Σπίτι · Μετρήσεις · Ηλεκτρικό κύκλωμα για ενεργοποίηση μονοφασικού ηλεκτροκινητήρα. Μονοφασικό ασύγχρονο

Ηλεκτρικό κύκλωμα για ενεργοποίηση μονοφασικού ηλεκτροκινητήρα. Μονοφασικό ασύγχρονο

Γεια σας, αγαπητοί αναγνώστες και καλεσμένοι της ιστοσελίδας του Ηλεκτρολόγου Σημειώσεις.

Με ρωτούν συχνά πώς μπορεί κανείς να διακρίνει την περιέλιξη εργασίας από την περιέλιξη εκκίνησης σε μονοφασικούς κινητήρες όταν δεν υπάρχουν σημάνσεις στα καλώδια.

Κάθε φορά πρέπει να εξηγείς αναλυτικά τι και πώς. Και σήμερα αποφάσισα να γράψω ένα ολόκληρο άρθρο για αυτό.

Ως παράδειγμα, θα πάρω έναν μονοφασικό ηλεκτροκινητήρα KD-25-U4, 220 (V), 1350 (rpm):

  • KD - κινητήρας πυκνωτή
  • 25 - ισχύς 25 (W)
  • U4 - κλιματική έκδοση

Ιδού η εμφάνισή του.



Όπως μπορείτε να δείτε, δεν υπάρχουν σημάνσεις (χρώμα και αριθμοί) στα καλώδια. Στην ετικέτα του κινητήρα μπορείτε να δείτε ποια σήμανση πρέπει να έχουν τα καλώδια:

  • εργασίας (C1-C2) - κόκκινα καλώδια
  • εκκίνηση (B1-B2) - μπλε καλώδια


Πρώτα απ 'όλα, θα σας δείξω πώς να προσδιορίσετε τις περιελίξεις λειτουργίας και εκκίνησης ενός μονοφασικού κινητήρα και στη συνέχεια θα συναρμολογήσω ένα διάγραμμα κυκλώματος για τη σύνδεσή του. Αλλά αυτό θα είναι το θέμα του επόμενου άρθρου. Πριν ξεκινήσετε να διαβάζετε αυτό το άρθρο, σας συνιστώ να διαβάσετε: σύνδεση ενός μονοφασικού κινητήρα πυκνωτή.

1. Διατομή σύρματος

Ελέγξτε οπτικά τη διατομή των αγωγών. Ένα ζεύγος συρμάτων με μεγαλύτερη διατομή ανήκει στην περιέλιξη εργασίας. Και αντίστροφα. Τα καλώδια με μικρότερη διατομή ταξινομούνται ως σύρματα εκκίνησης.


Στη συνέχεια, παίρνουμε τους ανιχνευτές πολύμετρων και μετράμε την αντίσταση μεταξύ οποιωνδήποτε δύο καλωδίων.


Εάν δεν υπάρχει ένδειξη στην οθόνη, τότε πρέπει να πάρετε ένα άλλο καλώδιο και να μετρήσετε ξανά. Τώρα η μετρούμενη τιμή αντίστασης είναι 300 (ohms).


Βρήκαμε τα συμπεράσματα μιας περιέλιξης. Τώρα συνδέουμε τους αισθητήρες πολύμετρων στο υπόλοιπο ζεύγος καλωδίων και μετράμε τη δεύτερη περιέλιξη. Αποδείχθηκε ότι ήταν 129 (Ohm).


Συμπεραίνουμε:η πρώτη περιέλιξη είναι η περιέλιξη εκκίνησης, η δεύτερη είναι η περιέλιξη εργασίας.


Για να μην μπερδευτούμε στα καλώδια κατά τη σύνδεση του κινητήρα στο μέλλον, θα προετοιμάσουμε ετικέτες ("cambrides") για σήμανση. Συνήθως, ως ετικέτες χρησιμοποιώ είτε αργαλειός PVC ή σωλήνας σιλικόνης (Silicone Rubber) της διαμέτρου που χρειάζομαι. Σε αυτό το παράδειγμα, χρησιμοποίησα ένα σωλήνα σιλικόνης με διάμετρο 3 (mm).




Σύμφωνα με τα νέα GOST, οι περιελίξεις ενός μονοφασικού κινητήρα χαρακτηρίζονται ως εξής:

  • (U1-U2) - λειτουργεί
  • (Z1-Z2) - εκτοξευτής

Ο κινητήρας KD-25-U4, λαμβανόμενος ως παράδειγμα, ψηφιακή σήμανσηέγινε με τον ίδιο τρόπο:

  • (C1-C2) - εργασίας
  • (B1-B2) - εκτοξευτής

Για να αποφύγω τυχόν αποκλίσεις μεταξύ των σημάνσεων των καλωδίων και του διαγράμματος που φαίνεται στην ετικέτα του κινητήρα, άφησα τις παλιές σημάνσεις.



Βάζω ετικέτες στα καλώδια. Αυτό έγινε.



Για αναφορά:Πολλοί άνθρωποι κάνουν λάθος όταν λένε ότι η περιστροφή του κινητήρα μπορεί να αλλάξει με την αναδιάταξη του βύσματος τροφοδοσίας (αλλαγή των πόλων της τάσης τροφοδοσίας). Δεν είναι σωστό!!! Για να αλλάξετε την κατεύθυνση περιστροφής, πρέπει να αλλάξετε τα άκρα των περιελίξεων εκκίνησης ή εργασίας. Ο μόνος τρόπος!!!

Εξετάσαμε την περίπτωση όταν 4 καλώδια συνδέονται στο μπλοκ ακροδεκτών ενός μονοφασικού κινητήρα. Και συμβαίνει επίσης ότι μόνο 3 καλώδια συνδέονται στο μπλοκ ακροδεκτών.


Σε αυτή την περίπτωση, οι περιελίξεις εργασίας και εκκίνησης συνδέονται όχι στο μπλοκ ακροδεκτών του ηλεκτροκινητήρα, αλλά μέσα στο περίβλημά του.

Κάνουμε τα πάντα με τον ίδιο τρόπο. Μετράμε την αντίσταση μεταξύ κάθε σύρματος. Ας τους χαρακτηρίσουμε νοερά ως 1, 2 και 3.




Να τι πήρα:

  • (1-2) - 301 (Ωμ)
  • (1-3) - 431 (Ωμ)
  • (2-3) - 129 (Ωμ)


Από αυτό βγάζουμε το εξής συμπέρασμα:

  • (1-2) - περιέλιξη εκκίνησης
  • (2-3) - περιέλιξη εργασίας
  • (1-3) - οι περιελίξεις εκκίνησης και εργασίας συνδέονται σε σειρά (301 + 129 = 431 Ohm)

Για αναφορά:Με αυτή τη σύνδεση των περιελίξεων, είναι επίσης δυνατή η αντιστροφή ενός μονοφασικού κινητήρα. Εάν θέλετε πραγματικά, μπορείτε να ανοίξετε το περίβλημα του κινητήρα, να βρείτε τη διασταύρωση των περιελίξεων εκκίνησης και εργασίας, να αποσυνδέσετε αυτή τη σύνδεση και να βγάλετε 4 καλώδια στο μπλοκ ακροδεκτών, όπως στην πρώτη περίπτωση. Αλλά αν ο μονοφασικός σας κινητήρας βασίζεται σε πυκνωτές, όπως στην περίπτωσή μου με το KD-25, τότε

Συχνά η εστίαση είναι στη μελέτη τριφασικών ηλεκτροκινητήρων, εν μέρει λόγω του γεγονότος ότι οι τριφασικοί ηλεκτροκινητήρες χρησιμοποιούνται συχνότερα από τους μονοφασικούς ηλεκτρικούς κινητήρες. Οι μονοφασικοί ηλεκτροκινητήρες έχουν την ίδια αρχή λειτουργίας με τους τριφασικούς ηλεκτροκινητήρες, μόνο με χαμηλότερες ροπές εκκίνησης. Χωρίζονται σε τύπους ανάλογα με τη μέθοδο εκκίνησης.



Ένας τυπικός μονοφασικός στάτορας έχει δύο περιελίξεις που βρίσκονται σε γωνία 90° μεταξύ τους. Ένα από αυτά θεωρείται το κύριο τύλιγμα, το άλλο είναι το βοηθητικό ή αρχικό τύλιγμα. Σύμφωνα με τον αριθμό των πόλων, κάθε περιέλιξη μπορεί να χωριστεί σε πολλά τμήματα.


Το σχήμα δείχνει ένα παράδειγμα μιας διπολικής μονοφασικής περιέλιξης με τέσσερα τμήματα στην κύρια περιέλιξη και δύο τμήματα στη βοηθητική περιέλιξη.




Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι η χρήση μονοφασικός ηλεκτροκινητήρας- είναι πάντα ένα είδος συμβιβασμού. Ο σχεδιασμός ενός συγκεκριμένου κινητήρα εξαρτάται, πρώτα απ 'όλα, από τη συγκεκριμένη εργασία. Αυτό σημαίνει ότι όλοι οι ηλεκτροκινητήρες σχεδιάζονται σύμφωνα με το πιο σημαντικό σε κάθε ένα συγκεκριμένη περίπτωση: π.χ. απόδοση, ροπή, κύκλος λειτουργίας κ.λπ. Λόγω του παλμικού πεδίου, οι μονοφασικοί κινητήρες CSIR και RSIR ενδέχεται να έχουν περισσότερα υψηλό επίπεδοθόρυβος σε σύγκριση με διφασικοί ηλεκτροκινητήρες PSC και CSCR, τα οποία είναι πολύ πιο αθόρυβα επειδή χρησιμοποιούν πυκνωτή εκκίνησης. Ο πυκνωτής μέσω του οποίου εκκινείται ο ηλεκτροκινητήρας συμβάλλει στην ομαλή λειτουργία του.

Κύριοι τύποι μονοφασικών επαγωγικών κινητήρων

Οι οικιακές συσκευές και συσκευές χαμηλής ισχύος λειτουργούν μονοφασικά εναλλασσόμενο ρεύμαΕπιπλέον, η τριφασική παροχή ρεύματος δεν μπορεί να παρέχεται παντού. Ως εκ τούτου, οι μονοφασικοί κινητήρες AC έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένοι, ειδικά στις ΗΠΑ. Πολύ συχνά, οι κινητήρες AC προτιμώνται λόγω του στιβαρού σχεδιασμού τους, χαμηλό κόστος, και επίσης δεν απαιτούν συντήρηση.


Όπως υποδηλώνει το όνομα, ένας μονοφασικός επαγωγικός κινητήρας λειτουργεί με βάση την αρχή της επαγωγής. Η ίδια αρχή ισχύει για τους τριφασικούς ηλεκτροκινητήρες. Ωστόσο, υπάρχουν διαφορές μεταξύ τους: οι μονοφασικοί ηλεκτρικοί κινητήρες, κατά κανόνα, λειτουργούν με εναλλασσόμενο ρεύμα και τάση 110 -240 V, το πεδίο στάτορα αυτών των κινητήρων δεν περιστρέφεται. Αντίθετα, κάθε φορά που η ημιτονοειδής τάση μεταβαίνει από αρνητικό σε θετικό, οι πόλοι αλλάζουν.


Στους μονοφασικούς ηλεκτροκινητήρες, το πεδίο του στάτορα ευθυγραμμίζεται συνεχώς προς μία κατεύθυνση και οι πόλοι αλλάζουν τη θέση τους μία φορά σε κάθε κύκλο. Αυτό σημαίνει ότι ένας μονοφασικός επαγωγικός κινητήρας δεν μπορεί να ξεκινήσει μόνος του.




Θεωρητικά, ένας μονοφασικός ηλεκτροκινητήρας θα μπορούσε να ξεκινήσει με μηχανική περιστροφή του κινητήρα και στη συνέχεια με άμεση εφαρμογή ισχύος. Ωστόσο, στην πράξη, όλοι οι ηλεκτροκινητήρες ξεκινούν αυτόματα.


Υπάρχουν τέσσερις κύριοι τύποι ηλεκτροκινητήρων:


Επαγωγικός κινητήρας με λειτουργία εκκίνησης / περιέλιξης πυκνωτή (επαγωγή) (CSIR),


Επαγωγικός κινητήρας εκκίνησης/πυκνωτή (CSCR).


Κινητήρας επαγωγής εκκίνησης ρεοστάτη (RSIR) και


Μοτέρ μόνιμης χωρητικότητας (PSC).


Το παρακάτω σχήμα δείχνει τυπικές καμπύλες ροπής/ταχύτητας για τους τέσσερις κύριους τύπους μονοφασικών κινητήρων AC.





Μονοφασικός κινητήρας εκκίνησης/επαγωγικής λειτουργίας πυκνωτή (CSIR).

Οι επαγωγικοί κινητήρες εκκίνησης πυκνωτών, γνωστοί και ως κινητήρες CSIR, αποτελούν τη μεγαλύτερη ομάδα μονοφασικών ηλεκτροκινητήρων.


Οι κινητήρες CSIR διατίθενται σε διάφορα μεγέθη: από τη χαμηλότερη ισχύ έως 1,1 kW. Στους κινητήρες CSIR, ο πυκνωτής συνδέεται σε σειρά με την περιέλιξη εκκίνησης. Ο πυκνωτής προκαλεί κάποια υστέρηση μεταξύ του ρεύματος στην περιέλιξη εκκίνησης και του ρεύματος στην κύρια περιέλιξη.






Αυτό συμβάλλει στην καθυστέρηση της μαγνήτισης της περιέλιξης εκκίνησης, η οποία οδηγεί στην εμφάνιση ενός περιστρεφόμενου πεδίου, το οποίο επηρεάζει την εμφάνιση ροπής. Αφού ο ηλεκτροκινητήρας ανεβάσει ταχύτητα και πλησιάσει την ταχύτητα λειτουργίας, ανοίγει η μίζα. Στη συνέχεια, ο ηλεκτροκινητήρας θα λειτουργεί με τη συνήθη λειτουργία για έναν επαγωγικό ηλεκτροκινητήρα. Ο εκκινητής μπορεί να είναι φυγοκεντρικός ή ηλεκτρονικός.


Οι κινητήρες CSIR έχουν σχετικά υψηλό Ροπή εκκίνησης, που κυμαίνεται από 50 έως 250 τοις εκατό της ροπής πλήρους φορτίου. Επομένως, από όλους τους μονοφασικούς ηλεκτρικούς κινητήρες, αυτοί οι κινητήρες είναι οι πλέον κατάλληλοι για εφαρμογές όπου τα φορτία εκκίνησης είναι υψηλά, όπως οι μεταφορείς, οι αεροσυμπιεστές και οι συμπιεστές ψύξης.



Μονοφασικός κινητήρας εκκίνησης/λειτουργίας πυκνωτή (CSCR).

Αυτός ο τύπος κινητήρα, που ονομάζεται εν συντομία κινητήρας CSCR, συνδυάζεται καλύτερες ιδιότητεςένας επαγωγικός κινητήρας με εκκίνηση πυκνωτή και ένας κινητήρας με μόνιμα συνδεδεμένο πυκνωτή. Αν και αυτοί οι κινητήρες είναι κάπως ακριβότεροι από άλλους μονοφασικούς ηλεκτροκινητήρες λόγω του σχεδιασμού τους, παραμένουν η καλύτερη επιλογήγια χρήση σε δύσκολες συνθήκες. Ο πυκνωτής εκκίνησης του ηλεκτροκινητήρα CSCR συνδέεται σε σειρά με την περιέλιξη εκκίνησης, όπως σε έναν ηλεκτροκινητήρα εκκίνησης πυκνωτή. Αυτό παρέχει υψηλή ροπή εκκίνησης.




Οι κινητήρες CSCR είναι επίσης παρόμοιοι με τους κινητήρες μόνιμης χωρητικότητας (PSC) καθώς ξεκινούν επίσης μέσω ενός πυκνωτή, ο οποίος συνδέεται σε σειρά με την περιέλιξη εκκίνησης εάν ο πυκνωτής εκκίνησης αποσυνδεθεί από το δίκτυο. Αυτό σημαίνει ότι ο κινητήρας αντιμετωπίζει μέγιστο φορτίο ή υπερφόρτωση.


Οι κινητήρες CSCR μπορούν να χρησιμοποιηθούν για λειτουργία με χαμηλό ρεύμα πλήρους φορτίου και υψηλότερη απόδοση. Αυτό προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα, μεταξύ των οποίων επιτρέπει στον κινητήρα να λειτουργεί με λιγότερες διακυμάνσεις θερμοκρασίας από άλλους παρόμοιους μονοφασικούς κινητήρες.


Οι ηλεκτροκινητήρες CSCR είναι οι πιο ισχυροί μονοφασικοί ηλεκτροκινητήρες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε δύσκολες συνθήκες, για παράδειγμα, σε αντλίες για άντληση νερού κάτω από υψηλή πίεσηκαι σε αντλίες κενού, καθώς και σε άλλες διεργασίες υψηλής ροπής. Η ισχύς εξόδου τέτοιων ηλεκτροκινητήρων κυμαίνεται από 1,1 έως 11 kW.



Μονοφασικός ωμικός κινητήρας εκκίνησης/επαγωγής (RSIR).

Αυτός ο τύπος κινητήρα είναι επίσης γνωστός ως «ηλεκτρικός κινητήρας χωριστής φάσης». Είναι γενικά φθηνότεροι από άλλους τύπους μονοφασικών ηλεκτροκινητήρων που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία, αλλά έχουν επίσης ορισμένους περιορισμούς απόδοσης.


Ο εκκινητής κινητήρα RSIR περιλαμβάνει δύο ξεχωριστές περιελίξεις στάτορα. Ένα από αυτά χρησιμοποιείται αποκλειστικά για εκκίνηση · η διάμετρος του σύρματος αυτής της περιέλιξης είναι μικρότερη και ηλεκτρική αντίσταση- υψηλότερο από αυτό των κύριων περιελίξεων. Αυτό προκαλεί υστέρηση στο περιστρεφόμενο πεδίο, το οποίο με τη σειρά του οδηγεί τον κινητήρα. Ένας φυγοκεντρικός ή ηλεκτρονικός εκκινητής αποσυνδέει την περιέλιξη εκκίνησης όταν οι στροφές του κινητήρα φτάσουν περίπου το 75% της ονομαστικής ταχύτητας. Στη συνέχεια, ο κινητήρας θα συνεχίσει να λειτουργεί σύμφωνα με τις τυπικές αρχές λειτουργίας του κινητήρα επαγωγής.






Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί στους κινητήρες RSIR. Έχουν χαμηλές ροπές εκκίνησης, συχνά στην περιοχή από 50 έως 150 τοις εκατό του ονομαστικού φορτίου. Επιπλέον, ο ηλεκτροκινητήρας παράγει υψηλά ρεύματα εκκίνησης, περίπου 700 έως 1000%. ονομαστικό ρεύμα. Ως αποτέλεσμα, ένας μεγάλος χρόνος εκκίνησης θα προκαλέσει υπερθέρμανση και καταστροφή της περιέλιξης εκκίνησης. Αυτό σημαίνει ότι οι ηλεκτροκινητήρες αυτού του τύπου δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν όπου απαιτούνται μεγάλες ροπές εκκίνησης.


Οι ηλεκτροκινητήρες RSIR είναι σχεδιασμένοι για ένα στενό εύρος τάσης τροφοδοσίας, το οποίο φυσικά περιορίζει τις εφαρμογές τους. Οι μέγιστες ροπές τους ποικίλλουν από 100 έως 250% της τιμής σχεδιασμού. Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι μια επιπλέον δυσκολία είναι η εγκατάσταση θερμικής προστασίας, αφού είναι αρκετά δύσκολο να βρεθεί προστατευτική συσκευή, το οποίο θα λειτουργούσε αρκετά γρήγορα ώστε να μην καεί η περιέλιξη εκκίνησης. Οι κινητήρες RSIR είναι κατάλληλοι για χρήση σε μικρές εφαρμογές κοπής και λείανσης, ανεμιστήρες και άλλες εφαρμογές όπου οι απαιτήσεις χαμηλής ροπής εκκίνησης και ισχύος άξονα από 0,06 kW έως 0,25 kW είναι αποδεκτές. Δεν χρησιμοποιούνται όπου απαιτούνται υψηλές ροπές ή μεγάλοι κύκλοι.



Μονοφασικός κινητήρας μόνιμης χωρητικότητας (PSC).

Όπως υποδηλώνει το όνομα, οι κινητήρες μόνιμης χωρητικότητας (PSC) είναι εξοπλισμένοι με έναν πυκνωτή που είναι συνεχώς ενεργοποιημένος κατά τη λειτουργία και συνδέεται σε σειρά με την περιέλιξη εκκίνησης. Αυτό σημαίνει ότι αυτοί οι κινητήρες δεν έχουν μίζα ή πυκνωτή που χρησιμοποιείται μόνο για εκκίνηση. Έτσι, η περιέλιξη εκκίνησης γίνεται βοηθητική περιέλιξη όταν φτάσει ο κινητήρας συχνότητα λειτουργίαςπεριστροφή.






Οι κινητήρες PSC είναι σχεδιασμένοι έτσι ώστε να μην μπορούν να παρέχουν την ίδια ροπή εκκίνησης με τους κινητήρες με πυκνωτές εκκίνησης. Οι ροπές εκκίνησης τους είναι αρκετά χαμηλές: 30-90% του ονομαστικού φορτίου, επομένως δεν χρησιμοποιούνται σε συστήματα με μεγάλο φορτίο εκκίνησης. Αυτό αντισταθμίζεται από τα χαμηλά ρεύματα εκκίνησης - συνήθως λιγότερο από το 200% του ονομαστικού ρεύματος φορτίου - καθιστώντας τα τον καταλληλότερο κινητήρα για εφαρμογές μεγάλου κύκλου λειτουργίας.


Οι κινητήρες με μόνιμη διαίρεση χωρητικότητας έχουν μια σειρά από πλεονεκτήματα. Οι παράμετροι λειτουργίας και η ταχύτητα τέτοιων κινητήρων μπορούν να ρυθμιστούν ώστε να ταιριάζουν στην εφαρμογή και μπορούν να κατασκευαστούν για βέλτιστη απόδοση και υψηλό συντελεστή ισχύος σε ονομαστικό φορτίο. Δεδομένου ότι δεν απαιτούν ειδική συσκευή εκκίνησης, μπορούν εύκολα να αντιστραφούν (αλλάξτε την φορά περιστροφής προς το αντίθετο). Εκτός από όλα τα παραπάνω, είναι οι πιο αξιόπιστοι από όλους τους μονοφασικούς ηλεκτροκινητήρες. Γι' αυτό η Grundfos χρησιμοποιεί μονοφασικούς κινητήρες PSC ως στάνταρ για όλες τις εφαρμογές με ισχύ έως 2,2 kW (2-πολικός) ή 1,5 kW (4-πολικός).


Οι κινητήρες συνεχούς χωρητικότητας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για πολλές διαφορετικές εφαρμογές ανάλογα με το σχεδιασμό τους. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι τα φορτία χαμηλής αδράνειας όπως οι ανεμιστήρες και οι αντλίες.



Μονοφασικοί ηλεκτροκινητήρες δύο συρμάτων

Οι μονοφασικοί ηλεκτροκινητήρες δύο καλωδίων έχουν δύο κύριες περιελίξεις, μια περιέλιξη εκκίνησης και έναν πυκνωτή λειτουργίας. Χρησιμοποιούνται ευρέως στις ΗΠΑ με μονοφασικά τροφοδοτικά: 1 ½ 115 V / 60 Hz ή 1 ½ 230 V / 60 Hz. Στο σωστή σύνδεσηΑυτός ο τύπος ηλεκτροκινητήρα μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για τους δύο τύπους τροφοδοσίας.



Περιορισμοί μονοφασικών ηλεκτροκινητήρων

Σε αντίθεση με τους τριφασικούς κινητήρες, υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί για τους μονοφασικούς ηλεκτροκινητήρες. Οι μονοφασικοί ηλεκτρικοί κινητήρες δεν πρέπει ποτέ να λειτουργούν σε κατάσταση ρελαντί, καθώς θερμαίνονται πολύ σε χαμηλά φορτία, ενώ συνιστάται επίσης να λειτουργεί ο κινητήρας με φορτίο μικρότερο από το 25% του πλήρους φορτίου.


Οι κινητήρες PSC και CSCR έχουν ένα συμμετρικό/κυκλικό περιστρεφόμενο πεδίο σε ένα σημείο φόρτωσης. Αυτό σημαίνει ότι σε όλα τα άλλα σημεία εφαρμογής φορτίου το περιστρεφόμενο πεδίο είναι ασύμμετρο/ελλειπτικό. Όταν ένας ηλεκτροκινητήρας λειτουργεί με ασύμμετρο περιστρεφόμενο πεδίο, το ρεύμα σε μία ή και στις δύο περιελίξεις μπορεί να υπερβαίνει το ρεύμα γραμμής. Τέτοια υπερβολικά ρεύματα προκαλούν απώλειες και ως εκ τούτου η μία ή και οι δύο περιελίξεις (που συχνά συμβαίνουν όταν δεν υπάρχει καθόλου φορτίο) θερμαίνονται, ακόμα κι αν το ρεύμα στο δίκτυο είναι σχετικά μικρό. Δείτε παραδείγματα.





Σχετικά με την τάση σε μονοφασικούς ηλεκτροκινητήρες

Είναι σημαντικό να θυμάστε ότι η τάση στην περιέλιξη εκκίνησης του ηλεκτροκινητήρα μπορεί να είναι υψηλότερη από την τάση τροφοδοσίας του ηλεκτροκινητήρα. Αυτό ισχύει και για συμμετρική λειτουργίαδουλειά. Δείτε παράδειγμα.




Αλλαγή τάσης τροφοδοσίας


Θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι μονοφασικοί ηλεκτροκινητήρες συνήθως δεν χρησιμοποιούνται για μεγάλα εύρη τάσης, σε αντίθεση με τους τριφασικούς ηλεκτρικούς κινητήρες. Από αυτή την άποψη, μπορεί να υπάρχει ανάγκη για κινητήρες που να μπορούν να λειτουργούν με άλλους τύπους τάσης. Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο να κάνετε κάποιες αλλαγές σχεδιασμού, για παράδειγμα, χρειάζεστε πρόσθετη περιέλιξηκαι πυκνωτές διάφορες χωρητικότητες. Θεωρητικά, η χωρητικότητα του πυκνωτή για διαφορετικές τάσεις δικτύου (με την ίδια συχνότητα) πρέπει να είναι ίση με το τετράγωνο του λόγου τάσης:




Έτσι, σε έναν ηλεκτροκινητήρα σχεδιασμένο να τροφοδοτείται από δίκτυο 230 V, χρησιμοποιείται ένας πυκνωτής 25 µF/400 V· για ένα μοντέλο ηλεκτρικού κινητήρα 115 V, απαιτείται πυκνωτής 100 μF με σήμανση χαμηλότερης τάσης - για παράδειγμα, 200 V.



Μερικές φορές επιλέγονται πυκνωτές μικρότερης χωρητικότητας, για παράδειγμα 60 μF. Είναι φθηνότερα και απορροφούν λιγότερο χώρο. Σε τέτοιες περιπτώσεις, η περιέλιξη πρέπει να είναι κατάλληλη για τον συγκεκριμένο πυκνωτή. Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η απόδοση του ηλεκτροκινητήρα θα είναι μικρότερη από ό,τι με έναν πυκνωτή χωρητικότητας 100 μF - για παράδειγμα, η ροπή εκκίνησης θα είναι χαμηλότερη.


συμπέρασμα


Οι μονοφασικοί ηλεκτροκινητήρες λειτουργούν με την ίδια αρχή με τους τριφασικούς. Ωστόσο, έχουν χαμηλότερες ροπές εκκίνησης και τάσεις τροφοδοσίας (110-240V).


Οι μονοφασικοί ηλεκτροκινητήρες δεν πρέπει να λειτουργούν στο ρελαντί και πολλοί δεν πρέπει να λειτουργούν με λιγότερο από το 25% του μέγιστου φορτίου, καθώς αυτό προκαλεί αύξηση της θερμοκρασίας στο εσωτερικό του κινητήρα, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε βλάβη του κινητήρα.

Σήμερα θα εξετάσουμε τη σύνδεση ενός μονοφασικού κινητήρα AC. Αυτά περιλαμβάνουν ασύγχρονους και σύγχρονους κινητήρες που τροφοδοτούνται από μονοφασική, η οποία συνήθως έχει τάση 220 Volt. Είναι πολύ διαδεδομένες στην εγχώρια σφαίρα και τη μικρής κλίμακας παραγωγή, την ιδιωτική επιχειρηματικότητα.

Για να επιταχυνθεί ένας ασύγχρονος κινητήρας, είναι απαραίτητο να δημιουργηθεί ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο. Αυτό αντιμετωπίζεται εύκολα από ένα τριφασικό τροφοδοτικό, όπου οι φάσεις μετατοπίζονται μεταξύ τους κατά 120 μοίρες. Αλλά αν μιλάμε για τον τρόπο σύνδεσης ενός μονοφασικού ηλεκτροκινητήρα, τότε προκύπτει ένα πρόβλημα: χωρίς μετατόπιση φάσης, ο άξονας δεν θα αρχίσει να περιστρέφεται.

Μέσα σε έναν μονοφασικό ασύγχρονο κινητήρα υπάρχουν δύο περιελίξεις: εκκίνηση και εργασία. Εάν υπάρχει μετατόπιση φάσης σε αυτά, το μαγνητικό πεδίο θα γίνει περιστρεφόμενο. Και αυτή είναι η κύρια προϋπόθεση για την εκκίνηση του ηλεκτροκινητήρα. Οι φάσεις μπορούν να μετατοπιστούν προσθέτοντας αντίσταση (αντίσταση) ή επαγωγικό πηνίο. Αλλά οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενοι πυκνωτές είναι οι πυκνωτές εκκίνησης και/ή λειτουργίας.

Με ικανότητα εκκίνησης

Στις περισσότερες περιπτώσεις, το κύκλωμα περιλαμβάνει μόνο έναν πυκνωτή εκκίνησης. Είναι ενεργό μόνο όταν ο κινητήρας ξεκινά. Επομένως, η μέθοδος είναι καλή όταν η εκτόξευση υπόσχεται δύσκολη, διαφορετικά ο άξονας δεν θα μπορεί να επιταχύνει λόγω της μικρής αρχικής ροπής. Μετά την επιτάχυνση, ο πυκνωτής εκκίνησης απενεργοποιείται και η λειτουργία συνεχίζεται χωρίς αυτόν.

Το διάγραμμα σύνδεσης για κινητήρα με βοηθητική δεξαμενή φαίνεται στο παραπάνω σχήμα. Για να το εφαρμόσετε θα χρειαστείτε ένα ρελέ ή τουλάχιστον ένα κουμπί, το οποίο θα πατάτε για 3 δευτερόλεπτα κατά την εκκίνηση του κινητήρα. Ο βοηθητικός πυκνωτής, μαζί με το βοηθητικό τύλιγμα, περιλαμβάνεται στο κύκλωμα μόνο για λίγο.

Αυτή η διάταξη παρέχει τη βέλτιστη ροπή εκκίνησης εάν προκύψουν μικρές υπερτάσεις AC κατά την εκκίνηση. Αλλά υπάρχει επίσης ένα μειονέκτημα - όταν λειτουργεί σε ονομαστική λειτουργία Προδιαγραφέςπτώση. Αυτό οφείλεται στο σχήμα του μαγνητικού πεδίου της περιέλιξης εργασίας: είναι οβάλ, όχι κυκλικό.

Με ικανότητα εργασίας

Εάν η εκκίνηση είναι εύκολη, αλλά η εργασία είναι δύσκολη, τότε αντί για πυκνωτή εκκίνησης θα χρειαστείτε έναν πυκνωτή εργασίας. Το διάγραμμα σύνδεσης φαίνεται παρακάτω. Η ιδιαιτερότητα είναι ότι η χωρητικότητα εργασίας, μαζί με την περιέλιξη εργασίας, συνδέεται συνεχώς με το κύκλωμα.

Το σχέδιο προβλέπει καλά χαρακτηριστικάόταν λειτουργεί σε ονομαστική λειτουργία.

Και με τους δύο πυκνωτές

Συμβιβαστική λύση είναι η χρήση βοηθητικών και ικανότητα εργασίαςΤΑΥΤΟΧΡΟΝΑ. Αυτή η μέθοδος είναι ιδανική εάν ο κινητήρας AC έχει ήδη ξεκινήσει με φορτίο και η ίδια η εργασία είναι δύσκολη γι 'αυτό. Κοιτάξτε, το παρακάτω διάγραμμα μοιάζει με δύο διαγράμματα (με λειτουργική και βοηθητική χωρητικότητα) το ένα πάνω στο άλλο. Κατά την εκκίνηση, η σκανδάλη θα ενεργοποιηθεί για μερικά δευτερόλεπτα και η δεύτερη μονάδα θα είναι ενεργή όλη την ώρα: από την έναρξη έως τον τερματισμό λειτουργίας.

Υπολογισμός χωρητικότητας

Η μεγαλύτερη δυσκολία για αρχάριους είναι ο υπολογισμός της χωρητικότητας των πυκνωτών. Τα επιλέγουν οι επαγγελματίες εμπειρικά, ακούγοντας τον κινητήρα κατά την εκκίνηση και τη λειτουργία. Έτσι καθορίζουν αν ο δίσκος είναι κατάλληλος ή αν πρέπει να ψάξουν για άλλο. Αλλά με ένα μικρό σφάλμα στις περισσότερες περιπτώσεις, η χωρητικότητα μπορεί να υπολογιστεί ως εξής:

  • Για μονάδα που λειτουργεί: 0,7-0,8 µF ανά 1000 watt ισχύος ηλεκτροκινητήρα.
  • Για τον πυκνωτή εκκίνησης: 2,5 φορές περισσότερο.

Παράδειγμα: έχετε έναν ασύγχρονο μονοφασικό ηλεκτροκινητήρα 2 kW. Αυτό είναι 2000 watt. Αυτό σημαίνει ότι κατά τη σύνδεση με ικανότητα εργασίαςπρέπει να εφοδιαστείτε με μονάδα δίσκου 1,4-1,6 uF. Για το αρχικό θα χρειαστείτε 3,5-4 uF.

Σύνδεση μονοφασικού σύγχρονου ηλεκτροκινητήρα

Παρά την πολυπλοκότητα του σχεδιασμού των σύγχρονων κινητήρων, έχουν πολλά πλεονεκτήματα έναντι των ασύγχρονων. Το κύριο πράγμα είναι η χαμηλή ευαισθησία σε υπερτάσεις που οδηγούν σε απότομη μείωση ή αύξηση του ρεύματος. Δεν είναι λιγότερο σημαντικό το γεγονός ότι οι σύγχρονοι κινητήρες μπορούν να λειτουργήσουν ακόμη και με υπερφόρτωση, για να μην αναφέρουμε βέλτιστη λειτουργίαάεργη ενέργεια και περιστροφή άξονα με σταθερή ταχύτητα. Ωστόσο, η σύνδεση είναι μια διαδικασία έντασης εργασίας, και αυτό είναι ήδη ένα μειονέκτημα.

Μέθοδος overclocking

Δεν μπορείτε να θέσετε σε λειτουργία έναν μονοφασικό σύγχρονο κινητήρα απλά εφαρμόζοντας ισχύ στις περιελίξεις του. Επειδή τη στιγμή της ενεργοποίησης, η κατεύθυνση του ρεύματος τροφοδοσίας στις περιελίξεις του στάτη αντιστοιχεί στο σχήμα (α). Αυτή τη στιγμή, ένα ζεύγος δυνάμεων ενεργεί στον ρότορα, ο οποίος είναι ακόμα σε ηρεμία, ο οποίος θα προσπαθήσει να περιστρέψει τον άξονα δεξιόστροφα. Αλλά μετά τη μισή περίοδο στις περιελίξεις του στάτη, το ρεύμα θα αλλάξει την κατεύθυνση του. Επομένως, ένα ζεύγος δυνάμεων θα ενεργήσει ήδη προς την αντίθετη κατεύθυνση, στρέφοντας τον άξονα αριστερόστροφα, όπως στο σχήμα (β). Δεδομένου ότι ο ρότορας έχει μεγάλη αδράνεια, δεν θα κινηθεί ποτέ.

Για να περιστραφεί ο ρότορας, είναι απαραίτητο να έχει χρόνο να κάνει τουλάχιστον μισή περιστροφή, έτσι ώστε μια αλλαγή στην κατεύθυνση του ρεύματος να μην επηρεάζει την περιστροφή του. Αυτό είναι δυνατό εάν ο άξονας επιταχυνθεί με τη βοήθεια εξωτερικών δυνάμεων. Αυτό μπορεί να γίνει με δύο τρόπους:

  1. Χειροκίνητα?
  2. Χρησιμοποιώντας έναν δεύτερο κινητήρα.

Μόνο οι σύγχρονοι ηλεκτροκινητήρες χαμηλής ισχύος μπορούν να επιταχυνθούν με τη δύναμη των χεριών σας. Και για μονάδες μέσης και υψηλής ισχύος θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε διαφορετικό κινητήρα.

Όταν επιταχύνεται με εξωτερική δύναμη, ο ρότορας αρχίζει να περιστρέφεται με ταχύτητα κοντά στη σύγχρονη. Τότε ενεργοποιείται μόνο η περιέλιξη διέγερσης και μετά η περιέλιξη του στάτορα.

Ασύγχρονη εκκίνηση σύγχρονου κινητήρα

Εάν τοποθετηθούν μεταλλικές ράβδοι στις άκρες των πόλων του ρότορα και συνδέονται μεταξύ τους στα πλάγια με δακτυλίους, τότε ο κινητήρας πρέπει να ξεκινήσει ασύγχρονα. Αυτές οι ράβδοι παίζουν το ρόλο μιας βοηθητικής περιέλιξης που έχει ένας ασύγχρονος κινητήρας. Σε αυτή την περίπτωση, η περιέλιξη διέγερσης βραχυκυκλώνεται χρησιμοποιώντας μια αντίσταση εκφόρτισης και η περιέλιξη του στάτορα συνδέεται στο δίκτυο. Αυτός είναι ο μόνος τρόπος για να εξασφαλίσετε το ίδιο overclocking όπως ασύγχρονος ηλεκτροκινητήρας. Αλλά αφού η ταχύτητα περιστροφής είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στη σύγχρονη (το 95% είναι αρκετό), η περιέλιξη διέγερσης συνδέεται με την πηγή συνεχές ρεύμα. Η ταχύτητα γίνεται εντελώς σύγχρονη, γεγονός που συνεπάγεται μείωση του επαγόμενου emf της βοηθητικής περιέλιξης στο μηδέν. Και σβήνει αυτόματα.

26. ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΠΕΡΙΛΙΨΗΣ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΩΝ ΕΠΑΓΩΓΙΚΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ

Σε μονοφασικούς κινητήρες με περιέλιξη εκκίνησης, η κύρια περιέλιξη καταλαμβάνει συνήθως τα 2/3 και η βοηθητική περιέλιξη καταλαμβάνει το 1/3 του συνολικού αριθμού των σχισμών του στάτη. Σε αυτούς τους κινητήρες, ο αριθμός των υποδοχών ανά πόλο για κάθε φάση καθορίζεται από τους τύπους:

Οπου q A -αριθμός θυρίδων ανά πόλο κύριας φάσης. q V- αριθμός θυρίδων ανά πόλο της βοηθητικής φάσης. z A = 2/3 - αριθμός θυρίδων που καταλαμβάνει η κύρια φάση. z Β= 1 / 3 - αριθμός θυρίδων που καταλαμβάνει η βοηθητική φάση. z- συνολικός αριθμός αυλακώσεων. 2π- αριθμός πόλων.

Στους μονοφασικούς κινητήρες πυκνωτών, οι εγκοπές του στάτη συνήθως χωρίζονται εξίσου μεταξύ των δύο φάσεων, δηλ. zA=z Β, και ο αριθμός των υποδοχών ανά πόλο καθορίζεται από τον τύπο

Το βήμα της σχισμής για μονοφασικές περιελίξεις προσδιορίζεται με τον ίδιο τρόπο όπως για τις τριφασικές περιελίξεις. Οι περιελίξεις διπλής στρώσης γίνονται με βράχυνση, συνήθως με διαίρεση 1/3 πόλων, με ίσα βήματα για τις κύριες και τις βοηθητικές περιελίξεις. Βήμα περιέλιξης διπλής στρώσης

Η σύνδεση ομάδων πηνίων και ο σχηματισμός παράλληλων διακλαδώσεων σε μονοφασικές περιελίξεις πραγματοποιείται σύμφωνα με τους ίδιους κανόνες όπως για τις τριφασικές περιελίξεις.

Κατά την κατασκευή κυκλωμάτων κινητήρα με αυξημένη αντίσταση της φάσης εκκίνησης, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η παρουσία διπλής περιέλιξης σε αυτό.

Για ευκολία επισκευής, η περιέλιξη εκκίνησης τοποθετείται συνήθως πάνω από την κύρια περιέλιξη (πιο κοντά στη σφήνα).

Μια κατά προσέγγιση διαδικασία για τη σύνταξη ενός διαγράμματος περιέλιξης μονοφασικού κινητήρα με στοιχείο εκκίνησης.Θα αναλύσουμε τη σειρά σχεδίασης ενός κυκλώματος περιέλιξης μονής στρώσης χρησιμοποιώντας ένα παράδειγμα

2p = 4, z = 24.

Αρχικά, βρείτε τον αριθμό των υποδοχών που καταλαμβάνει η κύρια φάση,

Αριθμός θυρίδων ανά πόλο κύριας φάσης

Ο αριθμός των θυρίδων ανά πόλο της βοηθητικής φάσης είναι ο μισός από εκείνον της κύριας φάσης, δηλ.

Στη συνέχεια στο σχέδιο πρέπει να παρουσιάσετε την ακολουθία των εναλλασσόμενων αυλακώσεων της κύριας και της βοηθητικής φάσης (Εικ. 60, ΕΝΑ)και υποδεικνύουν την κατεύθυνση του ρεύματος στην κύρια φάση, με βάση τους κανόνες: κάτω από παρακείμενους πόλους η κατεύθυνση του ρεύματος αλλάζει προς το αντίθετο (Εικ. 60, σι). Για να αποφευχθεί η κοπή του πηνίου της κύριας φάσης στο διάγραμμα κατά την εκτέλεση του πιο συνηθισμένου τύπου περιέλιξης τυλίγματος, η πρώτη ομάδα πηνίων χωρίζεται σε δύο μισά (αυλάκια 1,2 και 23,24).

Σύμφωνα με την υποδεικνυόμενη κατεύθυνση του ρεύματος, τα αυλακωτά μέρη των πηνίων συνδέονται, ως αποτέλεσμα των οποίων σχηματίζονται ομάδες πηνίων ή ημι-ομάδες. Σε αυτή την περίπτωση, είναι δυνατό διάφορες επιλογές. Με διαμετρικό βήμα

το ίδιο για όλα τα πηνία, λαμβάνεται μια απλή περιέλιξη προτύπου (Εικ. 60, V), ο αριθμός των ομάδων πηνίων των οποίων είναι ίσος με τον αριθμό των ζευγών πόλων R.Αλλά μια τέτοια περιέλιξη δεν χρησιμοποιείται σχεδόν ποτέ λόγω μεγάλα μεγέθημετωπικά μέρη. Αν διαιρέσουμε κάθε ομάδα πηνίων σε δύο ημι-ομάδες, θα πάρουμε ένα κύλινδρο περιέλιξης προτύπου (Εικ. 60, ΣΟΛ)με μικρότερο βήμα και μικρότερο μήκος πηνίου. Ωστόσο, λόγω της μεγάλης συμπαγείας των μετωπικών τμημάτων, χρησιμοποιείται συχνότερα μια ομόκεντρη περιέλιξη βάτας (Εικ. 60.5). Στο μεγάλες αξίες qAΧρησιμοποιείται επίσης μια ομόκεντρη περιέλιξη, στην οποία η ομάδα πηνίων χωρίζεται σε τρεις ημι-ομάδες (βλ. Εικ. 68). Όσον αφορά την εμφάνιση των μετωπικών τμημάτων, αυτή η περιέλιξη μοιάζει με τριφασική ομόκεντρη περιέλιξη τριών επιπέδων.

Η αρχή της φάσης μπορεί, καταρχήν, να επιλεγεί από οποιαδήποτε σχισμή, με βάση την ευκολία της περιέλιξης. Ξεκινώντας να παρακάμπτουμε όλες τις αυλακώσεις από την πρώτη αυλάκωση και παρακολουθώντας την κατεύθυνση του ρεύματος, συνδέουμε τις ομάδες πηνίων (ημι-ομάδες) μεταξύ τους (Εικ. 60, μι)και φύλαξη παιδιών



Ρύζι. 60. Κατασκευή μονοστρωματικού κυκλώματος περιέλιξης για μονοφασικό κινητήρα με στοιχείο εκκίνησης: α - ακολουθία εναλλασσόμενων σχισμών κύριας και βοηθητικής φάσης. b - κατεύθυνση ρεύματος στα αυλακωτά μέρη των πηνίων κύριας φάσης, c - απλή περιέλιξη προτύπου, d - περιέλιξη βάθρου προτύπου, e - ομόκεντρη περιέλιξη βαγονιού, f - διάγραμμα των κύριων και βοηθητικών φάσεων της περιέλιξης του ομόκεντρου βυθού

φάση, παρακάμπτοντας όλες τις υποδοχές της περιέλιξης εργασίας. Η σύνδεση των ημιομάδων γίνεται σύμφωνα με τον κανόνα: το τέλος της ημιομάδας συνδέεται με το τέλος της παρακείμενης ημιομάδας της ίδιας φάσης, η αρχή - στην αρχή, δηλαδή το ίδιο όπως σε ένα τριφασικό μονοστρωματικό περιέλιξη, όπου η ομάδα πηνίων χωρίζεται σε δύο ημιομάδες.

Ρύζι. 61. Περιελίξεις βυθού μονής στρώσης μονοφασικοί κινητήρεςσε 2p=2, z=12: a - πρότυπο, b - ομόκεντρο



Ρύζι. 62. Περιέλιξη μονής στρώσης (καμπόνι) μονοφασικού κινητήρα σε 2ρ=4, z=36.

Το κύκλωμα βοηθητικής φάσης ακολουθεί τους ίδιους κανόνες, μόνο που συνήθως έχει μικρότερο αριθμό πηνίων σε μια ομάδα (ημι-ομάδα). Το βήμα του μπορεί να είναι ίδιο με αυτό της κύριας φάσης ή διαφορετικό.

Τυπικά διαγράμματα περιελίξεων κινητήρα μονής στρώσης με στοιχεία εκκίνησης φαίνονται στο Σχ. 61,62.

Το διάγραμμα μιας περιέλιξης κινητήρα δύο στρώσεων με ένα στοιχείο εκκίνησης μπορεί να σχεδιαστεί με την ακόλουθη σειρά. Πρώτα καθορίστε το βήμα

περιελίξεις, αριθμός σχισμών ανά πόλο για κύρια και βοηθητικές φάσεις qAΚαι qB. Σύμφωνα με το βήμα περιέλιξης και τον αριθμό των πηνίων στην ομάδα, ίσο με q A,σχεδιάζεται η πρώτη ομάδα πηνίων της κύριας φάσης (Εικ. 63, 64), δίπλα της είναι η ομάδα πηνίων της βοηθητικής φάσης, μετά πάλι η ομάδα πηνίων της κύριας φάσης κ.λπ. Τα βήματα κατά μήκος των αυλακώσεων και για τις δύο φάσεις λαμβάνονται το ίδιο. Η κατεύθυνση του ρεύματος υποδεικνύεται στις επάνω πλευρές των πηνίων κύριας φάσης (κάτω από παρακείμενους πόλους αλλάζει προς το αντίθετο, όπως σε ένα

Ρύζι. 63. Περιέλιξη διπλής στρώσης μονοφασικού κινητήρα σε 2р=2, z=18, q A = 6, q B = 3, y A =y B =6(1-7)



Ρύζι. 64. Περιέλιξη διπλής στρώσης μονοφασικού κινητήρα σε 2p=4, z=24, q A =4, q B =2, y A =y B =4(1-5)

περιέλιξη στρώματος). Σειριακή σύνδεσηΟι ομάδες πηνίων σε φάση πληρούνται επίσης σύμφωνα με τον κανόνα: τέλος με τέλος, αρχή με αρχή, σε αυτήν την περίπτωση δεν θα παραβιαστεί η πολικότητα των πόλων. Οι συνδέσεις στη βοηθητική φάση γίνονται με παρόμοιο τρόπο.

Μια κατά προσέγγιση διαδικασία για τη σύνταξη ενός διαγράμματος περιέλιξης μονοφασικού κινητήρα μονού στρώματος με αυξημένη αντίσταση της βοηθητικής φάσης.Διάγραμμα της κύριας φάσης ενός κινητήρα με αυξημένη αντίσταση

Ρύζι. 65. Εκτέλεση ενός πηνίου με μια διπλή περιέλιξη: α - ένα πηνίο χωρισμένο σε δύο τμήματα, β - ένα πηνίο με μια διπλή περιέλιξη, γ - ονομασία ενός πηνίου με μια διπλή περιέλιξη στο διάγραμμα. 1 - κύριο τμήμα, 2 - διηθικό τμήμα, H και K - αρχή και τέλος του πηνίου

Η βοηθητική φάση είναι η ίδια όπως για τους κινητήρες με στοιχεία εκκίνησης.

Κατά τη σύνταξη ενός διαγράμματος της βοηθητικής φάσης, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι σε κάθε πηνίο μερικές από τις στροφές του τυλίγονται αντίθετα. Αυτό μειώνει τον αριθμό των αποτελεσματικών αγωγών στην υποδοχή. Οι στροφές με αντίθετη περιέλιξη εξουδετερώνουν την επίδραση του ίδιου αριθμού στροφών που τυλίγονται στην κύρια κατεύθυνση, σχηματίζοντας μια διπλή περιέλιξη, επομένως, για να βρεθεί ο αριθμός των ενεργών στροφών στο πηνίο (αποτελεσματικοί αγωγοί στην υποδοχή), είναι απαραίτητο να αφαιρέσετε δύο φορές ο αριθμός των στροφών με αντίθετη περιέλιξη από τον συνολικό αριθμό. Αν, για παράδειγμα, υπάρχει ένα πηνίο στην αυλάκωση με μόνο 81 στροφές, εκ των οποίων οι 22 είναι αντίθετες, τότε ο αριθμός των ενεργών αγωγών στο αυλάκι θα είναι: 81-2x22=37.

Για να προσδιορίσετε τον αριθμό των στροφών αντίθετης περιέλιξης με γνωστό συνολικό αριθμό αγωγών στην υποδοχή και τον αριθμό των ενεργών αγωγών στην υποδοχή, είναι απαραίτητο να εκτελέσετε την αντίστροφη ενέργεια, δηλαδή να αφαιρέσετε τον αριθμό των ενεργών αγωγών από τον συνολικό αριθμό και διαιρέστε το αποτέλεσμα που προκύπτει δια δύο. Με συνολικό αριθμό αγωγών 81 και ενεργό αριθμό 37, ο αριθμός των στροφών αντίθετης περιέλιξης θα πρέπει να είναι:

Ένα πηνίο με διπλή περιέλιξη μπορεί να ληφθεί τοποθετώντας δύο τμήματα πηνίου στις ίδιες εγκοπές, το ένα από τα οποία περιστρέφεται 180° γύρω από έναν άξονα παράλληλο προς τις εγκοπές. Η δεξιά και η αριστερή πλευρά του περιστρεφόμενου τμήματος εναλλάσσονται (Εικ. 65). Στις αυλακώσεις όπου βρίσκεται το πηνίο με το δίκλινο τύλιγμα, το ρεύμα

Ρύζι. 66. Ομόκεντρη περιέλιξη βάταλου μονής στρώσης στα 2p=4, z=24 ενός μονοφασικού κινητήρα με αυξημένη αντίσταση της βοηθητικής περιέλιξης: α - ένα πηνίο με διπλή περιέλιξη φαίνεται με τη μορφή δύο τμημάτων, β - το το ίδιο, με τη μορφή ολόκληρου πηνίου



Ρύζι. 67. Ομόκεντρη περιέλιξη βάταλου μονής στρώσης σε 2p=2, z=18 μονοφασικού κινητήρα με αυξημένη αντίσταση της βοηθητικής φάσης: α - όταν τυλίγεται αριστερόστροφα, β - όταν τυλίγεται δεξιόστροφα

Ρύζι. 68. Ομόκεντρη περιέλιξη μονής στρώσης με ομάδα πηνίων χωρισμένη σε τρία μέρη σε 2ρ=2, z=24 μονοφασικού κινητήρα με αυξημένη αντίσταση της βοηθητικής φάσης.

Ρύζι. 69. Ομόκεντρη περιέλιξη μονής στρώσης με ομάδα πηνίων χωρισμένη σε τρία μέρη σε 2ρ=2, z=24 μονοφασικού κινητήρα με αυξημένη αντίσταση βοηθητικής φάσης και σύνδεση της κύριας φάσης σε δύο παράλληλους κλάδους.

περνά κατά μήκος ενός τμήματος προς την ίδια κατεύθυνση, κατά μήκος του άλλου - προς την αντίθετη κατεύθυνση. Η πολικότητα των πόλων καθορίζεται από την κατεύθυνση του ρεύματος στο πηνίο με μεγάλο αριθμό στροφών, επομένως το τμήμα με μεγάλο αριθμό στροφών ονομάζεται συμβατικά το κύριο και με μικρότερο αριθμό - bifilar.

Στο Σχ. 66, ΕΝΑπαρουσιάζεται ένα κύκλωμα με διπλή περιέλιξη στη βοηθητική φάση· το τμήμα δύο ινών εμφανίζεται συμβατικά μέσα στο κύριο. Συνήθως, τα πηνία με διπλές περιελίξεις στα διαγράμματα είναι

Ρύζι. 70. Μονοστρωματική ομόκεντρη περιέλιξη μονοφασικού κινητήρα πυκνωτή σε 2р=2, z=18.

εμφανίζονται με τη μορφή ολόκληρου πηνίου με βρόχο στον οποίο αλλάζει η κατεύθυνση του ρεύματος (Εικ. 65, Vκαι ρύζι 66, σι).

Τα πηνία και οι ομάδες πηνίων με διπλές περιελίξεις πρέπει να συνδέονται με τέτοιο τρόπο ώστε η πολικότητα κάτω από παρακείμενους πόλους της βοηθητικής φάσης να εναλλάσσεται. Η πολικότητα των πόλων καθορίζεται από την κατεύθυνση του ρεύματος στα κύρια τμήματα.

Τυπικά κυκλώματα περιελίξεων κινητήρα με αυξημένη αντίσταση της βοηθητικής φάσης φαίνονται στο Σχ. 67-69.

Οποιαδήποτε περιέλιξη μπορεί να τυλιχτεί είτε δεξιόστροφα είτε αριστερόστροφα όταν κοιτάτε τον στάτορα από την πλευρά του κυκλώματος. Αυτό καθορίζεται από τις δεξιότητες του περιτυλίγματος και την τεχνολογία κατασκευής που υιοθετείται. Ένα παράδειγμα κυκλώματος με δύο διαφορετικές κατευθύνσεις περιέλιξης φαίνεται στο Σχ. 67.

Μια κατά προσέγγιση διαδικασία για την κατάρτιση ενός διαγράμματος περιέλιξης για έναν κινητήρα πυκνωτή.Τα μονοφασικά κυκλώματα κινητήρα πυκνωτών κατασκευάζονται με τον ίδιο τρόπο όπως τα μονοφασικά κυκλώματα με στοιχεία εκκίνησης, μόνο που πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι ο αριθμός των σχισμών ανά πόλο της κύριας και της βοηθητικής φάσης είναι ο ίδιος και επομένως τα κυκλώματα και των δύο οι φάσεις είναι επίσης ίδιες.

Τα τυπικά κυκλώματα μονοφασικών κινητήρων πυκνωτών φαίνονται στο Σχ. 70-76.

Ρύζι. 71. Μονοστρωματική ομόκεντρη περιέλιξη μονοφασικού κινητήρα πυκνωτή στα 2р=2, z=24.

Ρύζι. 72. Μονοστρωματική ομόκεντρη περιέλιξη μονοφασικού κινητήρα πυκνωτή στα 2р=2, z=24 και σύνδεση κάθε μιας από τις φάσεις σε δύο παράλληλους κλάδους.

Ρύζι. 73. Ομόκεντρο τύλιγμα μονής στρώσης με «χτενισμένα» πηνία μονοφασικού κινητήρα πυκνωτή στα 2p=4, z=24.



Ρύζι. 74. Περιέλιξη διπλής στρώσης μονοφασικού κινητήρα πυκνωτή στα 2p=4, z=24, q A =q B =3, y A =y B =5(1-6)

Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι κινητήρες πυκνωτών χαρακτηρίζονται από την παρουσία «χτενισμένων» πηνίων με τον μισό αριθμό στροφών και στις δύο φάσεις. Στο διάγραμμα εικ. Το Σχήμα 73 δείχνει τέσσερα τέτοια πηνία.

Η περιέλιξη που φαίνεται στο Σχ. 75, 76, λόγω του κλασματικού αριθμού σχισμών ανά πόλο, έχει τα χαρακτηριστικά ενός τυλίγματος προτύπου και περιελίξεων δύο στρωμάτων και επομένως ονομάζεται συνδυασμένο.

§ 96. Μονοφασικοί ασύγχρονοι κινητήρες

Οι μονοφασικοί ασύγχρονοι κινητήρες χρησιμοποιούνται ευρέως σε χαμηλή ισχύ (μέχρι 1 - 2 kW). Αυτός ο κινητήρας είναι διαφορετικός από έναν κανονικό. τριφασικός κινητήραςγιατί εφαρμόζει στον στάτορα μονοφασική περιέλιξη. Επομένως, οποιαδήποτε τριφασική ασύγχρονος κινητήραςμπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μονοφασικό. Ο ρότορας ενός μονοφασικού ασύγχρονου κινητήρα μπορεί να έχει περιέλιξη φάσης ή βραχυκυκλώματος.
Ένα χαρακτηριστικό των μονοφασικών ασύγχρονων κινητήρων είναι η απουσία αρχικής ή ροπής εκκίνησης, δηλαδή, όταν ένας τέτοιος κινητήρας είναι συνδεδεμένος στο δίκτυο, ο ρότορας του παραμένει ακίνητος.
Εάν, υπό την επίδραση κάποιας εξωτερικής δύναμης, ο ρότορας τεθεί εκτός λειτουργίας, ο κινητήρας θα αναπτύξει ροπή.
Η απουσία αρχικής στιγμής είναι σημαντικό μειονέκτημαμονοφασικοί ασύγχρονοι κινητήρες. Επομένως, αυτοί οι κινητήρες είναι πάντα εξοπλισμένοι με συσκευή εκκίνησης.
Για να αποκτήσετε την αρχική ροπή, μπορείτε να τοποθετήσετε δύο περιελίξεις στον στάτορα, μετατοπισμένες το ένα σε σχέση με το άλλο κατά μισό βήμα πόλου (90°). Αυτές οι περιελίξεις πρέπει να συνδέονται σε ένα συμμετρικό διφασικό δίκτυο, δηλαδή οι τάσεις που εφαρμόζονται στις περιελίξεις των πηνίων πρέπει να είναι ίσες μεταξύ τους και να μετατοπίζονται κατά ένα τέταρτο της περιόδου στη φάση.
Σε αυτή την περίπτωση, τα ρεύματα που ρέουν μέσω των πηνίων θα είναι επίσης εκτός φάσης κατά ένα τέταρτο της περιόδου, γεγονός που, εκτός από τη χωρική μετατόπιση των πηνίων, καθιστά δυνατή τη λήψη ενός περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου. Παρουσία ενός περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου, ο κινητήρας αναπτύσσει μια ροπή εκκίνησης.

Η απλούστερη διφασική περιέλιξη μπορεί να αναπαρασταθεί με τη μορφή δύο πηνίων (Εικ. 121), οι άξονες των οποίων μετατοπίζονται στο χώρο κατά 90°. Αν σε αυτά τα πηνία έχοντας τον ίδιο αριθμόστροφές, παραλείπουν ίσο σε μέγεθος και μετατοπίζονται σε φάση κατά το ένα τέταρτο της περιόδου ημιτονοειδή ρεύματα, δηλ.

Οτι μαγνητικά πεδίααυτά τα πηνία θα είναι επίσης ημιτονοειδή και θα μετατοπίζονται σε φάση κατά το ένα τέταρτο της περιόδου, δηλ.

Στην περίπτωση αυτή, το διάνυσμα ΣΕ ΕΝΑκατευθύνεται κατά μήκος του άξονα του πηνίου Α - Χ, και το διάνυσμα ΣΕ σι- κατά μήκος του άξονα του πηνίου ΜΕ.
Ανά πάσα στιγμή, το μαγνητικό πεδίο που προκύπτει είναι ίσο με το γεωμετρικό άθροισμα των μαγνητικών πεδίων των πηνίων ΕΝΑΚαι ΣΕ, δηλ.

Κατά συνέπεια, με μια τέτοια συσκευή, το προκύπτον μαγνητικό πεδίο μιας διφασικής περιέλιξης έχει σταθερή τιμή ίση με το πλάτος του πεδίου μιας φάσης.
Δεδομένου ότι τα μαγνητικά πεδία είναι αμοιβαία κάθετα στο χώρο, η γωνία που σχηματίζεται από το προκύπτον πεδίο με τον άξονα του πηνίου ΣΕ, καθορίζεται από την κατάσταση

από όπου α = ω tδηλαδή η γωνία μεταξύ του διανύσματος του προκύπτοντος πεδίου και κάθετος άξοναςμεταβάλλεται γραμμικά χρονικά και, επομένως, αυτό το διάνυσμα περιστρέφεται με σταθερή ταχύτητα

Στην πραγματικότητα όμως διφασικό δίκτυοσυνήθως απουσιάζει και ένας μονοφασικός κινητήρας ξεκινά συνδέοντας δύο πηνία σε ένα κοινό για αυτούς μονοφασικό δίκτυο. Κάτω από τέτοιες συνθήκες, για να ληφθεί μια γωνία μετατόπισης φάσης μεταξύ των ρευμάτων στα πηνία, περίπου ίση με το ένα τέταρτο της περιόδου, ένα από τα πηνία (εργασίας) συνδέεται απευθείας στο δίκτυο ή με εκκίνηση ενεργητική αντίσταση, και το δεύτερο πηνίο (εκκίνηση) - μέσω ενός επαγωγικού πηνίου (Εικ. 122, α) ή ενός πυκνωτή (Εικ. 122, β).



Η περιέλιξη εκκίνησης ενεργοποιείται μόνο για την περίοδο εκκίνησης. Τη στιγμή που ο ρότορας φτάσει σε μια ορισμένη ταχύτητα, η περιέλιξη εκκίνησης αποσυνδέεται από το δίκτυο και ο κινητήρας λειτουργεί ως μονοφασικός.
Η περιέλιξη εκκίνησης απενεργοποιείται από έναν φυγοκεντρικό διακόπτη ή ένα ειδικό ρελέ.
Οποιοσδήποτε τριφασικός ασύγχρονος κινητήρας μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μονοφασικός κινητήρας (Εικ. 123, α). Όταν ένας τριφασικός κινητήρας λειτουργεί ως μονοφασικός, η λειτουργική ή κύρια περιέλιξη, που αποτελείται από δύο συνδεδεμένες σε σειρά φάσεις ενός τριφασικού κινητήρα, συνδέεται απευθείας σε ένα μονοφασικό δίκτυο, η τρίτη φάση, η οποία είναι εκκίνησης ή βοηθητική περιέλιξη, συνδέεται στο ίδιο δίκτυο μέσω ενός στοιχείου εκκίνησης - αντίστασης (Εικ. 123 , β), επαγωγής (Εικ. 123, γ) ή πυκνωτή (Εικ. 123, δ).



Σε μονοφασικούς κινητήρες χαμηλή ενέργειαΟι βραχυκυκλωμένες στροφές που τοποθετούνται στους πόλους του στάτορα χρησιμοποιούνται ως περιέλιξη εκκίνησης. Οι στάτορες τέτοιων κινητήρων κατασκευάζονται με εμφανείς πόλους (Εικ. 124) και η περιέλιξη εργασίας τοποθετείται στους πόλους με τη μορφή πηνίων, όπως η περιέλιξη διέγερσης μιας μηχανής συνεχούς ρεύματος.

Κάθε πόλος χωρίζεται σε δύο μέρη, στο ένα από τα οποία τοποθετούνται πηνία βραχυκυκλώματος. Σε αυτά τα πηνία δημιουργούνται ρεύματα που εμποδίζουν τη διέλευση μαγνητικής ροής σε μέρος του πόλου ΣΕ, με αποτέλεσμα η μαγνητική ροή σε τμήμα του πόλου ΕΝΑφτάνει στη μέγιστη τιμή του νωρίτερα από ό,τι στο τμήμα του πόλου ΣΕ. Αυτές οι δύο ροές εκτός φάσης διεγείρουν ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο.
Σε βραχυκυκλωμένα πηνία, συμβαίνουν πρόσθετες απώλειες, οι οποίες μειώνουν την απόδοση του κινητήρα. Επομένως, αυτή η μέθοδος εκκίνησης χρησιμοποιείται μόνο σε κινητήρες πολύ χαμηλής ισχύος (έως 100 Τρ), όπου η αξία της αποτελεσματικότητας δεν είναι πρωταρχικής σημασίας.
Ο κινητήρας πυκνωτή είναι ένας μονοφασικός ασύγχρονος κινητήρας με δύο περιελίξεις στον στάτορα και έναν ρότορα κλωβού σκίουρου (Εικ. 125, α). Σε αντίθεση με τη μέθοδο εκκίνησης μονοφασικών κινητήρων μέσω πυκνωτή, που συζητήθηκε παραπάνω, στους κινητήρες πυκνωτών (διφασικών) η βοηθητική περιέλιξη έχει σχεδιαστεί για μακροχρόνια ροή ρεύματος και παραμένει αναμμένη όχι μόνο κατά την εκκίνηση του κινητήρα, αλλά και κατά τη διάρκεια λειτουργία. Η παρουσία ενός περιστρεφόμενου πεδίου κατά τη λειτουργία του κινητήρα βελτιώνει τις ιδιότητες λειτουργίας αυτού του κινητήρα σε σύγκριση με τους μονοφασικούς.



Ένα κυκλικό περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο σε έναν κινητήρα πυκνωτή θα ληφθεί εάν οι δυνάμεις μαγνήτισης των δύο πηνίων είναι ίσες και η δύναμη μαγνήτισης του πηνίου ΠΡΟΣ ΤΗΝ 2 πρέπει να προωθήσει τη δύναμη μαγνήτισης του πηνίου ΠΡΟΣ ΤΗΝ 1 επί π/2 στο χρόνο. Αυτό θα συμβεί σε κάποιο συγκεκριμένο φορτίο κινητήρα.
Όταν αλλάξει το φορτίο, θα παραβιαστεί η προϋπόθεση για τη λήψη κυκλικού περιστρεφόμενου πεδίου. Σε αυτή την περίπτωση, εκτός από το κυκλικό άμεσο πεδίο, εμφανίζεται ένα αντίστροφο περιστρεφόμενο πεδίο, δημιουργώντας μια ροπή πέδησης που μειώνει τη ροπή του μηχανήματος.
Καθώς αυξάνεται η χωρητικότητα του πυκνωτή, αυξάνεται και το ρεύμα, δηλαδή θα αυξάνεται το φορτίο του κινητήρα, στο οποίο θα δημιουργηθεί ένα κυκλικό περιστρεφόμενο πεδίο. Επομένως, η αύξηση της χωρητικότητας της συστοιχίας πυκνωτών θα προκαλέσει αύξηση της μέγιστης ροπής της μηχανής και η μέγιστη ροπή μετατοπίζεται στην περιοχή μεγάλων φορτίων, δηλαδή μεγάλων ολισθήσεων (Εικ. 125, β).
Καθώς αυξάνεται η χωρητικότητα, αυξάνεται και η ροπή εκκίνησης του κινητήρα. Ωστόσο, η αύξηση της χωρητικότητας της συστοιχίας πυκνωτών στον τρόπο λειτουργίας είναι ανεπιθύμητη, καθώς αυτό οδηγεί σε μείωση της ταχύτητας και μειώνει την απόδοση του κινητήρα. Επομένως, οι κινητήρες πυκνωτών κατασκευάζονται με δύο συστοιχίες πυκνωτών - με σταθερά ενεργοποιημένη ή λειτουργική χωρητικότητα ΜΕ p και ικανότητα εκκίνησης ΜΕ p, ανάβει μόνο για την περίοδο εκκίνησης του κινητήρα.