Dvofazni AC motori. Monofazni asinhroni motori. Uređaj i princip rada

Jednostavna konverzija napona naizmjenična struja učinilo ga najšire korištenim u opskrbi električnom energijom. U oblasti projektovanja elektromotora otkrivena je još jedna prednost naizmenične struje: mogućnost stvaranja rotacionog magnetnog polja bez dodatnih transformacija ili sa minimalnim brojem istih.

Stoga je i pored određenih gubitaka zbog reaktivnog (induktivnog) otpora namotaja, lakoća stvaranja AC elektromotora doprinijela pobjedi nad istosmjernim napajanjem početkom 20. stoljeća.

U osnovi, AC elektromotori se mogu podijeliti u dvije grupe:

Asinhroni

Kod njih se rotacija rotora razlikuje po brzini od rotacije magnetskog polja, zbog čega mogu raditi na raznim brzinama. Ovaj tip AC motora je danas najčešći. Sinhroni

Ovi motori imaju čvrstu vezu između brzine rotora i brzine rotacije magnetnog polja. Teže ih je proizvesti i manje fleksibilne u upotrebi (promjena brzine kada fiksna frekvencija opskrbna mreža je moguća samo promjenom broja polova statora).

Koriste se samo pri velikim snagama od nekoliko stotina kilovata, pri čemu njihova veća efikasnost u odnosu na asinkrone elektromotore značajno smanjuje gubitke toplote.

AC ELEKTRIČNI MOTOR ASINHRONI

Najčešći tip asinhronog motora je elektromotor sa kaveznim rotorom tipa "kavez s vjevericom", gdje je u kosim žljebovima rotora postavljen skup provodljivih šipki, spojenih na krajevima prstenovima.

Povijest ovog tipa elektromotora seže više od stotinu godina, kada je uočeno da provodni objekt smješten u procjepu jezgra elektromagneta naizmjenične struje ima tendenciju da izbije iz njega uslijed pojave inducirane emf. sa suprotnim vektorom u njemu.

Dakle, asinhroni motor sa kaveznim rotorom nema nikakve mehaničke kontaktne jedinice osim ležajnih ležajeva rotora, što motorima ovog tipa obezbeđuje ne samo niska cijena, ali i najveću izdržljivost. Zahvaljujući tome, elektromotori ovog tipa postali su najčešći u modernoj industriji.

Međutim, oni također imaju određene nedostatke koje se moraju uzeti u obzir pri projektiranju asinkronih elektromotora ovog tipa:

Visoka startna struja– budući da je u ovom trenutku asinhroni elektromotor bez četkica priključen na mrežu, aktivni otpor Namotaj statora još nije pod utjecajem magnetskog polja koje stvara rotor, javlja se snažan nalet struje, nekoliko puta veći od nazivne potrošnje struje.

Ova karakteristika rada motora ovog tipa mora biti uključena u sva projektovana napajanja kako bi se izbjegla preopterećenja, posebno pri povezivanju asinhronih elektromotora na mobilne generatore ograničene snage.

Kratko Početni moment – elektromotori s kaveznim namotajima imaju izraženu ovisnost momenta o brzini, pa je njihovo uključivanje pod opterećenjem krajnje nepoželjno: vrijeme za postizanje nominalnog načina rada i početne struje značajno se povećavaju, namotaj statora je preopterećen.

To se, na primjer, dešava kada uključite pumpe za duboke bunare– u njihovim strujnim krugovima potrebno je uzeti u obzir petostruku do sedmostruku rezervu struje.

Nemogućnost direktnog pokretanja u krugovima jednofazna struja - da bi se rotor počeo okretati, potrebno je startno guranje ili uvođenje dodatnih faznih namotaja, pomaknutih u fazi jedan u odnosu na drugi.

Za početak asinhroni elektromotor AC u jednofaznoj mreži koristi ili ručno uključeni startni namotaj, koji se isključuje nakon okretanja rotora, ili drugi namotaj povezan preko elementa za pomjeranje faze (najčešće kondenzator potrebnog kapaciteta).

Nedostatak mogućnosti za postizanje velike brzine rotacije- iako rotacija rotora nije sinkronizirana sa frekvencijom rotacije magnetskog polja statora, ne može je unaprijediti, stoga je mreža 50 Hz maksimalna brzina za asinhroni elektromotor sa kaveznim rotorom - ne više od 3000 o/min.

Povećanje brzine rotacije asinhronog motora zahtijeva korištenje frekventni pretvarač(inverter), što takav sistem čini skupljim od brušenog motora. Osim toga, kako se frekvencija povećava, povećavaju se i reaktivni gubici.

Poteškoće u organizaciji obrnutog- to zahtijeva potpuno zaustavljanje motora i ponovno prebacivanje faza, u jednofaznoj verziji - fazni pomak u početnom ili drugom faznom namotu.

Najprikladnije je koristiti asinhroni elektromotor u industrijskoj trofaznoj mreži, jer stvaranje rotacionog magnetskog polja provode sami fazni namoti bez dodatnih uređaja.

U stvari, lanac koji se sastoji od trofazni generator i elektromotor, može se smatrati primjerom električnog prijenosa: pogon generatora stvara rotirajuće magnetsko polje u njemu, koje se pretvara u oscilacije električna struja, zauzvrat pobuđujući rotaciju magnetnog polja u elektromotoru.

Osim toga, upravo s trofaznim napajanjem asinhroni elektromotori imaju najveću efikasnost, jer se u jednofaznoj mreži magnetsko polje koje stvara stator u suštini može razložiti na dva antifazna, što povećava beskorisne gubitke zbog prezasićenja. jezgra. Stoga se snažni monofazni elektromotori obično izrađuju pomoću sklopa komutatora.

KOLEKTOR ELEKTROMOTORA AC

U elektromotorima ovog tipa magnetsko polje rotora stvaraju fazni namotaji spojeni na komutator. Zapravo, brušeni AC motor se razlikuje od motora jednosmerna struja samo po onome što je uključeno u njen obračun reaktansa namotaja

U nekim slučajevima se čak stvaraju i univerzalni komutatorski motori, gdje namotaj statora ima izvod iz nekompletnog dijela za uključivanje u mrežu naizmjenične struje, a izvor istosmjerne struje može se priključiti na cijelu dužinu namota.

Prednosti ovog tipa motora su očigledne:

Mogućnost rada pri velikim brzinama omogućava vam stvaranje komutatorskih elektromotora sa brzinom rotacije do nekoliko desetina hiljada okretaja u minuti, svima poznatih iz električnih bušilica.

Nema potrebe za dodatnim uređajima za pokretanje za razliku od kaveznih motora.

Visok startni moment, što ubrzava povratak u radni režim, uključujući i pod opterećenjem. Štaviše, obrtni moment elektromotora komutatora je obrnuto proporcionalan brzini i, kako raste opterećenje, omogućava izbjegavanje pada brzine rotacije.

Lakoća kontrole brzine- pošto zavise od napona napajanja, za podešavanje brzine rotacije u najširem opsegu Dovoljno je imati jednostavan triac regulator napona. Ako regulator pokvari, komutatorski motor se može spojiti direktno na mrežu.

Manja inercija rotora- može se učiniti mnogo kompaktnijim nego kod kratkog spoja, zbog čega sam komutatorski motor postaje primjetno manji.

Također, komutatorski motor se može jednostavno preokrenuti, što je posebno važno pri izradi raznih vrsta električnih alata i brojnih alatnih mašina.

Iz ovih razloga, komutatorski motori su široko rasprostranjeni u svim monofaznim potrošačima gdje je neophodna fleksibilna kontrola brzine: u ručni električni alat, usisivači, kuhinjski aparati i tako dalje. Međutim, broj karakteristike dizajna određuje specifičnosti rada komutatorskog elektromotora:

Komutatorski motori zahtijevaju redovnu zamjenu četkica, koje se vremenom troše. Sam kolektor se takođe haba, dok je motor sa kaveznim rotorom, kao što je već napisano, pod uslovom da se ležajevi retko menjaju, praktično večan.

Neizbežno varničenje između komutatora i četkica (razlog pojave poznatog mirisa ozona tokom rada komutatorskog elektromotora) ne samo da dodatno skraćuje životni vek, već zahteva i povećane mere bezbednosti tokom rada zbog verovatnoće paljenje zapaljivih gasova ili prašine.

© 2012-2017 Sva prava pridržana.

Svi materijali predstavljeni na ovoj stranici su samo u informativne svrhe i ne mogu se koristiti kao smjernice ili regulatorni dokumenti.

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. Monofazni mikromotori se obično koriste u kućanskim aparatima i automatskim uređajima, jer se ti uređaji i uređaji obično napajaju iz jednofazne mreže naizmjenične struje.

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

(vidi Poglavlje 3) distribucija MMF-a i indukcije u vazdušnom zazoru je blizu sinusoidalne. Budući da naizmjenična struja prolazi kroz namotaj, MMF pulsira u vremenu s frekvencijom mreže. Indukcija u proizvoljnoj tački zračnog raspora

B x = u m sinωtcos (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

B x = 0,5V t sin (ωt - πh/τ) + 0,5V t 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 n ave. Tada klizanje rotora u odnosu na tok F itd

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

Proklizavanje rotora u odnosu na protok F arr.

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

Iz (4.100) i (4.101) slijedi da

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

Elektromagnetski momenti M at M Revers 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 je manja od brzine vrtnje trofazni motor, zbog prisustva kočionog momenta generiranog obrnutim poljem;

c) karakteristike performansi jednofaznog motora su lošije od onih kod trofaznog motora; ima povećano klizanje pri nazivnom opterećenju, manju efikasnost, 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

budući da je u ovom slučaju koeficijent namotaja mali, potrošnja bakra se povećava otprilike 1,5 puta, dok se snaga povećava samo za 12%.

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 aktivnog otpora. 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 +jÍ 1 P X C, 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

stalno uključen (slika 4.63, a). Takvi motori se nazivaju kondenzatorski motori.

Oba namota kondenzatorskih motora obično zauzimaju isti broj slotova i imaju istu snagu. Prilikom pokretanja kondenzatorskog motora, za povećanje startnog momenta, preporučljivo je imati povećani kapacitet C p + C p. Nakon ubrzanja motora prema karakteristici 2 (Sl. 4.63, b) i smanjenja struje, dio kondenzatora Cn se isključuje tako da u nazivnom režimu (kada struja motora postane manja nego pri pokretanju) povećava kapacitivnost i osigurava 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). Prisustvo aktivnog otpora u početnom kolu namotaja osigurava manji fazni pomak φ p između napona i struje u ovom namotu (slika 4.64, b) od pomaka faze φ p u radnom namotu. S tim u vezi, struje u radnom i startnom namotu se pomiču u fazi za ugao φ p - φ p 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) F p = F p1 + F p2, gde je F p1 fluks koji prolazi kroz deo pola koji nije pokriven kratkim spojem ovim uvrtanjem; F p2 je 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 - γ 1 i γ 2. 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 protok F p2, a aktivni ga pomera u fazi u odnosu na MMF F n. Pošto protok F p1 ne pokriva kratkospojni zavoj, ugao γ 1 ima relativno malu vrijednost (4-9°) - približno istu kao i kut faznog pomaka između toka transformatora i MDS-a. primarni namotaj u stanju mirovanja. Ugao γ 2 je mnogo veći (oko 45°), odnosno isti kao u transformatoru sa sekundarnog namotaja kratkog spoja (na primjer, u mjernom strujnom transformatoru). To se objašnjava činjenicom da su gubici snage, o kojima ovisi kut γ 2, određeni ne samo gubicima magnetske snage u čeliku, već i električnim gubicima u kratkospojnom zavoju.

Rice. 4.65. Konstrukcijski dijagrami jednofaznog motora sa oklopljenim polovima i njegovim
vektorski dijagram:
1 - stator; 2 - namotaj statora; 3 - kratkog spoja
turn; 4 - rotor; 5 - motka

Tokovi Fp1 i Fp2, pomereni u prostoru za ugao β i pomereni u fazi u vremenu za ugao γ = γ 2 - γ l, formiraju eliptično rotirajuće magnetsko polje (vidi Poglavlje 3), koje proizvodi obrtni moment koji deluje na rotor motor u smjeru od prvog polnog dijela, koji nije pokriven kratkospojnim zaokretom, do drugog vrha (u skladu sa izmjenom maksimalnih tokova "faza").

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.

Monofazni elektromotor od 220 V je poseban mehanizam koji se široko koristi za ugradnju u razne uređaje. Može se koristiti u kućne i industrijske svrhe. Ishrana elektromotor izvodi se iz obične utičnice, koja mora imati snagu od najmanje 220 volti. U ovom slučaju morate obratiti pažnju na frekvenciju od 60 herca.

U praksi je dokazano da se monofazni elektromotor od 220 V prodaje zajedno sa uređajima koji pomažu transformaciji energije električno polje , a također akumuliraju potreban naboj pomoću kondenzatora. Moderni modeli, koji se proizvode inovativnim tehnologijama, elektromotori od 220V su dodatno opremljeni opremom za osvjetljavanje radnog mjesta uređaja. Ovo se odnosi na unutrašnje i vanjske dijelove.

Važno je zapamtiti da kapacitet kondenzatora mora biti uskladišten u skladu sa svim osnovnim zahtjevima. Najbolja opcija- ovo je mesto gde temperatura vazduha ostaje nepromenjena i nije podložan nikakvim fluktuacijama. U sobi temperaturni režim ne bi trebalo pasti na minus vrijednost.

Dok koristite motor, stručnjaci preporučuju mjerenje vrijednosti kapacitivnosti kondenzatora s vremena na vrijeme.

Asinhroni motori se danas široko koriste za razne proizvodni procesi. Ovaj model elektromotora se koristi za različite pogone. Jednofazni asinhroni dizajni pomoć u pogonu mašina za obradu drveta, pumpi, kompresora, uređaja industrijska ventilacija, transporteri, liftovi i mnoga druga oprema.

Elektromotor se također koristi za pogon opreme male mehanizacije. To uključuje sjeckalice za hranu i miješalice za beton. Potrebno je kupiti takve strukture samo od provjerenih dobavljača. Prije kupovine preporučljivo je provjeriti certifikate o usklađenosti i garanciju proizvođača.

Dobavljači moraju svojim kupcima obezbijediti servisno održavanje elektromotor u slučaju njegovog kvara ili kvara. Ovo je jedna od glavnih komponenti koja se završava tokom montaže pumpne jedinice.

Postojeća serija elektromotora

Danas industrijska preduzeća proizvesti sljedeće serije jednofazni elektromotor 220V:

Apsolutno svi motori podijeljena dizajn , prema načinu ugradnje, kao i stepenu zaštite. To vam omogućava da zaštitite strukturu od vlage ili mehaničkih čestica.

Karakteristike elektromotora serije A

Električni monofazni motori serije A su unificirani asinhroni dizajn. Zatvoreni su od vanjskih utjecaja pomoću rotora s vjevericama.

Struktura elektromotora ima sljedeće grupe performansi:

Cijena jednofaznog 220V elektromotora ovisi o seriji.

Koje vrste motora postoje?

Monofazni motori dizajnirani su za opremanje električnih pogona za kućne i industrijske potrebe. Takvi dizajni se proizvode u skladu sa državnim standardima.

3-7. UREĐAJ ASINHRONIH MONOFAZNIH ELEKTROMOTORA

Na sl. Na slici 3-16 prikazan je dizajn asinhronog monofaznog elektromotora tipa AOLB sa ugrađenim startnim otpornikom. Stator elektromotora je sastavljen od štancanih limova elektro čelika 15, presovanih i izlivenih u aluminijumsku školjku (kućište statora) sa duplim zidovima 13. Između zidova su formirani kanali za vazdušno hlađenje površine statora. Dva poklopca 2 i 17, liveni od legure aluminijuma, postavljaju se na mesta za oštrenje kućišta statora.

Na prednji poklopac 17 stavlja se utisnuta kapica 18 sa rupama na kraju. Kroz ove rupe, kada se rotor okreće, ventilator 19, postavljen na kraju osovine rotora, uvlači vazduh. Ventilator je izliven od legure aluminijuma i pričvršćen za osovinu vijkom.

Listovi statora su utisnuti sa 24 kruškolikih žljebova. Od toga, 16 utora zauzimaju žice radnog namotaja, a 8 utora zauzimaju žice početnog namotaja. Izlazni krajevi radnog i startnog namotaja izvode se do kontaktnih vijaka 4 koji se nalaze u priključnoj kutiji 11. Jezgro rotora je sastavljeno od limova 12 elektro čelika i utisnuto na valovitu površinu srednjeg dijela osovine 1. Aluminijski namotaj 14 sa prstenovima za zatvaranje i lopaticama ventilatora ulijeva se u žljebove rotora. Svrha ventilatora je izbacivanje zagrijanog zraka prema ohlađenim vanjskim zidovima kućišta.

Na rotoru je postavljen centrifugalni prekidač za startni namotaj. Sastoji se od dvije poluge 7 sa protivtegom 9, koje se nalaze na osovinama 8, koje su utisnute u četiri lopatice ventilatora. Poluge su pritisnute klinovima 6 na plastičnu čahuru 5, koja labavo leži na osovini. Kada se rotor ubrza, kada se njegova frekvencija rotacije približi nominalnoj vrijednosti, protuteži se razilaze pod utjecajem centrifugalne sile, okrećući poluge oko osi.

U ovom slučaju, rukav 5 se pomiče udesno, pritiskajući oprugu 10, i oslobađa kontakt opruge 4, koji zatvara krug startnog namotaja. Kada rotor miruje, ovaj kontakt je zatvoren na kraju čaure sa stacionarnim kontaktom 3.

Pokretni i fiksni kontakti su montirani izolaciona ploča na zadnji poklopac elektromotora 2. Na njemu je montiran termički relej koji pri pregrijavanju isključuje elektromotor iz mreže. Stalak 16 sa četiri klina služi za montažu elektromotora.

Dijagram povezivanja elektromotora prikazan je na sl. 3-17.

Napon napajanja se dovodi do terminala C 1 i C 2. Sa ovih terminala napon se dovodi do radnog namotaja preko kontakata termalni relej RT, koji se sastoji od namotaja, bimetalne trake i kontakata. Kada se elektromotor zagrije iznad dozvoljene granice, ploča se savija i otvara kontakte. At kratki spoj Velika struja će teći kroz namotaj termičkog releja, ploča će se brzo zagrijati i otvoriti kontakte. U ovom slučaju, radni C i početni P namotaji će biti bez napona, jer se oba napajaju preko termičkog releja. Dakle, termalni relej štiti elektromotor i od preopterećenja i od kratkih spojeva.

Početni namotaj se napaja sa terminala C 1 i C 2 preko kratkospojnika C 2 - P 1, kontakata centrifugalnog prekidača VTs, kratkospojnika VTs - RT, kontakata termičkog releja RT. Prilikom pokretanja elektromotora, kada rotor dostigne brzinu rotacije od 70-80% nazivne brzine, kontakti centrifugalnog prekidača će se otvoriti i startni namotaj će se isključiti iz mreže. Kada se elektromotor uključi, kada se brzina rotora smanji, kontakti centrifugalnog prekidača će se ponovo zatvoriti i početni namot će biti pripremljen za sljedeći start.

Na sl. Na slici 3-18 prikazan je dizajn asinhronog elektromotora tipa ABE.Ovi motori su povezani na mrežu sa stalno uključenim pomoćnim namotajem, u čijem je kolu kondenzator spojen serijski (slika 3-9) Elektromotori tipa ABE nemaju kruto kućište i stoga se nazivaju ugrađenim. Elektromotori su povezani na pogonski mehanizam pomoću prirubnice ili držača.

Kućište elektromotora je paket jezgra statora 1, izrađen od limova elektro čelika debljine 0,5 mm. Pakovanje se presuje i puni pod pritiskom legura aluminijuma. Na krajevima statora nalaze se tlačni prstenovi 5 i četiri aluminijske šipke koje ih zatežu. Prorezi statora sadrže zavojnice 6 radnog i pomoćnog namotaja. Štitnici ležaja 4 i 7. Krajevi namotaja 8 izvode se kroz gumenu čahuru 9 u štitu ležaja kako bi se spojili na mrežu. Štitovi ležaja su zategnuti sa četiri klina.

Rotor elektromotora je sastavljen od limova elektro čelika i punjen aluminijumom 2. Zajedno sa namotajem rotora, izlivaju se krila ventilatora za hlađenje elektromotora. Rotor se okreće u dva kuglična ležaja 3.

Elektromotori imaju abecedne i digitalne oznake tipa, na primjer, elektromotor AVE 041-2 se dešifrira na sljedeći način: A - asinhroni, B - ugrađeni, E - jednofazni,

4 je broj veličine, 1 je serijski broj dužine jezgre statora, a broj 2 odvojen crticom je broj polova.

3-8. SINHRONI MONOFAZNI ELEKTROMOTORI

U nekim slučajevima su potrebni elektromotori čija brzina rotacije mora biti strogo konstantna bez obzira na opterećenje. Kao takvi, koriste se sinhroni elektromotori kod kojih je brzina rotacije rotora uvijek jednaka frekvenciji rotacije magnetskog polja i određena je (3-2). Postoji mnogo vrsta sinhronih elektromotora, i trofaznih i jednofaznih. Ovdje razmatramo samo dva od njih jednostavnog tipa jednofazni sinhroni elektromotori: reaktivni i kondenzatorski reaktivni.

Na sl. 3-19 prikazano dijagram dizajna najjednostavniji jednofazni reluktantni motor, poznat u tehnologiji kao La Cura kotači. Stator 1 i rotor 2 sastavljeni su od štancanih limova od elektro čelika. Zavojnica koju pokreće jednofazna mreža naizmjenične struje namotana je na stator, stvarajući pulsirajuće magnetsko polje. Reluktantni motor je dobio ime jer se rotor rotira zbog reakcije dvije sile magnetskog privlačenja.

Sa pulsirajućim poljem, elektromotor nema startni moment i mora se okretati ručno. Magnetske sile koje djeluju na zupce rotora uvijek ga nastoje postaviti nasuprot polova statora, jer će u tom položaju otpor magnetnom toku biti minimalan. Međutim, rotor, po inerciji, prolazi ovu poziciju za vrijeme kada se pulsirajuće polje smanjuje. Sa sljedećim povećanjem magnetskog polja, magnetske sile djeluju na drugi zub rotora, a njegova rotacija će se nastaviti. Za stabilan rad, rotor mlaznog motora mora imati veliku inerciju.

Mlazni motori rade stabilno samo pri niskoj brzini rotacije od 100-200 o/min. Njihova snaga obično ne prelazi 10-15 W. Frekvencija rotacije rotora određena je frekvencijom napojne mreže f i brojem zubaca rotora Z. Pošto se tokom jednog poluciklusa promjene magnetnog fluksa rotor rotira za 1/Z okretaja, onda se za 1 minutu sadrži 60 2 f poluciklusa, okrenut će se za 60 2 f/Z okreta. Pri frekvenciji naizmjenične struje od 50 Hz, brzina rotora je:

Da bi se povećao obrtni moment, povećava se broj zubaca na statoru. Najveći efekat se može postići izradom onoliko zubaca na statoru koliko i na rotoru. U ovom slučaju, magnetske privlačnosti će djelovati istovremeno ne na par zubaca, već na sve zube rotora, a obrtni moment će se značajno povećati. U takvim elektromotorima, namotaj statora se sastoji od malih zavojnica koji su namotani oko oboda statora u prostorima između zubaca. Stariji tipovi električnih gramofona koristili su elektromotor sa 77 zubaca na statoru i rotoru, koji je osiguravao brzinu rotacije diska od 78 o/min. Rotor je bio integralan sa diskom na koji je ploča postavljena. Da biste pokrenuli električni motor, morali ste gurnuti disk prstom.

Stator sinhronog kondenzatorskog reluktantnog motora se ne razlikuje od statora kondenzatorskog asinhronog motora. Rotor elektromotora može se napraviti od rotora asinhronog elektromotora glodanjem žljebova u njemu prema broju polova (sl. 3-20). U ovom slučaju, šipke kaveza za vjeverice su djelomično odsječene. U tvorničkoj proizvodnji takvih elektromotora s rotorskim pločama otisnutim izbočinama polova, dio kaveznih šipki igra ulogu početnog namotaja. Rotor počinje da se okreće na isti način kao rotor asinhronog elektromotora, a zatim se uvlači u sinkronizam sa magnetsko polje a zatim rotira sinhronom brzinom.

Kvaliteta rada kondenzatorskog elektromotora uvelike ovisi o načinu rada u kojem elektromotor ima kružno rotaciono polje. Eliptičnost polja u sinhronom režimu dovodi do povećanja buke, vibracija i narušavanja ravnomernosti rotacije. Ako se kružno rotirajuće polje pojavi na asinhroni način rada, tada elektromotor ima dobar startni moment, ali male momente ulaska i izlaska iz sinkronizma. Kada se kružno polje pomjeri prema višim frekvencijama, startni moment se smanjuje, a momenti ulaska i izlaska iz sinhronizma se povećavaju. Najveći momenti ulaska i izlaska iz sinhronizma dobijaju se u slučaju kada se kružno rotaciono polje odvija u sinhronom režimu. U ovom slučaju, međutim, početni moment je znatno smanjen. Da bi se povećao, aktivni otpor kratkospojenog namota rotora obično se malo povećava.

Nedostatak nekih vrsta kondenzatorskih reluktantnih motora je zaglavljivanje rotora, što znači da se pri pokretanju rotor ne okreće, već se zaustavlja u nekom položaju.

Tipično, zaglavljivanje rotora se javlja kod elektromotora s nesretnim odnosom između veličina udubljenja i izbočina polova. Najveći reaktivni moment s malom snagom koju troši elektromotor postiže se kada je omjer polarnog luka b p prema podjelu polova t približno 0,5-0,6, a dubina udubljenja h je 9-10 puta veća od zraka razmak između izbočina polova i statora.

Pozitivno svojstvo kondenzatorskih reluktantnih motora je njihov visoki faktor snage, koji je znatno veći od trofaznih elektromotora, ponekad dostižući 0,9-0,95. To se objašnjava činjenicom da je induktivnost kondenzatorskog motora u velikoj mjeri kompenzirana kapacitivnošću kondenzatora.

Sinhroni reluktantni motori su najčešći sinhroni motori zbog svoje jednostavnosti dizajna, niske cijene i nedostatka kliznih kontakata. Našli su primenu u sinkronim komunikacionim krugovima, u zvučnom kinu, snimanju zvuka i televizijskim instalacijama.

3-9. UPOTREBA TROFAZNIH INDUKCIJSKIH ELEKTROMOTORA KAO JEDNOSOBNIH MOTORA

U praksi postoje slučajevi kada trebate spojiti trofazni elektromotor na jednofaznu mrežu. Ranije se vjerovalo da je za to potrebno premotavanje statora elektromotora. Trenutno su razvijene i testirane u praksi mnoge sheme za povezivanje trofaznih elektromotora. jednofazna mreža bez ikakvih promjena na namotajima statora.

Kao početni elementi koriste se kondenzatori.

Stezaljke namotaja statora trofaznog elektromotora imaju sljedeće oznake: C1—početak prve faze; C2—početak druge faze; SZ—početak treće faze; C4 - kraj prve faze; C5 - kraj druge faze; C6—kraj treće faze. Ove oznake su utisnute na metalne oznake postavljene na provodnike namotaja.

Namotaj trofaznog elektromotora može biti spojen u zvijezdu (sl. 3-21, a) ili u trokut (sl. 3-21, b). Prilikom spajanja u zvijezdu, počeci ili krajevi sve tri faze su povezani u jednu tačku, a preostala tri terminala su spojena na trofazna mreža. Prilikom spajanja u trokut, kraj prve faze se povezuje s početkom druge, kraj druge s početkom treće, a kraj treće s početkom prve. Od priključnih mjesta se uzimaju vodovi za spajanje elektromotora na trofaznu mrežu.

IN trofazni sistem razlikovati fazne i linearne napone i struje. Kada su povezani u zvijezdu, između njih se odvijaju sljedeći odnosi:

kada je spojen u trougao

Većina trofaznih elektromotora proizvodi se u dva linearni napon, na primjer 127/220 V ili 220/380 V. Pri nižim naponima mreže namotaj je spojen u trokut, a pri višim naponima u zvijezdu. Za takve elektromotore, svih šest izlaznih vodiča namota se izvode na ploču: stezaljke.

Međutim, postoje elektromotori za jedan mrežni napon, kod kojih je namotaj spojen u zvijezdu ili trokut unutar elektromotora, a samo tri vodiča su spojena na priključnu ploču. Naravno, u ovom slučaju bilo bi moguće rastaviti elektromotor, odvojiti međufazne veze i napraviti tri dodatna zaključka. Međutim, ne morate to učiniti koristeći jedan od dijagrama za spajanje elektromotora na jednofaznu mrežu, koji su dati u nastavku.

Šematski dijagram povezivanja trofaznog elektromotora sa šest terminala na jednofaznu mrežu prikazan je na Sl. 3-22, a. Da bi se to postiglo, dvije faze su povezane serijski i spojene na jednofaznu mrežu, a treća faza je spojena na njih paralelno, uključujući startni element 1 sa prekidačem 2. Aktivni otpor ili kondenzator može poslužiti kao početni element. U ovom slučaju, radni namotaj će zauzimati 2/3 utora statora, a početni namotaj će zauzimati 1/3. dakle, trofazni namotaj obezbeđuje potreban omjer žljebova između radnih i početni namotaji. Kod ove veze ugao između radnog i startnog namotaja je 90° el. (Sl. 3-22, b).

Kada povezujete dvije faze u seriju, morate osigurati da su uključene u skladu sa, a ne suprotno, kada je n. With. povezanih faza se oduzimaju. Kao što se može vidjeti iz dijagrama na sl. 3-22, a, c zajednička tačka spojeni su krajevi druge i treće faze C 5 i C 6.

Trofazni elektromotor se također može koristiti kao kondenzatorski motor prema dijagramu na sl. 3-23 sa jednim radnim kondenzatorom 1 ili sa radnim 1 i početnim kondenzatorom 2. Sa ovom šemom povezivanja, kapacitet radnog kondenzatora, μF, određuje se formulom:

gdje je I nazivna struja elektromotora, A; U - napon mreže, V.

Trofazni elektromotor sa tri terminala i namotajem statora spojenim zvijezdom spojen je na jednofaznu mrežu prema dijagramu na sl. 3-24. U ovom slučaju, kapacitet radnog kondenzatora određuje se formulom

Napon kondenzatora U 1 = 1,3 U.

Trofazni elektromotor sa tri terminala i namotom statora spojenim u trokut spojen je na jednofaznu mrežu prema dijagramu na sl. 3-25. Kapacitet radnog kondenzatora određuje se formulom

Napon kondenzatora U=1,15 V.

U sva tri slučaja kapacitet startni kondenzatori može se približno odrediti iz relacije

Prilikom odabira priključnog kruga, trebali biste se voditi naponom za koji je dizajniran trofazni elektromotor i naponom jednofazne mreže. Gde fazni napon trofazni

Primjer. Trofazni elektromotor snage 250 W, napon 127/220 V sa nazivna struja 2/1,15 A mora biti priključen na jednofaznu mrežu napona od 220 V.

Kada koristite dijagram na sl. Kapacitet radnog kondenzatora 3-24:

napon na kondenzatoru U 1 = 1,3 220 = 286 V.

Kapacitet startnog kondenzatora

Kada koristite trofazni elektromotor kao jednofazna snaga smanjuje se na 50%, kao jednofazni kondenzator - na 70% nazivne snage trofaznog elektromotora.

N.V. Vinogradov, Yu.N. Vinogradov
Kako sami izračunati i napraviti električni motor
Moskva 1974