощност. При стартиране кондензаторен двигателза увеличаване на началния въртящ момент е препоръчително да имате увеличен капацитет Cp + Sp. След ускоряване на двигателя съгласно характеристика 2 (фиг. 4.63, b) и намаляване на тока, част от кондензаторите CH се изключва, за да се увеличи капацитетът в номиналния режим (когато токът на двигателя стане по-малък, отколкото при стартиране ) и осигуряват работа на двигателя в условия, близки до работата при кръгово въртящо се поле. В този случай двигателят работи на характеристика 1.

Кондензаторният двигател има висок cos φ. Недостатъците му са относително голямата маса и размери на кондензатора, както и появата на несинусоидален ток при изкривяване на захранващото напрежение, което в някои случаи води до вредни ефектина комуникационната линия.

При условия на лесен старт (малък въртящ момент на натоварване по време на стартовия период) се използват двигатели с пусково съпротивление Р(Фиг. 4.64, а). Наличието на активно съпротивление във веригата начална намоткаосигурява по-малко фазово изместване φр между напрежението и тока в тази намотка (фиг. 4.64, b), отколкото фазовото изместване φр в работната намотка. В тази връзка токовете в работната и стартовата намотка се изместват във фаза с ъгъл φр - φп и образуват асиметрично (елиптично) въртящо се поле, поради което възниква началният въртящ момент. Двигателите с пусково съпротивление са надеждни при работа и се произвеждат масово. Стартовото съпротивление е вградено в корпуса на двигателя и се охлажда от същия въздух, който охлажда целия двигател.

Монофазни микромотори с екранирани полюси.При тези двигатели статорната намотка, свързана към мрежата, обикновено е концентрирана и монтирана на изпъкнали полюси (фиг. 4.65, а), чиито листове са щамповани заедно със статора. На всеки полюс един от върховете е покрит от спомагателна намотка, състояща се от една или повече късо свързани навивки, които екранират от 1/5 до 1/2 от полюсната дъга. Роторът на двигателя е конвенционален тип с катерица.

Магнитният поток на машината, създаден от намотката на статора (полюсен поток), може да бъде представен като сума от два компонента (фиг. 4.65, b) Fp = Fp1 + Fp2, където Fp1 е потокът, преминаващ през частта от полюса, която не е обхванати от късо съединение; Фп2 - поток, преминаващ през частта от полюса, екранирана от намотка с късо съединение.

Потоците Фп1 и Фп2 преминават през различни части на полюсния накрайник, т.е. те се изместват в пространството под ъгъл β. В допълнение, те са фазово изместени спрямо ФПП Е n намотки на статора под различни ъгли - γ1 и γ2. Това се обяснява с факта, че всеки полюс на описания двигател може да се разглежда в първо приближение като трансформатор, чиято първична намотка е намотката на статора, а вторичната намотка е късо съединение. Потокът от намотката на статора индуцира ЕДС в намотката на късо съединение ддо (фиг. 4.65, c), в резултат на което възниква ток аз k и MDS Е k, сгъване с MDS Е n статорни намотки. Компонента на реактивен ток аз k намалява потока Фп2, а активният го измества във фаза спрямо ММП ЕП . Тъй като потокът Фп1 не покрива късо съединението, ъгълът γ1 има относително малък голямо значение(4-9°) - приблизително същият като фазовия ъгъл между потока на трансформатора и MDS първична намоткав неактивен режим. Ъгълът γ2 е много по-голям (около 45°),

Потоците Фп1 и Фп2, изместени в пространството с ъгъл β и изместени по фаза във времето с ъгъл γ = γ2 - γl, образуват елиптично въртящо се магнитно поле (виж Глава 3), което създава въртящ момент, действащ върху ротора на двигателя в посока от първия полюс, необхванат от късо съединение, към втория връх (в съответствие с редуването на максимумите на „фазовите“ потоци).

За да увеличите стартовия въртящ момент на въпросния двигател, като доближите въртящото му поле до кръгово, различни начини: между полюсите на съседни полюси са монтирани магнитни шунтове, които укрепват магнитната връзка между основната намотка и късо съединение и подобряват формата на магнитното поле във въздушната междина; увеличете въздушната междина под върха, която не е покрита от късо съединение; използвайте две или повече късо свързани навивки на един връх с различни ъгли на покритие. Има и двигатели без късо съединение на полюсите, но с асиметрична магнитна система: различни конфигурации отделни частиполюси и различни въздушни междини. Такива двигатели имат по-нисък начален въртящ момент от двигателите със засенчени полюси, но тяхната ефективност е по-висока, тъй като нямат загуби на мощност при късо съединение.

Разгледаните конструкции на двигатели със засенчени полюси са необратими. За да се приложи обратно в такива двигатели, вместо късо съединение се използват намотки B1, B2, B3И НА 4(фиг. 4.65, V), всеки от които покрива половин полюс. Скъсяване на чифт намотки В 1И НА 4или НА 2И НА 3, можете да екранирате едната или другата половина на полюса и по този начин да промените посоката на въртене на магнитното поле и ротора.

Моторът със засенчен полюс има редица съществени недостатъци: относително голям размерии маса; нисък cos φ ≈ 0,4 ÷ 0,6; ниска ефективност η = 0,25 ÷ 0,4 поради големи загубив късо съединение; малък начален въртящ момент и др. Предимствата на двигателя са простота на дизайна и в резултат на това висока надеждност при работа. Поради липсата на зъби на статора, шумът от двигателя е незначителен, така че често се използва в устройства за възпроизвеждане на музика и реч.

В ежедневието и в техниката, където са необходими двигатели с ниска мощност, често се използват така наречените еднофазни асинхронни двигатели. Еднофазният двигател се различава от трифазния по това, че неговият статор има една намотка (понякога две) и се захранва от еднофазна мрежа. Роторът на тези двигатели, поради ниската си мощност, винаги е късо съединение под формата на колело на катерица и не се различава от ротора на трифазен двигател.

Ако намотката на еднофазен двигател е свързана към мрежата, тогава променливият ток, протичащ през него, ще възбуди в машината, докато нейният ротор е неподвижен, променливо магнитно поле, чиято ос също е неподвижна. Това поле ще индуцира токове в намотката на ротора, чието взаимодействие с магнитното поле ще доведе до възникване на противоположно насочени сили в дясната и лявата половина на ротора, в резултат на което резултантният въртящ момент, действащ върху ротора, ще да бъде равен на нула. Следователно, при наличие на една намотка, началният пусков момент на еднофазен двигател е

е равно на нула, т.е. такъв двигател няма да може да се движи сам. Ако обаче с помощта на някаква външна сила на ротора се даде определена скорост на въртене, той ще започне да се върти.

Еднофазните двигатели се стартират с едно или друго пусково устройство. Работата на тези устройства се основава на използването на свойството на два магнитни потока, изместени в пространството на 90° и извън фаза на pi/2, да създават въртящо се магнитно поле.

8.8.1. Монофазни двигатели със стартова намотка

На статора на такъв двигател, освен работна намотка ROима т.нар стартова намотка PO,завъртян в пространството спрямо работната намотка с 90 ° (фиг.

В момента на стартиране стартовата намотка се затваря с бутон ДА СЕ,и в В резултат на трансформаторното свързване в него се появява ток, изместен във фаза спрямо захранващия ток с почти pi/2. Тези токове създават въртящо се магнитно поле, което ускорява ротора. След ускорение стартовата намотка се отваря и не участва в по-нататъшната работа на двигателя. Двигатели с такъв старт понякога се срещат в домакинството перални машини.

8.8.2. Кондензаторни двигатели

При тези двигатели работната и пусковата намотки на статора също са изместени на статора една спрямо друга с 90 °. По време на стартиране стартовата намотка на софтуера се свързва към мрежата с помощта на бутон ДА СЕпрез кондензатор СЪС(фиг. 8.15), поради което токът в стартовата намотка се различава по фаза от тока в работната намотка с pi/2, което осигурява ускорение на ротора.

Някои двигатели използват два кондензатора, свързани паралелно. C1И СЪС 2 - и двете се използват, когато

стартиране и един от тях (СЪС 2 ) остава включен по време на

работа на двигателя, поради което и двете намотки работят (фиг. 8.16).

Кондензаторните двигатели имат по-добри стартови и експлоатационни характеристики в сравнение с другите монофазни двигатели, поради което са най-широко използвани.

8.8.3. Монофазни двигатели със засенчен полюс

токът е във фаза с ЕМП и изостава от потока на намотката с pi/2.

Този ток в пръстена създава свой собствен магнитен поток, който е във фаза с него. Така два магнитни потока, изместени във фаза с pi/2, действат под полюса, образувайки въртящо се магнитно поле. Това магнитно поле носи ротора с катерица заедно с него.

Двигателите със засенчен полюс се използват широко за задвижвания с ниска мощност (филмови проектори, вентилатори и др.).

Свързване на трифазни двигатели към еднофазна мрежа

В много случаи трифазните асинхронни двигатели могат да бъдат свързани към еднофазна AC мрежа.

На фиг. 8.18, a, bпоказва схемите на свързване на трифазни двигатели, в които са свързани само три края на намотките. Кондензатор СЪСсъздава допълнително фазово изместване

между ток Иволтаж , осигуряванепървоначален стартер момент.Размерът на този кондензатор се изчислява или избира така, че да се осигури приблизително равенство на трите фазни тока. На фиг. 8,18 инча, Жпоказва схеми на свързване на трифазни асинхронни двигатели, в които са свързани всичките шест края на намотката на статора. Включването на трифазни двигатели в еднофазна мрежа ви позволява да получавате от тях само 40-50% от номиналната им мощност в трифазен режим.

– Това е двигател с ниска мощност (до 1500 W), който се използва в инсталации, в които практически няма натоварване на вала в момента на пускане, както и в случаите, когато двигателят може да се захранва само от еднофазна мрежа.Най-често такива двигатели се използват в перални машини, малки вентилатори и др.

Еднофазен двигател е подобен по структура на трифазен асинхронен двигател, разликата е в броя на фазовите намотки; еднофазният има не три, а две намотки - стартиране и работа, а постоянно работи само една намотка - работната.

За да може роторът на асинхронния двигател да се движи, намотката на статора трябва да създаде въртящо се магнитно поле. IN трифазен двигател, такова поле се създава благодарение на трифазна намотка. Но работната намотка на еднофазен двигател създава не въртящо се, а пулсиращо магнитно поле. Това поле може да се разложи на две - директен и обратен. Директното поле се върти със синхронна скорост n 1 в посоката на въртене на ротора и създава основния електромагнитен момент. Плъзгането на ротора спрямо директното поле е равно на

Обратното поле се върти срещу ротора, следователно скоростта на ротора е отрицателна спрямо това поле

Всяко поле индуцира ЕДС, поради което токове започват да текат през ротора. Честотите на тези токове са пропорционални на приплъзването (f t =f·s) и от формулите, получени по-горе, можем да заключим, че честотата на тока, индуциран от обратното поле, е много по-голяма от честотата на тока на предното поле. В тази връзка индуктивното съпротивление, което се увеличава с увеличаване на честотата, става много важно и става много по-голямо от активното съпротива. Следователно токът на обратното поле е практически индуктивен и има демагнетизиращ ефект върху потока на обратното магнитно поле. В резултат на това въртящият момент, създаден от това поле, е малък и е насочен срещу въртенето на ротора.

В момента, когато роторът е неподвижен, оста на симетрия между тези две полета също е неподвижна, което означава, че не се създава въртящо се магнитно поле и в резултат на това двигателят не работи. За да го задвижите, трябва да завъртите ротора, така че оста на симетрия да се движи. Но няма смисъл да се прави това механично, така че те създадоха, за да стартират еднофазен двигател начална намотка. Стартовата намотка, заедно с работната намотка, създават въртящо се магнитно поле, необходимо за стартиране на двигателя. За целта е необходимо MMF на двете намотки да е еднакъв, а ъгълът между тях да е 90°. Освен това е необходимо токовете в тези намотки да бъдат изместени с 90 °. В този случай се създава т.нар кръгово магнитно поле, при което резултантният електромагнитен момент е максимален. Ако обаче тези условия са изпълнени с отклонения, тогава a елиптично магнитно поле, при което въртящият момент е по-малък поради увеличения спирачен момент на обратното поле.

В реални условия еднофазен двигател се стартира чрез едновременно натискане на бутони, които захранват и свързват стартовата намотка към веригата.

За да се създаде фазово изместване от 90 ° между токовете на работната и стартовата намотка, се използват елементи за изместване на фазата (FE). Може да е активна съпротива бобинаили кондензатор. Широко разпространение получиха монофазни двигатели с активно съпротивление като фазоизместващ елемент. Увеличаването на съпротивлението на стартовата намотка се постига чрез намаляване на напречното сечение на проводника и тъй като тази намотка работи за кратък период от време в момента на стартиране, това не причинява увреждане на намотката.

Но активното съпротивление, подобно на индуктивното съпротивление, не създава необходимото изместване от 90 ° между токовете, но такова изместване се създава от кондензатор. Капацитетът на този кондензатор е избран по такъв начин, че началният ток на намотката да изпреварва напрежението във фаза с определен ъгъл, който е необходим, за да стане отместването между токовете 90°. Благодарение на това се създава кръгово магнитно поле. Но кондензаторите се използват по-рядко като елемент за фазово изместване, тъй като за да се осигури смесване на 90 °, ви е необходим кондензатор с голям капацитет и, като правило, сравнително високо напрежение. Освен това размерите на този кондензатор са големи, което също играе роля.