Kako pokrenuti jednofazni asinhroni motor. Jednofazni asinhroni motor

Kao i većina elektromotora, AC indukcioni motor (AC) ima fiksni vanjski dio, koji se zove stator, i rotor koji se rotira unutra. Između njih postoji pažljivo proračunat zračni jaz.

Kako radi?

Dizajn i princip rada asinhronih motora, kao i svih ostalih, zasnivaju se na činjenici da se rotacija koristi za pogon rotora. magnetsko polje. Trofazni IM je jedini tip motora u kojem se prirodno stvara zbog prirode napajanja. U ovom slučaju se koristi mehanička ili elektronska komutacija, au jednofaznom IM se koriste dodatni električni elementi.

Za rad električnog motora potrebna su vam dva seta elektromagneta. Princip rada asinhroni elektromotor sastoji se u činjenici da se u statoru formira jedan set, jer je na njegov namotaj povezan izvor izmjenične struje. Prema Lenzovom zakonu, ovo inducira elektromagnetnu silu (EMF) u rotoru na isti način na koji se indukuje napon u sekundarnom namotu transformatora, stvarajući drugi skup elektromagneta. Otuda i drugi naziv za motor - indukcioni motor. Dizajn i princip rada asinhronih motora zasnovani su na činjenici da interakcija između magnetnih polja ovih elektromagneta stvara silu obrtnog momenta. Kao rezultat toga, rotor se rotira u smjeru rezultirajućeg momenta.

Stator

Stator se sastoji od nekoliko tankih ploča izrađenih od aluminija ili lijevanog željeza. Oni su pritisnuti zajedno da formiraju šuplji cilindar sa žljebovima. Stavili su ih unutra izolovane žice. Svaka grupa namotaja, zajedno sa jezgrom koja ih okružuje, formira elektromagnet nakon primjene naizmjenične struje na nju. Broj polova IM zavisi od unutrašnjeg spoja namotaja statora. Izrađen je na način da kada se spoji izvor napajanja, formira se rotirajuće magnetsko polje.

Rotor

Rotor se sastoji od nekoliko tankih čeličnih ploča sa aluminijskim ili bakrenim šipkama ravnomjerno raspoređenim po periferiji. U svom najpopularnijem tipu - kratkospojnom ili "kavezu vjeverice" - šipke na krajevima su mehanički i električni spojene pomoću prstenova. Gotovo 90% IM koristi ovaj dizajn, jer je jednostavan i pouzdan. Rotor se sastoji od cilindričnog lamelarnog jezgra sa aksijalno postavljenim paralelnim prorezima za ugradnju provodnika. U svaki žljeb se postavlja šipka od bakra, aluminija ili legure. Kratki su spojevi s obje strane pomoću krajnjih prstenova. Ovaj dizajn podsjeća na kavez za vjeverice, zbog čega je i dobio ime.

Prorezi rotora nisu baš paralelni sa osovinom. Napravljeni su sa blagom pristrasnošću iz dva glavna razloga. Prvi je osigurati nesmetan rad IM-a smanjenjem magnetskog šuma i harmonika. Drugi je da se smanji vjerojatnost zastoja rotora: njegovi zupci zahvaćaju utore statora zbog direktne magnetske privlačnosti između njih. To se dešava kada se njihov broj poklopi. Rotor je montiran na osovinu pomoću ležajeva na svakom kraju. Jedan dio obično viri više od drugog kako bi povukao teret. Kod nekih motora, pozicije su pričvršćene za neradni kraj osovine.

Između statora i rotora postoji zračni razmak. Preko njega se prenosi energija. Generirani obrtni moment uzrokuje rotaciju rotora i tereta. Bez obzira na vrstu rotora koji se koristi, dizajn i princip rada asinhronog motora ostaju nepromijenjeni. U pravilu se IM klasificiraju prema broju namotaja statora. Postoje monofazni i trofazni elektromotori.

Dizajn i princip rada jednofaznog asinhronog motora

Jednofazni krvni pritisak je najveći deo električni motori. Logično je da se najčešće koristi najjeftiniji motor sa minimalnim održavanjem. Kao što naziv govori, namjena i princip rada ovog tipa asinhronog motora zasnivaju se na prisutnosti samo jednog namotaja statora i radu sa jednofaznim izvorom napajanja. Svi IM ovog tipa imaju kavezni rotor.

Monofazni motori se ne pokreću sami. Kada je motor spojen na izvor napajanja, glavni namotaj počinje teći naizmjenična struja. Stvara pulsirajuće magnetsko polje. Zbog indukcije, rotor je pod naponom. Budući da glavno magnetsko polje pulsira, ne stvara se moment potreban za rotaciju motora. Rotor počinje da vibrira, a ne da se rotira. Stoga, jednofazni IM zahtijeva mehanizam okidača. Može pružiti početni pritisak koji uzrokuje pomicanje osovine.

Početni mehanizam monofaznog krvnog pritiska sastoji se uglavnom od dodatni namotaj stator. Ona može biti u pratnji serijski kondenzator ili centrifugalni prekidač. Kada se primjenjuje napon napajanja, struja u glavnom namotu zaostaje za naponom zbog svog otpora. U isto vrijeme, električna energija u startnom namotu zaostaje ili vodi napon napajanja ovisno o impedansi pokretačkog mehanizma. Interakcija između magnetnih polja generiranih od strane glavnog namotaja i startnog kola stvara neto magnetsko polje. Rotira se u jednom smjeru. Rotor se počinje okretati u smjeru rezultirajućeg magnetskog polja.

Nakon što brzina motora dostigne oko 75% nazivne brzine, centrifugalni prekidač isključuje početni namotaj. Motor tada može održavati dovoljan obrtni moment da radi samostalno. Sa izuzetkom motora sa posebnim startnim kondenzatorom, svi se općenito koriste za proizvodnju snage koja ne prelazi 500 W. U zavisnosti od razne metode start, jednofazni IM su dalje klasifikovani kako je opisano u sljedećim odjeljcima.

Dvofazni krvni pritisak

Svrha, dizajn i princip rada asinhronog motora s podijeljenom fazom temelje se na upotrebi dva namota: startnog i glavnog. Polazna žica je napravljena od žice manjeg prečnika i manje zavoja u odnosu na glavnu kako bi se stvorio veći otpor. To vam omogućava da orijentirate njegovo magnetsko polje pod uglom. Razlikuje se od smjera glavnog magnetnog polja, koje uzrokuje rotaciju rotora. Radni namotaj, koji je napravljen od žice većeg prečnika, osigurava rad motora u ostalom vremenu.

Početni moment je nizak, obično od 100 do 175% nazivnog momenta. Motor troši veliku startnu struju. To je 7-10 puta veće od nominalne vrijednosti. Maksimalni obrtni moment je takođe 2,5-3,5 puta veći. Ovaj tip motora se koristi u malim mašine za mlevenje, ventilatore i duvaljke, kao i u drugim aplikacijama koje zahtijevaju mali obrtni moment, u rasponu od 40 do 250 W. Korištenje takvih motora treba izbjegavati tamo gdje su česti ciklusi uključivanja i isključivanja ili gdje je potreban veliki obrtni moment.

IM sa kondenzatorskim startom

Tip kondenzatorskog asinhronog motora i princip njegovog rada zasnivaju se na činjenici da je kapacitivnost serijski spojena na njegov početni namotaj podijeljene faze, dajući startni "impuls". Kao i kod prethodnog tipa motora, tu je i centrifugalni prekidač. Isključuje krug za pokretanje kada brzina motora dostigne 75% nazivne brzine. Budući da je kondenzator povezan serijski, to stvara veći Početni moment, dostižući 2-4 puta veću veličinu od radnika. A početna struja je u pravilu 4,5-5,75 puta veća od nazivne struje, što je znatno niže nego u slučaju podijeljene faze, zbog veće žice u početnom namotu.

Modificirana opcija pokretanja uključuje motor s aktivnim otporom. U ovom tipu motora, kapacitivnost je zamijenjena otpornikom. Otpornik se koristi u aplikacijama gdje je potreban manji startni moment nego kod korištenja kondenzatora. Osim niže cijene, ovo ne nudi prednost u odnosu na kapacitivno pokretanje. Ovi motori se koriste u aplikacijama s remenskim pogonom kao što su mali transporteri, veliki ventilatori i pumpe, te mnoge aplikacije s direktnim pogonom ili zupčanicima.

IM sa radnim faznim kondenzatorom

Dizajn i princip rada ovog tipa asinhronog motora zasnovani su na trajnom spoju kondenzatora koji je povezan serijski sa startnim namotom. Nakon što motor dostigne svoju nazivnu brzinu, startni krug postaje pomoćni. Budući da kapacitet mora biti dizajniran za kontinuiranu upotrebu, ne može dati početni impuls startni kondenzator. Početni moment takvog motora je nizak. To je 30-150% od nominalne vrijednosti. Startna struja je mala - manja od 200% nazivne struje, što elektromotore ovog tipa čini idealnim tamo gdje je potrebno često uključivanje i isključivanje.

Ovaj dizajn ima niz prednosti. Krug se može lako modificirati za korištenje s regulatorima brzine. Elektromotori se mogu podesiti za optimalnu efikasnost i visok faktor snage. Smatraju se najpouzdanijim od jednofaznih motora, uglavnom zato što ne koriste centrifugalni prekidač za pokretanje. Koristi se u ventilatorima, duvaljkama i često uključenim uređajima. Na primjer, u upravljačkim mehanizmima, sistemima za otvaranje kapija i garažnih vrata.

IM sa startnim i radnim kondenzatorom

Dizajn i princip rada ovog tipa asinhronog motora zasnovani su na serijskom povezivanju startnog kondenzatora sa startnim namotom. Ovo omogućava stvaranje većeg obrtnog momenta. Osim toga, ima stalni kondenzator, spojen u seriju sa pomoćnim namotajem nakon isključivanja startnog kapaciteta. Ova shema omogućava velika preopterećenja momenta.

Ovaj tip motora je dizajniran da podnese manje struje punog opterećenja, što ga čini efikasnijim. Ovaj dizajn je najskuplji zbog prisutnosti kondenzatora za pokretanje i rad i centrifugalnog prekidača. Koristi se u mašinama za obradu drveta, vazdušnim kompresorima, pumpama za vodu visokog pritiska, vakuum pumpe i gdje je potreban veliki obrtni moment. Snaga - od 0,75 do 7,5 kW.

IM sa oklopljenim stupom

Dizajn i princip rada ovog tipa asinhronog motora je da ima samo jedan glavni namotaj i nema početni namotaj. Pokretanje se postiže činjenicom da se oko malog dijela svakog od polova statora nalazi zaštitni bakreni prsten, zbog čega magnetsko polje u ovom području zaostaje za poljem u neoklopljenom dijelu. Interakcija dvaju polja uzrokuje rotaciju osovine.

Budući da nema startnog svitka, prekidača ili kondenzatora, motor je električni jednostavan i jeftin. Osim toga, njegova brzina se može podesiti promjenom napona ili preko namotaja s više slavina. Dizajn motora sa zasjenjenim polovima omogućava masovnu proizvodnju. Općenito se smatra "jednokratnim" predmetom jer je mnogo jeftinije zamijeniti nego popraviti. Osim toga pozitivne kvalitete, ovaj dizajn ima niz nedostataka:

• nizak početni moment jednak 25-75% nominalnog;
• visoko klizanje (7-10%);
• niska efikasnost (manje od 20%).

Niska početna cijena omogućava korištenje ove vrste IM u uređajima male snage ili rijetko korištenim uređajima. Govorimo o kućnim ventilatorima sa više brzina. Ali mali obrtni moment, niska efikasnost i loše mehaničke karakteristike sprečavaju njihovu komercijalnu ili industrijsku upotrebu.

Trofazni krvni pritisak

Ovi elektromotori se široko koriste u industriji. Dizajn i princip rada trofaznog asinhronog motora određuju se njegovim dizajn- sa kratkim spojem ili sa namotanog rotora. Za pokretanje nije potreban kondenzator, startni namotaj, centrifugalni prekidač ili drugi uređaj. Početni moment je srednji do visok, kao i snaga i efikasnost. Koristi se za brušenje, struganje, mašine za bušenje, pumpe, kompresori, transporteri, poljoprivredne mašine itd.

IM sa zatvorenim rotorom

Ovo je trofazni asinhroni uređaj čiji je uređaj gore opisan. Čini skoro 90% svih trofaznih elektromotora. Dostupne snage od 250 W do nekoliko stotina kW. U poređenju sa jednofaznim motorima od 750 W, oni su jeftiniji i mogu izdržati veća opterećenja.

IM sa namotanim rotorom

Dizajn i princip rada trofaznog asinhronog motora s namotanim rotorom razlikuje se od asinhronog motora tipa "kavez s vjevericom" po tome što rotor ima skup namotaja, čiji krajevi nisu kratko spojeni. Spojeni su na klizne prstenove. To vam omogućava da na njih povežete vanjske otpornike i kontaktore. Maksimalni obrtni moment je direktno proporcionalan otporu rotora. Stoga dalje niske brzine može se povećati dodatnim otporom. Visok otpor omogućava veliki obrtni moment sa malom startnom strujom.

Kako se rotor ubrzava, otpor se smanjuje kako bi se promijenila karakteristika motora kako bi se zadovoljili zahtjevi opterećenja. Kada motor dostigne osnovnu brzinu, eksterni otpornici se isključuju. A električni motor radi kao običan indukcioni motor. Ovaj tip je idealan za opterećenja velike inercije koja zahtijevaju okretni moment pri skoro nultom broju okretaja. Omogućava maksimalno ubrzanje u minimalnom vremenu uz minimalnu potrošnju struje.

Nedostatak takvih motora je što klizni prstenovi i četke zahtijevaju redovno održavanje, što nije potrebno za kavez motor. Ako je namotaj rotora kratko spojen i pokuša se pokrenuti (tj. uređaj postaje standardni IM), u njemu će teći vrlo velika struja. 14 puta je ocijenjen na vrlo niskom obrtnom momentu od 60% baze. U većini slučajeva ovo se ne koristi.

Promjenom odnosa između brzine rotacije i momenta podešavanjem otpora rotora, možete mijenjati brzinu pri određenom opterećenju. Ovo ih može efikasno smanjiti za oko 50% ako opterećenje zahtijeva promjenjivi moment i brzinu, što se često nalazi u mašinama za štampanje, kompresorima, transporterima, dizalicama i dizalima. Smanjenje brzine ispod 50% rezultira vrlo niskom efikasnošću zbog veće disipacije snage u otporima rotora.

Područja upotrebe. Koriste se asinhroni motori male snage (15 - 600 W). automatski uređaji i električnih kućanskih aparata za pogon ventilatora, pumpi i druge opreme koja ne zahtijeva kontrolu brzine. U električnim i automatskim uređajima najčešće se koriste jednofazni mikromotori, jer se ti uređaji i uređaji najčešće napajaju iz jednofazna mreža naizmjenična struja.

Princip rada i dizajn jednofaznog motora. Namotaj statora jednofaznog motora (slika 4.60, A) nalazi se u žljebovima koji zauzimaju otprilike dvije trećine obima statora, što odgovara paru polova. Kao rezultat

U = Vm sin ωt cos (πh/τ).

Dakle, u jednofaznom motoru, namotaj statora stvara stacionarni fluks koji se mijenja s vremenom, a ne kružni rotirajući tok, kao u trofaznim motorima sa simetričnim napajanjem.

Da bismo pojednostavili analizu svojstava jednofaznog motora, predstavimo (4.99) u obliku

In = 0,5W sin (ωt - πh/τ) + 0,5W sin (ωt + πh/τ),.

To jest, stacionarni pulsirajući tok zamjenjujemo zbirom identičnih kružnih polja koja rotiraju u suprotnim smjerovima i imaju iste frekvencije rotacije: n 1pr = n 1rev = n 1 . Pošto su svojstva asinhronog motora sa kružnim rotirajućim poljem detaljno razmotrena u § 4.7 - 4.12, analiza osobina jednofaznog motora može se svesti na razmatranje kombinovanog dejstva svakog od rotacionih polja. Drugim riječima, jednofazni motor se može predstaviti kao dva identična motora, čiji su rotori međusobno čvrsto povezani (slika 4.60, b), pri čemu se magnetska polja i momenti koje stvaraju rotiraju u suprotnom smjeru. M at M arr. Polje čiji se smjer rotacije poklapa sa smjerom rotacije rotora naziva se direktno; polje obrnutog smjera - obrnuto ili inverzno.

Pretpostavimo da se smjer rotacije rotora poklapa sa smjerom jednog od rotirajućih polja, na primjer sa npr. Tada rotor klizi u odnosu na protok F itd

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

Proklizavanje rotora u odnosu na protok Fobr

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

Iz (4.100) i (4.101) slijedi da

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

Elektromagnetski momenti M at M povrat generiran prednjim i obrnutim poljem usmjereni su u suprotnim smjerovima, a rezultirajući okretni moment jednofaznog motora M rez je jednak razlici obrtnog momenta pri istoj brzini rotora.

Na sl. 4.61 pokazuje zavisnost M = f(s) za jednofazni motor. Gledajući sliku, možemo izvući sljedeće zaključke:

a) jednofazni motor nema startni moment; rotira se u smjeru u kojem ga pokreće vanjska sila; b) brzina rotacije jednofaznog motora u praznom hodu manja je od brzine rotacije trofaznog motora, zbog prisustva kočnog momenta koji stvara obrnuto polje;

c) karakteristike performansi jednofaznog motora su lošije od onih kod trofaznog motora; ima povećano klizanje pri nazivnom opterećenju, manju efikasnost i manji kapacitet preopterećenja, što se takođe objašnjava prisustvom obrnutog polja;

d) snaga jednofaznog motora je približno 2/3 snage trofaznog motora iste veličine, budući da u monofaznom motoru radni namotaj zauzima samo 2/3 utora statora. Popunite sve proreze statora

Uređaji za pokretanje. Za dobijanje startnog momenta, jednofazni motori imaju početni namotaj pomaknut za 90 električnih stepeni u odnosu na glavni radni namotaj. Tokom perioda pokretanja, startni namotaj je povezan na mrežu preko faznih elemenata - kapacitivnosti ili aktivni otpor. Nakon što motor završi ubrzavanje, startni namotaj se isključuje, a motor nastavlja da radi kao jednofazni. S obzirom da startni namotaj radi samo kratko vrijeme, napravljen je od žice manjeg poprečnog presjeka od radnog i postavlja se u manji broj žljebova.

Razmotrimo detaljno proces pokretanja kada koristimo kapacitivnost C kao fazni element (slika 4.62, a). Na početnom namotaju P voltaža
Ú 1p = Ú 1 - Ú C= Ú 1 +jÍ1 P XC, odnosno fazno je pomaknut u odnosu na mrežni napon U 1 pričvršćen za radni namotaj R. Shodno tome, trenutni vektori u radu I 1p i pokretač I 1p namotaji su pomaknuti u fazi za određeni ugao. Odabirom kontejnera na određeni način fazni kondenzator, moguće je dobiti režim rada pri pokretanju koji je blizak simetričnom (slika 4.62, b), odnosno dobiti kružno rotaciono polje. Na sl. 4.62, prikazane su zavisnosti M = f(s) za motor sa uključenim startnim namotajem (kriva 1) i isključenim (kriva 2). Motor se pokreće u dijelovima ab karakteristike 1; u tački b startni namotaj se isključuje, a zatim motor radi u dijelovima sO karakteristike 2.

Od uključivanja drugog namotaja značajno se poboljšava mehaničke karakteristike motora, u nekim slučajevima se koriste jednofazni motori u kojima su namotaji A i B

Oba namota kondenzatorskih motora obično zauzimaju isti broj slotova i imaju istu snagu. Prilikom pokretanja kondenzatorski motor za povećanje startnog momenta preporučljivo je imati povećan kapacitet Cp + Sp. Nakon ubrzanja motora prema karakteristici 2 (slika 4.63, b) i smanjenja struje, dio kondenzatora CH se isključuje kako bi se povećao kapacitet u nazivnom režimu (kada struja motora postane manja nego pri pokretanju ) i osigurati rad motora u uslovima bliskim radu u kružnom rotacionom polju. U ovom slučaju motor radi na karakteristici 1.

Kondenzatorski motor ima visok cos φ. Njegovi nedostaci su relativno velika masa i dimenzije kondenzatora, kao i pojava nesinusoidne struje kada je napon napajanja izobličen, što u nekim slučajevima dovodi do štetnih efekata na komunikacijskoj liniji.

U uslovima lakih pokretanja (mali obrtni moment opterećenja tokom perioda pokretanja), koriste se motori sa startnim otporom R(Sl. 4.64, a). Prisutnost aktivnog otpora u krugu startno namotavanje obezbeđuje manji fazni pomak φr između napona i struje u ovom namotu (slika 4.64, b) od pomaka faze φr u radnom namotu. S tim u vezi, struje u radnom i startnom namotaju se pomiču u fazi za ugao φr - φp i formiraju asimetrično (eliptično) rotaciono polje, zbog čega nastaje početni moment. Motori sa otporom pokretanja pouzdani su u radu i masovno se proizvode. Otpor pokretanja ugrađen je u kućište motora i hladi se istim zrakom koji hladi cijeli motor.

Monofazni mikromotori sa oklopljenim polovima. Kod ovih motora, namotaj statora spojen na mrežu je obično koncentrisan i montiran na istaknutim polovima (slika 4.65, a), čiji su listovi utisnuti zajedno sa statorom. Na svakom polu, jedan od vrhova je prekriven pomoćnim namotajem koji se sastoji od jednog ili više kratkospojnih zavoja koji štite od 1/5 do 1/2 luka polova. Rotor motora je konvencionalnog tipa sa kaveznim kavezom.

Magnetski fluks mašine stvoren namotajem statora (polni fluks) može se predstaviti kao zbir dve komponente (slika 4.65, b) Fp = Fp1 + Fp2, gde je Fp1 fluks koji prolazi kroz deo pola koji nije pokriveno skretanjem u kratkom spoju; Fp2 - fluks koji prolazi kroz dio pola koji je zaštićen kratkospojnim zavojnicama.

Tokovi Fp1 i Fp2 prolaze kroz različite delove stuba, odnosno pomeraju se u prostoru za ugao β. Osim toga, oni su fazno pomaknuti u odnosu na MMF F n namotaja statora pod različitim uglovima - γ1 i γ2. To se objašnjava činjenicom da se svaki pol opisanog motora u prvoj aproksimaciji može smatrati transformatorom, čiji je primarni namotaj statorski namotaj, a sekundarni namotaj kratkospojeni zavoj. Tok namotaja statora inducira emf u kratkospojenoj zavojnici E do (slika 4.65, c), kao rezultat toga nastaje struja I k i MDS F k, preklapanje sa MDS F n namotaja statora. Komponenta reaktivne struje I k smanjuje fluks Fp2, a aktivni ga pomera u fazi u odnosu na MMF F P . Budući da protok Fp1 ne pokriva kratko spojeni zavoj, ugao γ1 ima relativno mali veliki značaj(4-9°) - približno isti kao i fazni ugao između fluksa transformatora i MDS-a primarni namotaj u stanju mirovanja. Ugao γ2 je mnogo veći (oko 45°),

Tokovi Fp1 i Fp2, pomereni u prostoru za ugao β i pomereni u fazi u vremenu za ugao γ = γ2 - γl, formiraju eliptično rotirajuće magnetsko polje (vidi Poglavlje 3), koje proizvodi obrtni moment koji deluje na rotor motora u smjer od prvog stupa, koji nije pokriven kratkospojnim zaokretom, do drugog vrha (u skladu sa izmjenom maksimuma "faznih" tokova).

Za povećanje startnog momenta dotičnog motora približavanjem njegovog obrtnog polja kružnom, razne načine: između polova susjednih polova ugrađuju se magnetni šantovi koji jačaju magnetnu vezu između glavnog namotaja i kratkospojenog zavoja i poboljšavaju oblik magnetnog polja u zračnom zazoru; povećati zračni razmak ispod vrha, koji nije pokriven skretanjem kratkog spoja; koristite dva ili više kratkospojnih zavoja na jednom vrhu s različitim uglovima pokrivanja. Postoje i motori bez kratkospojnih zavoja na polovima, ali sa asimetričnim magnetnim sistemom: različite konfiguracije pojedinačni dijelovi stupove i različite zračne šupljine. Takvi motori imaju manji početni moment od motora sa zasjenjenim polovima, ali je njihova efikasnost veća, jer nemaju gubitaka snage u kratkospojnim zavojima.

Razmatrani dizajni motora sa zasjenjenim polovima su nepovratni. Za implementaciju obrnutog kretanja u takvim motorima, umjesto kratkospojnih zavoja, koriste se zavojnice B1, B2, B3 I U 4(Sl. 4.65, V), od kojih svaki pokriva pola stuba. Kratak spoj na par zavojnica U 1 I U 4 ili U 2 I U 3,možete zaštititi jednu ili drugu polovinu pola i tako promijeniti smjer rotacije magnetnog polja i rotora.

Motor sa zasjenjenim polovima ima nekoliko značajne nedostatke: relativno velika dimenzije i masa; niski cos φ ≈ 0,4 ÷ 0,6; niska efikasnost η = 0,25 ÷ 0,4 zbog veliki gubici u kratkom spoju; mali startni moment itd. Prednosti motora su jednostavnost dizajna i, kao rezultat, visoka pouzdanost u radu. Zbog odsustva zubaca na statoru, buka motora je neznatna, pa se često koristi u uređajima za reprodukciju muzike i govora.

U svakodnevnom životu i tehnologiji, gdje su potrebni motori male snage, često se koriste takozvani jednofazni asinhroni motori. Jednofazni motor se razlikuje od trofaznog po tome što njegov stator ima jedan namotaj (ponekad dva) i napaja se iz jednofazne mreže. Rotor ovih motora, zbog njihove male snage, uvijek je kratko spojen u obliku kotača i ne razlikuje se od rotora trofaznog motora.

Ako je namotaj jednofaznog motora spojen na mrežu, tada će naizmjenična struja koja teče kroz njega pobuđivati ​​u stroju, dok je njegov rotor nepomičan, naizmjenično magnetsko polje čija je os također nepokretna. Ovo polje će inducirati struje u namotu rotora, čija će interakcija s magnetnim poljem dovesti do pojave sila suprotno usmjerenih u desnoj i lijevoj polovini rotora, zbog čega će rezultirajući moment koji djeluje na rotor biti jednak nuli. Stoga, u prisustvu jednog namotaja, početni startni moment jednofaznog motora je

jednak je nuli, tj. takav motor neće moći samostalno da se kreće. Međutim, ako se uz pomoć neke vanjske sile rotoru da određena brzina rotacije, on će početi da se okreće.

Monofazni motori se pokreću pomoću jednog ili drugog uređaja za pokretanje. Rad ovih uređaja zasniva se na korišćenju svojstva dva magnetna fluksa, pomerenih u prostoru za 90° i van faze za pi/2, za stvaranje rotacionog magnetnog polja.

8.8.1. Monofazni motori sa startnim namotajem

Na statoru takvog motora, osim radni namotaj RO postoji tzv PO početno namotavanje, rotirano u prostoru u odnosu na radni namotaj za 90° (Sl.

U trenutku pokretanja, startni namotaj se zatvara dugmetom DO,i u Kao rezultat spajanja transformatora, u njemu se pojavljuje struja, pomaknuta u fazi u odnosu na struju napajanja za gotovo pi/2. Ove struje stvaraju rotirajuće magnetno polje koje ubrzava rotor. Nakon ubrzanja, startni namotaj se otvara i ne učestvuje u daljem radu motora. Motori s takvim startom ponekad se nalaze u domaćinstvu mašine za pranje veša.

8.8.2. Kondenzatorski motori

Kod ovih motora radni i startni namotaji statora su također pomaknuti na statoru jedan u odnosu na drugi za 90°. Tokom pokretanja, početno namotavanje softvera se povezuje na mrežu pomoću dugmeta TO kroz kondenzator WITH(Sl. 8.15), zbog čega se struja u početnom namotaju u fazi razlikuje od struje u radnom namotu za pi/2, što osigurava ubrzanje rotora.

Neki motori koriste dva kondenzatora povezana paralelno. C1 I WITH 2 - oba se koriste kada

startup, i jedan od njih (SA 2 ) ostaje uključen tokom

rada motora, zbog čega oba namotaja rade (slika 8.16).

Kondenzatorski motori imaju bolje startne i radne karakteristike u odnosu na druge jednofazne motore, zbog čega su i najšire korišteni.

8.8.3. Monofazni zasjenjeni motori

struja je u fazi sa EMF-om i zaostaje za fluksom namota za pi/2.

Ova struja u prstenu stvara sopstveni magnetni tok, koji je u fazi sa njim. Dakle, dva magnetna fluksa, pomjerena u fazi za pi/2, djeluju ispod pola, formirajući rotirajuće magnetsko polje. Ovo magnetno polje zajedno sa sobom nosi i kavezni rotor.

Motori sa zasjenjenim polovima se široko koriste za pogone male snage (filmski projektori, ventilatori, itd.).

Spajanje trofaznih motora na jednofaznu mrežu

U mnogim slučajevima, trofazni asinhroni motori mogu biti povezani na jednofaznu AC mrežu.

Na sl. 8.18, a, b prikazuje dijagrame povezivanja za trofazne motore, u kojima su spojena samo tri kraja namota. Kondenzator WITH stvara dodatni fazni pomak

između struje I voltaža , pružanje početni pokretač momenat. Veličina ovog kondenzatora je izračunata ili odabrana tako da se osigura približno jednakost sve tri fazne struje. Na sl. 8.18 in, G prikazuje dijagrame povezivanja trofaznih asinkronih motora, u kojima je spojeno svih šest krajeva namotaja statora. Uključivanje trofaznih motora u jednofaznu mrežu omogućava vam da od njih dobijete samo 40-50% njihove nazivne snage u trofaznom načinu rada.

– Riječ je o motoru male snage (do 1500 W) koji se koristi u instalacijama u kojima praktički nema opterećenja na vratilu u trenutku pokretanja, kao i u slučajevima kada se motor može napajati samo iz jednofazna mreža. Najčešće se takvi motori koriste u mašinama za pranje veša, malim ventilatorima itd.

Jednofazni motor je sličan po strukturi trofazni asinhroni motor, razlika je u broju faznih namotaja; jednofazni nema tri, već dva namota - početak i rad, a stalno radi samo jedan namotaj - radni.

Da bi se rotor asinhronog motora kretao, namotaj statora mora stvoriti rotirajuće magnetsko polje. IN trofazni motor, takvo polje nastaje zahvaljujući trofazni namotaj. Ali radni namotaj jednofaznog motora ne stvara rotirajuće, već pulsirajuće magnetsko polje. Ovo polje se može razložiti na dva - direktno i obrnuto. Direktno polje rotira sinhronom brzinom n 1 u smjeru rotacije rotora i stvara glavni elektromagnetski moment. Proklizavanje rotora u odnosu na direktno polje je jednako

Obrnuto polje rotira prema rotoru, stoga je brzina rotora negativna u odnosu na ovo polje

Svako polje inducira emf, zbog čega struje počinju teći kroz rotor. Frekvencije ovih struja su proporcionalne klizanju (f t =f·s), a iz gore izvedenih formula možemo zaključiti da je frekvencija struje indukovane obrnutim poljem mnogo veća od frekvencije struje prednjeg polja. U tom smislu, induktivna reaktancija, koja raste sa povećanjem frekvencije, postaje veoma važna i postaje mnogo veća od aktivne otpor. Stoga je struja obrnutog polja praktički induktivna i ima demagnetizirajući učinak na tok obrnutog magnetskog polja. Kao posljedica toga, obrtni moment koji stvara ovo polje je mali i usmjeren je protiv rotacije rotora.

U momentu kada rotor miruje, osovina simetrije između ova dva polja je takođe nepokretna, što znači da se ne stvara rotaciono magnetno polje, a kao rezultat toga, motor ne radi. Da biste ga pokrenuli, morate rotirati rotor tako da se os simetrije pomiče. Ali nema smisla to raditi mehanički, pa su stvorili jednofazni motor kako bi pokrenuli startno namotavanje. Početni namotaj, zajedno sa radnim namotajem, stvara rotirajuće magnetsko polje neophodno za pokretanje motora. Da biste to učinili, potrebno je da MMF oba namota bude jednak, a da ugao između njih bude 90°. Osim toga, potrebno je da se struje u ovim namotajima pomaknu za 90°. U ovom slučaju, tzv kružno magnetno polje, pri čemu je rezultirajući elektromagnetski moment maksimalan. Međutim, ako su ovi uslovi ispunjeni odstupanjima, tada a eliptično magnetno polje, pri čemu je obrtni moment manji zbog povećanog kočionog momenta reverznog polja.

U realnim uslovima, jednofazni motor se pokreće istovremenim pritiskom na dugmad koja napajaju napajanje i spajaju startni namotaj u kolo.

Da bi se stvorio fazni pomak od 90° između struja radnog i startnog namotaja, koriste se elementi za pomjeranje faze (FE). To može biti aktivni otpor kalem ili kondenzator. Monofazni motori s aktivnim otporom kao elementom za pomicanje faze postali su široko rasprostranjeni. Povećanje otpora startnog namota postiže se smanjenjem poprečnog presjeka žice, a budući da ovaj namotaj radi kratko vrijeme u trenutku pokretanja, to ne uzrokuje štetu namotu.

Ali, aktivni otpor, kao i induktivni otpor, ne stvara potreban pomak od 90° između struja, već takav pomak stvara kondenzator. Kapacitet ovog kondenzatora je odabran na način da početna struja namotaja bude ispred napona u fazi za određeni ugao, koji je neophodan da pomak između struja postane 90°. Zahvaljujući tome, stvara se kružno magnetsko polje. Ali, kondenzatori se rjeđe koriste kao fazni element, jer da bi se osiguralo miješanje od 90°, potreban vam je kondenzator velikog kapaciteta i, po pravilu, relativno visokog napona. Osim toga, dimenzije ovog kondenzatora su velike, što također igra ulogu.