Двуфазни AC двигатели. Монофазни асинхронни двигатели. Устройство и принцип на действие

Лесно преобразуване на напрежението променлив токго направи най-широко използван в захранването. В областта на проектирането на електрически двигатели е открито още едно предимство на променливия ток: способността да се създава въртящо се магнитно поле без допълнителни трансформации или с минимален брой от тях.

Следователно, въпреки определени загуби, дължащи се на реактивното (индуктивно) съпротивление на намотките, лекотата на създаване на електродвигатели с променлив ток допринесе за победата над захранването с постоянен ток в началото на 20 век.

Основно AC електрическите двигатели могат да бъдат разделени на две групи:

Асинхронен

При тях въртенето на ротора се различава по скорост от въртенето на магнитното поле, поради което те могат да работят с голямо разнообразие от скорости. Този тип променливотоков двигател е най-често срещаният в наши дни. Синхронен

Тези двигатели имат твърда връзка между скоростта на ротора и скоростта на въртене на магнитното поле. Те са по-трудни за производство и по-малко гъвкави при използване (промени в скоростта, когато фиксирана честотазахранваща мрежа е възможна само чрез промяна на броя на полюсите на статора).

Използват се само при големи мощности от няколкостотин киловата, където по-голямата им ефективност в сравнение с асинхронните електродвигатели значително намалява топлинните загуби.

AC ЕЛЕКТРОМОТОР АСИНХРОНЕН

Най-често срещаният тип асинхронен двигател е електродвигател с ротор с катерица от типа "катерица", където набор от проводящи пръти са поставени в наклонените жлебове на ротора, свързани в краищата с пръстени.

Историята на този тип електродвигател датира от повече от сто години, когато е забелязано, че проводящ обект, поставен в процепа на сърцевината на електромагнит с променлив ток, има тенденция да се измъкне от него поради появата на индуцирана емф. с противоположен вектор в него.

По този начин, асинхронен двигател с ротор с катерица няма никакви механични контактни възли, различни от опорните лагери на ротора, което осигурява на двигатели от този тип не само ниска цена, но и най-висока издръжливост. Благодарение на това електродвигателите от този тип са станали най-често срещаните в съвременната индустрия.

Те обаче имат и някои недостатъци, които трябва да се вземат предвид при проектирането на асинхронни електродвигатели от този тип:

Висок стартов ток– тъй като в момента асинхронният безчетков електродвигател е включен в мрежата, активно съпротивлениеНамотката на статора все още не се влияе от магнитното поле, създадено от ротора, възниква силен скок на тока, няколко пъти по-голям от номиналния ток на консумация.

Тази характеристика на работата на двигатели от този тип трябва да бъде включена във всички проектирани захранващи устройства, за да се избегнат претоварвания, особено при свързване на асинхронни електродвигатели към мобилни генератори с ограничена мощност.

Къс Стартов въртящ момент – електродвигателите с намотки с катерица имат изразена зависимост на въртящия момент от скоростта, така че включването им под товар е изключително нежелателно: времето за достигане на номиналния режим и стартовите токове се увеличават значително, намотката на статора е претоварена.

Това например се случва, когато включите помпи за дълбоки кладенци– в техните захранващи вериги е необходимо да се вземе предвид пет до седемкратен токов резерв.

Невъзможност за директно стартиране във вериги монофазен ток - за да може роторът да започне да се върти, е необходим стартов тласък или въвеждане на допълнителни фазови намотки, изместени във фаза една спрямо друга.

За начало асинхронен електродвигател AC в еднофазна мрежа използва или ръчно превключвана стартова намотка, която се изключва след завъртане на ротора, или втора намотка, свързана чрез елемент за изместване на фазата (най-често кондензатор с необходимия капацитет).

Липса на възможност за постигане на висока скорост на въртене- въпреки че въртенето на ротора не е синхронизирано с честотата на въртене на статорното магнитно поле, то не може да го изпревари, следователно мрежата е 50 Hz максимална скоростза асинхронен електродвигател с ротор с катерица - не повече от 3000 об / мин.

Увеличаването на скоростта на въртене на асинхронен двигател изисква използването на честотен преобразувател(инвертор), което прави такава система по-скъпа от мотор с четка. Освен това с увеличаване на честотата се увеличават и реактивните загуби.

Трудност при организирането на реверс- това изисква пълно спиране на двигателя и повторно превключване на фазите, в монофазния вариант - фазово изместване в стартовата или втора фазова намотка.

Най-удобно е да използвате асинхронен електродвигател в промишлена трифазна мрежа, тъй като създаването на въртящо се магнитно поле се извършва от самите фазови намотки без допълнителни устройства.

Всъщност верига, състояща се от трифазен генератори електрически мотор, може да се разглежда като пример за електрическо предаване: задвижването на генератора създава в него въртящо се магнитно поле, преобразувано в трептения електрически ток, от своя страна възбуждайки въртенето на магнитното поле в електродвигателя.

В допълнение, именно с трифазно захранване асинхронните електродвигатели имат най-висока ефективност, тъй като в еднофазна мрежа създаденото от статора магнитно поле може по същество да се разложи на две противофазни, което увеличава безполезните загуби поради пренасищане на ядрото. Следователно мощните еднофазни електродвигатели обикновено се правят с помощта на комутаторна верига.

КОЛЕКТОР ЗА АС ЕЛЕКТРОМОТОР

При електрически двигатели от този тип магнитното поле на ротора се създава от фазови намотки, свързани към комутатора. Всъщност четканият променливотоков двигател е различен от мотора постоянен токсамо от това, което е включено в неговото изчисление реактивно съпротивлениенамотки

В някои случаи дори се създават универсални колекторни двигатели, при които статорната намотка има кран от непълна част за включване в мрежата за променлив ток и източник на постоянен ток може да бъде свързан към цялата дължина на намотката.

Предимствата на този тип двигател са очевидни:

Възможност за работа при високи скоростиви позволява да създавате колекторни електродвигатели със скорост на въртене до няколко десетки хиляди оборота в минута, познати на всички от електрически бормашини.

Няма нужда от допълнителни стартови устройстваза разлика от двигателите с катерица.

Висок стартов въртящ момент, което ускорява връщането към работен режим, включително и при натоварване. Освен това въртящият момент на електродвигателя на колектора е обратно пропорционален на скоростта и с увеличаване на натоварването позволява да се избегне спад в скоростта на въртене.

Лесен контрол на скоростта- тъй като зависят от захранващото напрежение, за регулиране на скоростта на въртене в в най-широк диапазонДостатъчно е да имате обикновен триак регулатор на напрежението. Ако регулаторът се повреди, колекторният двигател може да бъде свързан директно към мрежата.

По-малка инерция на ротора- може да се направи много по-компактен, отколкото с късо съединение, поради което самият колекторен двигател става забележимо по-малък.

Също така, колекторният двигател може просто да се обърне, което е особено важно при създаването на различни видове електрически инструменти и редица металорежещи машини.

Поради тези причини колекторните двигатели са широко разпространени във всички еднофазни потребители, където е необходимо гъвкаво управление на скоростта: ​​в ръчен електроинструмент, прахосмукачки, кухненски уредии така нататък. Въпреки това, номер характеристики на дизайнаопределя спецификата на работа на колекторен електродвигател:

Колекторните двигатели изискват редовна смяна на четките, които се износват с времето. Самият колектор също се износва, докато двигател с ротор с катерица, както вече беше написано по-горе, при условие че лагерите се сменят рядко, е практически вечен.

Неизбежното искрене между комутатора и четките (причината за появата на познатата миризма на озон по време на работа на колекторен електродвигател) не само допълнително намалява експлоатационния живот, но също така изисква повишени мерки за безопасност по време на работа поради вероятността от запалване на запалими газове или прах.

© 2012-2017 Всички права запазени.

Всички материали, представени на този сайт, са само за информационни цели и не могат да се използват като насоки или нормативни документи.

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. Еднофазните микромотори обикновено се използват в домакински уреди и автоматични устройства, тъй като тези уреди и устройства обикновено се захранват от еднофазна променливотокова мрежа.

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

(виж глава 3) разпределението на MMF и индукцията във въздушната междина е близко до синусоидално. Тъй като променливият ток преминава през намотката, MMF пулсира в синхрон с честотата на мрежата. Индукция в произволна точка във въздушната междина

B x = В m sinωtcos (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

B x = 0.5V t sin (ωt - πх/τ) + 0.5V t sin (ωt + πх/τ),.

тоест заместваме 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 n пр. Тогава плъзгането на ротора спрямо потока Еи т.н

s pr = (n 1pr - n 2)/n 1pr = (n 1 - n 2)/n 1 = 1 - n 2 /n 1..

Приплъзване на ротора спрямо потока F обр.

s arr = (n 1arr + n 2)/n 1arr = (n 1 + n 2)/n 1 = 1 + n 2 /n 1..

От (4.100) и (4.101) следва, че

s o6p = 1 + n 2 /n 1 = 2 - s pr..

Електромагнитни моменти Мпри Мобратното, генерирано от предните и обратните полета, е насочено в противоположни посоки и произтичащият 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 еднофазен двигател на празен ход е по-малка 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 номинално натоварване, по-ниска ефективност, 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

тъй като в този случай коефициентът на намотка е малък, консумацията на мед се увеличава приблизително 1,5 пъти, докато мощността се увеличава само с 12%.

Стартови устройства.За да получите начален въртящ момент, монофазни двигателиимат начална намотка, изместена с 90 електрически градуса спрямо основната работна намотка. По време на пусковия период началната намотка е свързана към мрежата чрез елементи за фазово изместване - 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 +jÍ 1П X C, 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

включен през цялото време (фиг. 4.63, а). Такива двигатели се наричат ​​кондензаторни двигатели.

И двете намотки на кондензаторните двигатели обикновено заемат същия номержлебове и имат еднаква мощност. При стартиране на кондензаторен двигател, за да се увеличи стартовият момент, е препоръчително да имате увеличен капацитет C p + C p , След ускоряване на двигателя съгласно характеристика 2 (фиг. 4.63, b) и намаляване на тока, част от кондензаторите Cn се изключва, така че при номинален режим (когато токът на двигателя става по-малък, отколкото при стартиране) увеличава капацитета и осигурява работа на двигателя в условия, близки до работа в кръгово въртящо се поле. В този случай двигателят работи на характеристика 1.

Кондензаторен двигателима 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 в схемата на началната намотка осигурява по-малко фазово изместване φ p между напрежението и тока в тази намотка (фиг. 4.64, b), отколкото фазовото изместване φ p в работната намотка. В тази връзка токовете в работната и стартовата намотка се изместват във фаза с ъгъл φ p - φ p 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 сумата от два компонента (фиг. 4.65, b) F p = F p1 + F p2, където F p1 е потокът, преминаващ през частта на полюса, който не е обхванат от късо съединение с това усукване; F p2 е потокът, преминаващ през частта от полюса, екранирана от късо свързана намотка.

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 - γ 1 и γ 2. 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 на 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 Ф p2, а активният го измества по фаза спрямо ММП Еп. Тъй като потокът F p1 не покрива късо съединение, ъгълът γ 1 има сравнително малка стойност (4-9 °) - приблизително същата като ъгъла на фазово изместване между потока на трансформатора и MDS първична намоткав неактивен режим. Ъгълът γ 2 е много по-голям (около 45 °), т.е. същият като в трансформатор с вторична намоткакъсо съединение (например в измервателен токов трансформатор). Това се обяснява с факта, че загубите на мощност, от които зависи ъгълът γ 2, се определят не само от загубите на магнитна мощност в стоманата, но и от електрическите загуби в късо съединение.

Ориз. 4.65. Проектни схеми на монофазен двигател с екранирани полюси и неговите
векторна диаграма:
1 - статор; 2 - статорна намотка; 3 - късо съединение
обръщане; 4 - ротор; 5 - стълб

Потоците Фп1 и Фп2, изместени в пространството с ъгъл β и изместени по фаза във времето с ъгъл γ = γ 2 - γ l, 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 максималните потоци на "фазите").

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.

220V монофазен електродвигател е отделен механизъм, който се използва широко за монтаж в различни устройства. Може да се използва за битови и промишлени цели. Хранене електрически моторизвършва се от обикновен контакт, който трябва да има мощност най-малко 220 волта. В този случай трябва да обърнете внимание на честотата от 60 херца.

В практиката е доказано, че монофазен електродвигател 220 V се продава заедно с устройства, които помагат за трансформиране на енергията електрическо поле , а също така натрупват необходимия заряд с помощта на кондензатор. Модерни модели, които се произвеждат по иновативни технологии, електродвигателите 220V са допълнително оборудвани с оборудване за осветяване на работното място на устройството. Това се отнася за вътрешни и външни части.

Важно е да запомните, че капацитетът на кондензатора трябва да се съхранява в съответствие с всички основни изисквания. Най-добрият вариант- това е мястото, където температурата на въздуха остава непромененаи не подлежи на никакви колебания. В стая температурен режимне трябва да пада до отрицателна стойност.

Докато използвате двигателя, експертите препоръчват от време на време да измервате стойността на капацитета на кондензатора.

Асинхронните двигатели днес се използват широко за различни производствени процеси. Този конкретен модел електродвигател се използва за различни задвижвания. Еднофазни асинхронни конструкцииподпомагат задвижването на дървообработващи машини, помпи, компресори, устройства индустриална вентилация, транспортьори, асансьори и много друго оборудване.

Електродвигателят се използва и за задвижване на средствата за малка механизация. Те включват фуражорезачки и бетонобъркачки. Необходимо е да се купуват такива структури само от доверени доставчици. Преди закупуване е препоръчително да проверите сертификатите за съответствие и гаранцията от производителя.

Доставчиците трябва да предоставят на своите клиенти сервизна поддръжкаелектрически моторв случай на неговата повреда или повреда. Това е един от основните компоненти, които се завършват по време на сглобяването на помпения агрегат.

Съществуващи серии електрически двигатели

Днес индустриални предприятияпроизвеждат следните серии монофазен електродвигател 220V:

Абсолютно всички двигатели разделена на дизайн , според начина на монтаж, както и степента на защита. Това ви позволява да защитите конструкцията от влага или механични частици.

Характеристики на електродвигателите от серия А

Електрическите еднофазни двигатели от серия А са унифицирани асинхронни конструкции. Те са затворени от външни влияния с помощта на ротор с катерица.

Структурата на електродвигателя има следните работни групи:

Цената на еднофазен електродвигател 220V зависи от серията.

Какви видове двигатели има?

Еднофазните двигатели са предназначени за оборудване на електрически задвижвания за битови и промишлени цели. Такива дизайни се произвеждат в съответствие с държавните стандарти.

3-7. УСТРОЙСТВО НА АСИНХРОННИ ЕДНОФАЗНИ ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ДВИГАТЕЛИ

На фиг. Фигура 3-16 показва конструкцията на асинхронен еднофазен електродвигател тип AOLB с вграден пусков резистор. Статорът на електродвигателя е сглобен от щамповани листове от електротехническа стомана 15, пресовани и излети в алуминиева обвивка (корпус на статора) с двойни стени 13. Между стените са оформени канали за въздушно охлаждане на повърхността на статора. Два капака 2 и 17, излети от алуминиева сплав, са поставени върху заточванията на корпуса на статора.

Върху предния капак 17 е поставена щампована капачка 18 с дупки в края. През тези отвори, когато роторът се върти, вентилаторът 19, монтиран на края на вала на ротора, поема въздух. Вентилаторът е излят от алуминиева сплав и е закрепен към вала с винт.

Листовете на статора са щамповани с 24 крушовидни канала. От тях 16 слота са заети от проводниците на работната намотка, а 8 слота са заети от проводниците на стартовата намотка. Изходните краища на работните и стартовите намотки се извеждат към контактните винтове 4, разположени в клемната кутия 11. Сърцевината на ротора е сглобена от листове 12 от електрическа стомана и притисната върху гофрираната повърхност на средната част на вала 1. В жлебовете на ротора се излива алуминиева намотка 14 със затварящи пръстени и лопатки на вентилатора. Целта на вентилатора е да изхвърля загрят въздух към охладените външни стени на корпуса.

На ротора е монтиран центробежен ключ за стартовата намотка. Състои се от два лоста 7 с противотежести 9, разположени на оси 8, които са притиснати в четири лопатки на вентилатора. Лостовете се притискат с щифтове 6 върху пластмасовата втулка 5, която седи свободно върху вала. Когато роторът се ускори, когато честотата му на въртене се доближи до номиналната стойност, противотежестите се разминават под въздействието на центробежна сила, завъртайки лостовете около осите.

В този случай втулката 5 се премества надясно, компресира пружината 10 и освобождава пружинния контакт 4, който затваря веригата на стартовата намотка. Когато роторът е неподвижен, този контакт е затворен от края на втулката с неподвижен контакт 3.

На него са монтирани подвижните и неподвижните контакти изолационна плочакъм задния капак на електродвигателя 2. На него е монтирано термично реле, което изключва електродвигателя от мрежата при прегряване. За монтиране на електродвигателя се използва стойка 16 с четири шипа.

Схемата за свързване на електродвигателя е показана на фиг. 3-17.

Захранващото напрежение се подава към клеми C 1 и C 2. От тези клеми се подава напрежение към работната намотка през контактите термично реле RT, състоящ се от намотка, биметална лента и контакти. Когато електродвигателят се нагрее над допустимата граница, пластината се огъва и отваря контактите. При късо съединениеПрез намотката на термичното реле ще тече голям ток, плочата бързо ще се нагрее и ще отвори контактите. В този случай работещите C и началните P намотки ще бъдат изключени, тъй като и двете се захранват чрез термично реле. Така термичното реле предпазва електродвигателя както от претоварване, така и от късо съединение.

Стартовата намотка се захранва от клеми C 1 и C 2 през джъмпер C 2 - P 1, контакти на центробежния превключвател VTs, джъмпер VTs - RT, контакти на термично реле RT. При стартиране на електродвигателя, когато роторът достигне скорост на въртене 70-80% от номиналната скорост, контактите на центробежния превключвател ще се отворят и стартовата намотка ще бъде изключена от мрежата. Когато електродвигателят е включен, когато скоростта на ротора намалее, контактите на центробежния превключвател ще се затворят отново и стартовата намотка ще бъде подготвена за следващо стартиране.

На фиг. Фигура 3-18 показва конструкцията на асинхронен електродвигател тип ABE , Тези двигатели са свързани към мрежа с постоянно включена спомагателна намотка, в чиято верига е свързан последователно кондензатор (фиг. 3-9) , Електрическите двигатели от типа ABE нямат твърд корпус и затова се наричат ​​вградени. Електрическите двигатели са свързани към задвижващия механизъм с помощта на фланец или скоба.

Корпусът на електродвигателя е статорна сърцевина 1, изработена от листове от електротехническа стомана с дебелина 0,5 mm. Опаковката се пресова и пълни под налягане алуминиева сплав. В краищата на статора има притискащи пръстени 5 и четири алуминиеви пръта, които ги затягат. Слотовете на статора съдържат намотки 6 на работната и спомагателната намотка. Лагерни щитове 4 и 7. Краищата на намотките 8 се извеждат през гумената втулка 9 в лагерния щит за свързването им към мрежата. Лагерните щитове са затегнати с четири шпилки.

Роторът на електродвигателя е сглобен от листове електротехническа стомана и запълнен с алуминий 2. Заедно с намотката на ротора са отлети крилата на вентилатора за охлаждане на електродвигателя. Роторът се върти в два сачмени лагера 3.

Електрическите двигатели имат буквени и цифрови типови обозначения, например електродвигателят AVE 041-2 се дешифрира, както следва: A - асинхронен, B - вграден, E - еднофазен,

4 е числото на размера, 1 е серийният номер на дължината на статорното ядро, а числото 2, разделено с тире, е броят на полюсите.

3-8. СИНХРОННИ МОНОФАЗНИ ЕЛЕКТРОдвигатели

В някои случаи са необходими електрически двигатели, чиято скорост на въртене трябва да бъде строго постоянна, независимо от натоварването. Като такива се използват синхронни електродвигатели, при които скоростта на въртене на ротора винаги е равна на честотата на въртене на магнитното поле и се определя от (3-2). Има много видове синхронни електродвигатели, както трифазни, така и монофазни. Тук разглеждаме само две от най- прост типеднофазни синхронни електродвигатели: реактивни и кондензаторни реактивни.

На фиг. Показани са 3-19 проектна диаграманай-простият монофазен реактивен двигател, известен в технологията като колела La Cura. Статор 1 и ротор 2 са сглобени от щамповани листове от електротехническа стомана. Бобина, захранвана от еднофазна мрежа с променлив ток, е навита на статора, създавайки пулсиращо магнитно поле. Реактивният двигател получи името си, защото роторът се върти поради реакциите на две сили на магнитно привличане.

При пулсиращо поле електродвигателят няма начален момент и трябва да се завърти на ръка. Магнитните сили, действащи върху зъбите на ротора, винаги се стремят да го поставят срещу полюсите на статора, тъй като в това положение съпротивлението на магнитния поток ще бъде минимално. Въпреки това, роторът по инерция преминава през това положение през времето, когато пулсиращото поле намалява. При следващото увеличаване на магнитното поле, магнитните сили действат върху друг зъб на ротора и неговото въртене ще продължи. За стабилна работа роторът на реактивния двигател трябва да има висока инерция.

Реактивните двигатели работят стабилно само при ниска скорост на въртене от порядъка на 100-200 об / мин. Тяхната мощност обикновено не надвишава 10-15 W. Честотата на въртене на ротора се определя от честотата на захранващата мрежа f и броя на зъбите на ротора Z. Тъй като по време на един полупериод на промяна на магнитния поток роторът се завърта с 1/Z оборот, тогава за 1 минута, съдържаща 60 2 f полупериода, ще се завърти с 60 2 f/Z оборота. При честота на променлив ток от 50 Hz скоростта на ротора е:

За да се увеличи въртящият момент, броят на зъбите на статора се увеличава. Най-голям ефект може да се постигне, като се направят толкова зъби на статора, колкото и на ротора. В този случай магнитните привличания ще действат едновременно не върху чифт зъби, а върху всички зъби на ротора и въртящият момент ще се увеличи значително. При такива електродвигатели намотката на статора се състои от малки намотки, които са навити около ръба на статора в пространствата между зъбите. По-старите типове електрически грамофони използваха електродвигател със 77 зъба на статора и ротора, което осигуряваше скорост на въртене на диска от 78 об./мин. Роторът беше неразделна част от диска, върху който беше поставен записът. За да стартирате електрическия мотор, трябваше да натиснете диска с пръст.

Статорът на синхронен кондензаторен реактивен двигател не се различава от статора на кондензаторен асинхронен двигател. Роторът на електродвигателя може да бъде направен от ротора на асинхронен електродвигател чрез фрезоване на канали в него според броя на полюсите (фиг. 3-20). В този случай пръчките на клетката за катерици са частично отрязани. При фабричното производство на такива електродвигатели с роторни листове, щамповани с полюсни изпъкналости, част от прътите на кафеза играят ролята на стартова намотка. Роторът започва да се върти по същия начин като ротора на асинхронен електродвигател, след което се привлича в синхрон с магнитно полеи след това се върти със синхронна скорост.

Качеството на работа на кондензаторния електродвигател силно зависи от режима на работа, в който електродвигателят има кръгово въртящо се поле. Елиптичността на полето в синхронен режим води до повишен шум, вибрации и нарушаване на равномерността на въртене. Ако се появи кръгово въртящо се поле при асинхронен режим, тогава електродвигателя има добър стартов момент, но малки моменти на влизане и излизане от синхрон. Когато кръговото поле се измести към по-високи честоти, стартовият момент намалява, а моментите на влизане и излизане от синхронизма се увеличават. Най-големите моменти на влизане и излизане от синхронизъм се получават в случай, когато кръгово въртящо се поле се извършва в синхронен режим. В този случай обаче началният въртящ момент е силно намален. За да се увеличи, обикновено леко се увеличава активното съпротивление на късо съединената намотка на ротора.

Недостатък на някои видове кондензаторни реактивни двигатели е залепването на ротора, което означава, че при стартиране роторът не се върти, а спира в някакво положение.

Обикновено залепването на ротора се получава при електрически двигатели с неблагоприятна връзка между размерите на вдлъбнатините и полюсните издатини. Най-високият реактивен въртящ момент с малка мощност, консумирана от електродвигателя, се получава, когато съотношението на полюсната дъга b p към полюсното деление t е приблизително 0,5-0,6, а дълбочината на вдлъбнатините h е 9-10 пъти по-голяма от въздуха празнина между полюсните издатини и статора.

Положително свойство на кондензаторните реактивни двигатели е техният висок коефициент на мощност, който е значително по-висок от този на трифазните електродвигатели, понякога достигащ 0,9-0,95. Това се обяснява с факта, че индуктивността на кондензаторния двигател до голяма степен се компенсира от капацитета на кондензатора.

Синхронните реактивни двигатели са най-често срещаните синхронни двигатели поради тяхната простота на дизайн, ниска цена и липса на плъзгащи се контакти. Те са намерили приложение в синхронни комуникационни вериги, в звуково кино, звукозапис и телевизионни инсталации.

3-9. ИЗПОЛЗВАНЕ НА ТРИФАЗНИ ИНДУКЦИОННИ ЕЛЕКТРОМОТОРИ КАТО ЕДНОФАЗНИ ДВИГАТЕЛИ

На практика има случаи, когато трябва да свържете трифазен електродвигател към еднофазна мрежа. Преди това се смяташе, че това изисква пренавиване на статора на електродвигателя. В момента са разработени и тествани на практика много схеми за свързване на трифазни електродвигатели. еднофазна мрежабез никакви промени в намотките на статора.

Като пускови елементи се използват кондензатори.

Клемите на намотката на статора на трифазен електродвигател имат следните обозначения: C1 - началото на първата фаза; C2 - началото на втората фаза; NW - началото на третата фаза; C4 - край на първата фаза; C5 - край на втората фаза; C6 - края на третата фаза. Тези обозначения са щамповани върху метални етикети, поставени върху проводниците на намотката.

Намотката на трифазен електродвигател може да бъде свързана в звезда (фиг. 3-21, а) или в триъгълник (фиг. 3-21, б). При свързване в звезда, началото или краищата на трите фази се свързват към една точка, а останалите три клеми се свързват към трифазна мрежа. При свързване в триъгълник краят на първата фаза се свързва с началото на втората, краят на втората с началото на третата и краят на третата с началото на първата. От точките на свързване се вземат проводници за свързване на електродвигателя към трифазна мрежа.

IN трифазна системаправи разлика между фазови и линейни напрежения и токове. Когато са свързани в звезда, между тях възникват следните взаимоотношения:

когато са свързани в триъгълник

Повечето трифазни електродвигатели се произвеждат на две линейно напрежение, например 127/220 V или 220/380 V. При по-ниско мрежово напрежение намотката е свързана в триъгълник, а при по-високо напрежение - в звезда. За такива електродвигатели всичките шест изходни проводника на намотката се извеждат към платката: скоби.

Има обаче електродвигатели за едно мрежово напрежение, при които намотката е свързана в звезда или триъгълник вътре в електродвигателя, а към клемната платка са свързани само три проводника. Разбира се, в този случай би било възможно да разглобите електродвигателя, да изключите междуфазните връзки и да направите три допълнителни заключения. Не е необходимо обаче да правите това, като използвате една от схемите за свързване на електродвигател към еднофазна мрежа, които са дадени по-долу.

Схематична диаграма за свързване на трифазен електродвигател с шест клеми към еднофазна мрежа е показана на фиг. 3-22, а. За да направите това, две фази са свързани последователно и свързани към еднофазна мрежа, а третата фаза е свързана към тях паралелно, включително стартов елемент 1 с превключвател 2. Активно съпротивление или кондензатор може да служи като начален елемент. В този случай работната намотка ще заема 2/3 от слотовете на статора, а началната намотка ще заема 1/3. По този начин, трифазна намоткаосигурява необходимото съотношение на каналите между работните и стартови намотки. При това свързване ъгълът между работната и пусковата намотки е 90° ел. (Фиг. 3-22, b).

Когато свързвате две фази последователно, трябва да се уверите, че те са включени в съответствие, а не срещуположно, когато n. с. от свързаните фази се изваждат. Както се вижда от диаграмата на фиг. 3-22, а, в обща точкакраищата на втората и третата фаза C 5 и C 6 са свързани.

Като кондензаторен двигател може да се използва и трифазен електродвигател съгласно схемата на фиг. 3-23 с един работен кондензатор 1 или с работен 1 и пусков кондензатор 2. С тази схема на свързване капацитетът на работния кондензатор, μF, се определя по формулата:

където I е номиналният ток на електродвигателя, A; U—мрежово напрежение, V.

Трифазен електродвигател с три клеми и свързана в звезда статорна намотка е свързан към еднофазна мрежа съгласно схемата на фиг. 3-24. В този случай капацитетът на работния кондензатор се определя от формулата

Напрежение на кондензатора U 1 = 1,3 U.

Трифазен електродвигател с три клеми и статорна намотка, свързани в триъгълник, е свързан към еднофазна мрежа съгласно схемата на фиг. 3-25. Капацитетът на работния кондензатор се определя по формулата

Напрежение на кондензатора U=1,15 V.

И в трите случая капацитетът стартови кондензаториможе да се определи приблизително от връзката

Когато избирате верига за свързване, трябва да се ръководите от напрежението, за което е проектиран трифазният електродвигател, и напрежението на еднофазната мрежа. При което фазово напрежениетри фази

Пример.Трифазен електродвигател с мощност 250 W, напрежение 127/220 V с номинален ток 2/1,15 A трябва да се включи към еднофазна мрежа с напрежение 220 V.

При използване на диаграмата на фиг. 3-24 работен капацитет на кондензатора:

напрежение на кондензатора U 1 = 1,3 220 = 286 V.

Стартов капацитет на кондензатора

При използване на трифазен електродвигател като еднофазна мощносття се намалява до 50%, като еднофазен кондензатор - до 70% от номиналната мощност на трифазен електродвигател.

Н.В. Виноградов, Ю.Н. Виноградов
Как сами да изчислите и направите електродвигател
Москва 1974 г