Πώς να ξεκινήσετε έναν μονοφασικό ασύγχρονο κινητήρα. Μονοφασικός ασύγχρονος κινητήρας

Όπως οι περισσότεροι ηλεκτρικοί κινητήρες, ένας επαγωγικός κινητήρας AC (AC) έχει ένα σταθερό εξωτερικό μέρος, που ονομάζεται στάτορας, και ο ρότορας που περιστρέφεται μέσα. Υπάρχει ένα προσεκτικά υπολογισμένο διάκενο αέρα μεταξύ τους.

Πως δουλεύει?

Ο σχεδιασμός και η αρχή της λειτουργίας των ασύγχρονων κινητήρων, όπως όλοι οι άλλοι, βασίζονται στο γεγονός ότι η περιστροφή χρησιμοποιείται για την κίνηση του ρότορα μαγνητικό πεδίο. Το τριφασικό IM είναι ο μόνος τύπος κινητήρα στον οποίο δημιουργείται φυσικά λόγω της φύσης του τροφοδοτικού. Σε αυτή την περίπτωση, χρησιμοποιείται μηχανική ή ηλεκτρονική μεταγωγή και σε μονοφασικό IM χρησιμοποιούνται πρόσθετα ηλεκτρικά στοιχεία.

Για να λειτουργήσετε έναν ηλεκτροκινητήρα, χρειάζεστε δύο σετ ηλεκτρομαγνητών. Λειτουργική αρχή ασύγχρονος ηλεκτροκινητήραςσυνίσταται στο γεγονός ότι ένα σύνολο σχηματίζεται στον στάτορα, αφού μια πηγή εναλλασσόμενου ρεύματος συνδέεται με την περιέλιξή του. Σύμφωνα με το νόμο του Lenz, αυτό επάγει μια ηλεκτρομαγνητική δύναμη (EMF) στον ρότορα με τον ίδιο τρόπο που προκαλείται τάση στη δευτερεύουσα περιέλιξη ενός μετασχηματιστή, δημιουργώντας ένα άλλο σύνολο ηλεκτρομαγνητών. Εξ ου και ένα άλλο όνομα για τον κινητήρα - κινητήρας επαγωγής. Ο σχεδιασμός και η αρχή λειτουργίας των ασύγχρονων κινητήρων βασίζονται στο γεγονός ότι η αλληλεπίδραση μεταξύ των μαγνητικών πεδίων αυτών των ηλεκτρομαγνητών δημιουργεί μια δύναμη ροπής. Ως αποτέλεσμα, ο ρότορας περιστρέφεται προς την κατεύθυνση της προκύπτουσας ροπής.

Στάτωρ

Ο στάτορας αποτελείται από αρκετές λεπτές πλάκες από αλουμίνιο ή χυτοσίδηρο. Πιέζονται μαζί για να σχηματίσουν έναν κοίλο κύλινδρο πυρήνα με αυλακώσεις. Τα έβαλαν μέσα μονωμένα καλώδια. Κάθε ομάδα περιελίξεων, μαζί με τον πυρήνα που τους περιβάλλει, σχηματίζει ηλεκτρομαγνήτη μετά την εφαρμογή εναλλασσόμενου ρεύματος σε αυτό. Ο αριθμός των πόλων του IM εξαρτάται από την εσωτερική σύνδεση των περιελίξεων του στάτη. Είναι κατασκευασμένο με τέτοιο τρόπο ώστε όταν συνδέεται μια πηγή ενέργειας, σχηματίζεται ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο.

Στροφείο

Ο ρότορας αποτελείται από πολλές λεπτές χαλύβδινες πλάκες με ράβδους αλουμινίου ή χαλκού σε ομοιόμορφη απόσταση γύρω από την περιφέρεια. Στον πιο δημοφιλές τύπο του - βραχυκυκλωμένο ή "κλουβί σκίουρου" - οι ράβδοι στα άκρα συνδέονται μηχανικά και ηλεκτρικά χρησιμοποιώντας δακτυλίους. Σχεδόν το 90% των IM χρησιμοποιεί αυτό το σχέδιο, καθώς είναι απλό και αξιόπιστο. Ο ρότορας αποτελείται από έναν κυλινδρικό ελασματοειδή πυρήνα με αξονικά τοποθετημένες παράλληλες εγκοπές για την εγκατάσταση αγωγών. Σε κάθε αυλάκωση τοποθετείται μια ράβδος από χαλκό, αλουμίνιο ή κράμα. Βραχυκυκλώνονται και στις δύο πλευρές χρησιμοποιώντας ακραίους δακτυλίους. Αυτό το σχέδιο μοιάζει με κλουβί σκίουρων, γι' αυτό και πήρε το όνομά του.

Οι υποδοχές του ρότορα δεν είναι ακριβώς παράλληλες με τον άξονα. Κατασκευάζονται με μια μικρή προκατάληψη για δύο βασικούς λόγους. Το πρώτο είναι να εξασφαλιστεί η ομαλή λειτουργία του IM μειώνοντας τον μαγνητικό θόρυβο και τις αρμονικές. Το δεύτερο είναι να μειωθεί η πιθανότητα στάσιμου του ρότορα: τα δόντια του εμπλέκονται με τις σχισμές του στάτορα λόγω της άμεσης μαγνητικής έλξης μεταξύ τους. Αυτό συμβαίνει όταν ο αριθμός τους ταιριάζει. Ο ρότορας είναι τοποθετημένος σε έναν άξονα χρησιμοποιώντας ρουλεμάν σε κάθε άκρο. Ένα μέρος συνήθως προεξέχει περισσότερο από το άλλο για να οδηγήσει το φορτίο. Σε ορισμένους κινητήρες, οι θέσεις συνδέονται με το μη εργαζόμενο άκρο του άξονα.

Υπάρχει κενό αέρα μεταξύ του στάτορα και του ρότορα. Η ενέργεια μεταδίδεται μέσω αυτού. Η παραγόμενη ροπή αναγκάζει τον ρότορα και το φορτίο να περιστρέφεται. Ανεξάρτητα από τον τύπο του ρότορα που χρησιμοποιείται, η αρχή σχεδιασμού και λειτουργίας ενός ασύγχρονου κινητήρα παραμένει αμετάβλητη. Κατά κανόνα, το IMS ταξινομείται ανάλογα με τον αριθμό των περιελίξεων του στάτη. Υπάρχουν ηλεκτρικοί κινητήρες μονής φάσης και τριών φάσεων.

Σχεδιασμός και αρχή λειτουργίας ενός ασύγχρονου κινητήρα μιας φάσης

Η μονοφασική αρτηριακή πίεση είναι το μεγαλύτερο μέροςηλεκτροκινητήρες. Είναι λογικό ότι η λιγότερο δαπανηρή και χαμηλή μηχανή συντήρησης χρησιμοποιείται συχνότερα. Όπως υποδηλώνει το όνομα, ο σκοπός και η αρχή λειτουργίας αυτού του τύπου ασύγχρονου κινητήρα βασίζονται στην παρουσία μόνο μιας περιέλιξης στάτορα και στη λειτουργία με μονοφασική πηγή ισχύος. Όλα τα IM αυτού του τύπου έχουν ρότορα σκίουρου-κλωβού.

Οι μονοφασικοί κινητήρες δεν ξεκινούν από μόνοι τους. Όταν ο κινητήρας είναι συνδεδεμένος στην πηγή ενέργειας, η κύρια περιέλιξη αρχίζει να ρέει εναλλασσόμενο ρεύμα. Δημιουργεί ένα παλλόμενο μαγνητικό πεδίο. Λόγω της επαγωγής, ο ρότορας ενεργοποιείται. Δεδομένου ότι το κύριο μαγνητικό πεδίο είναι παλλόμενο, η ροπή που απαιτείται για την περιστροφή του κινητήρα δεν δημιουργείται. Ο ρότορας αρχίζει να δονείται αντί να περιστρέφεται. Επομένως, η μονοφασική IM απαιτεί μηχανισμό ενεργοποίησης. Μπορεί να παρέχει την αρχική ώθηση που προκαλεί την κίνηση του άξονα.

Ο αρχικός μηχανισμός της μονοφασικής αρτηριακής πίεσης αποτελείται κυρίως από πρόσθετη περιέλιξηστάτωρ. Μπορεί να συνοδεύεται πυκνωτής σειράςή φυγοκεντρικός διακόπτης. Όταν εφαρμόζεται τάση τροφοδοσίας, το ρεύμα στην κύρια περιέλιξη υστερεί σε σχέση με την τάση λόγω της αντίστασής του. Ταυτόχρονα, η ηλεκτρική ενέργεια στην περιέλιξη εκκίνησης καθυστερεί ή οδηγεί την τάση τροφοδοσίας ανάλογα με την αντίσταση του μηχανισμού εκκίνησης. Η αλληλεπίδραση μεταξύ των μαγνητικών πεδίων που δημιουργούνται από την κύρια περιέλιξη και το κύκλωμα εκκίνησης δημιουργεί ένα καθαρό μαγνητικό πεδίο. Περιστρέφεται προς μία κατεύθυνση. Ο ρότορας αρχίζει να περιστρέφεται προς την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου που προκύπτει.

Αφού η ταχύτητα του κινητήρα φτάσει περίπου στο 75% της ονομαστικής ταχύτητας, ο φυγοκεντρικός διακόπτης απενεργοποιεί την περιέλιξη εκκίνησης. Ο κινητήρας μπορεί στη συνέχεια να διατηρήσει αρκετή ροπή για να λειτουργεί μόνος του. Με εξαίρεση τους κινητήρες με ειδικό πυκνωτή εκκίνησης, όλοι χρησιμοποιούνται γενικά για την παραγωγή ισχύος που δεν υπερβαίνει τα 500 W. Εξαρτάται από διάφορες μεθόδουςεκκίνησης, μονοφασικού IM ταξινομούνται περαιτέρω όπως περιγράφεται στις ακόλουθες ενότητες.

Αρτηριακή πίεση χωρισμένης φάσης

Ο σκοπός, ο σχεδιασμός και η αρχή λειτουργίας ενός ασύγχρονου κινητήρα χωριστής φάσης βασίζονται στη χρήση δύο περιελίξεων: εκκίνησης και κύριας. Το σύρμα εκκίνησης είναι κατασκευασμένο από σύρμα μικρότερης διαμέτρου και λιγότερες στροφές σε σχέση με το κύριο ώστε να δημιουργεί μεγαλύτερη αντίσταση. Αυτό σας επιτρέπει να προσανατολίσετε το μαγνητικό του πεδίο υπό γωνία. Διαφέρει από την κατεύθυνση του κύριου μαγνητικού πεδίου, το οποίο προκαλεί την περιστροφή του ρότορα. Η περιέλιξη εργασίας, η οποία είναι κατασκευασμένη από σύρμα μεγαλύτερης διαμέτρου, εξασφαλίζει τη λειτουργία του κινητήρα τον υπόλοιπο χρόνο.

Η ροπή εκκίνησης είναι χαμηλή, συνήθως από 100 έως 175% της ονομαστικής ροπής. Ο κινητήρας καταναλώνει υψηλό ρεύμα εκκίνησης. Είναι 7-10 φορές υψηλότερο από την ονομαστική τιμή. Η μέγιστη ροπή είναι επίσης 2,5-3,5 φορές μεγαλύτερη. Αυτός ο τύπος κινητήρα χρησιμοποιείται σε μικρά μηχανές λείανσης, ανεμιστήρες και φυσητήρες, καθώς και σε άλλες εφαρμογές που απαιτούν χαμηλή ροπή, που κυμαίνεται από 40 έως 250 W. Η χρήση τέτοιων κινητήρων θα πρέπει να αποφεύγεται όταν υπάρχουν συχνοί κύκλοι ενεργοποίησης-απενεργοποίησης ή όπου απαιτείται υψηλή ροπή.

IM με εκκίνηση πυκνωτή

Ο τύπος του ασύγχρονου κινητήρα πυκνωτή και η αρχή της λειτουργίας του βασίζονται στο γεγονός ότι μια χωρητικότητα είναι συνδεδεμένη σε σειρά με την περιέλιξη εκκίνησης χωρισμένης φάσης, παρέχοντας μια "ώθηση" εκκίνησης. Όπως και στον προηγούμενο τύπο κινητήρα, υπάρχει επίσης ένας φυγοκεντρικός διακόπτης. Απενεργοποιεί το κύκλωμα εκκίνησης όταν οι στροφές του κινητήρα φτάσουν το 75% της ονομαστικής ταχύτητας. Δεδομένου ότι ο πυκνωτής είναι συνδεδεμένος σε σειρά, αυτό δημιουργεί ένα μεγαλύτερο Ροπή εκκίνησης, φτάνοντας 2-4 φορές το μέγεθος του εργάτη. Και το ρεύμα εκκίνησης, κατά κανόνα, είναι 4,5-5,75 φορές το ονομαστικό ρεύμα, το οποίο είναι σημαντικά χαμηλότερο από ό,τι στην περίπτωση μιας διαχωρισμένης φάσης, λόγω του μεγαλύτερου καλωδίου στην περιέλιξη εκκίνησης.

Μια τροποποιημένη επιλογή εκκίνησης διαθέτει κινητήρα με ενεργή αντίσταση. Σε αυτόν τον τύπο κινητήρα, η χωρητικότητα αντικαθίσταται από μια αντίσταση. Μια αντίσταση χρησιμοποιείται σε εφαρμογές όπου απαιτείται λιγότερη ροπή εκκίνησης από τη χρήση ενός πυκνωτή. Εκτός από το χαμηλότερο κόστος, αυτό δεν προσφέρει πλεονέκτημα έναντι της χωρητικής εκκίνησης. Αυτοί οι κινητήρες χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές με ιμάντα, όπως μικρούς μεταφορείς, μεγάλους ανεμιστήρες και αντλίες, και πολλές εφαρμογές άμεσης μετάδοσης κίνησης ή με γρανάζια.

IM με πυκνωτή μετατόπισης φάσης λειτουργίας

Ο σχεδιασμός και η αρχή λειτουργίας αυτού του τύπου ασύγχρονου κινητήρα βασίζονται στη μόνιμη σύνδεση ενός πυκνωτή συνδεδεμένου σε σειρά με την περιέλιξη εκκίνησης. Αφού ο κινητήρας φτάσει στην ονομαστική του ταχύτητα, το κύκλωμα εκκίνησης γίνεται βοηθητικό. Δεδομένου ότι η χωρητικότητα πρέπει να σχεδιαστεί για συνεχή χρήση, δεν μπορεί να παρέχει μια αρχική ώθηση πυκνωτής εκκίνησης. Η ροπή εκκίνησης ενός τέτοιου κινητήρα είναι χαμηλή. Είναι 30-150% της ονομαστικής αξίας. Το ρεύμα εκκίνησης είναι μικρό - λιγότερο από το 200% του ονομαστικού ρεύματος, γεγονός που καθιστά τους ηλεκτρικούς κινητήρες αυτού του τύπου ιδανικούς όπου απαιτείται συχνή ενεργοποίηση και απενεργοποίηση.

Αυτός ο σχεδιασμός έχει μια σειρά από πλεονεκτήματα. Το κύκλωμα μπορεί εύκολα να τροποποιηθεί για χρήση με ελεγκτές ταχύτητας. Οι ηλεκτρικοί κινητήρες μπορούν να ρυθμιστούν για βέλτιστη απόδοση και υψηλό συντελεστή ισχύος. Θεωρούνται οι πιο αξιόπιστοι από τους μονοφασικούς κινητήρες, κυρίως επειδή δεν χρησιμοποιούν φυγοκεντρικό διακόπτη εκκίνησης. Χρησιμοποιείται σε ανεμιστήρες, φυσητήρες και συχνά ενεργοποιημένες συσκευές. Για παράδειγμα, σε μηχανισμούς ελέγχου, συστήματα ανοίγματος πορτών και γκαραζόπορτας.

IM με πυκνωτή εκκίνησης και λειτουργίας

Ο σχεδιασμός και η αρχή λειτουργίας αυτού του τύπου ασύγχρονου κινητήρα βασίζονται στη σειριακή σύνδεση ενός πυκνωτή εκκίνησης με την περιέλιξη εκκίνησης. Αυτό καθιστά δυνατή τη δημιουργία μεγαλύτερης ροπής. Επιπλέον, έχει μόνιμος πυκνωτής, συνδεδεμένο σε σειρά με το βοηθητικό τύλιγμα μετά την αποσύνδεση της χωρητικότητας εκκίνησης. Αυτό το σχήμα επιτρέπει μεγάλες υπερφορτώσεις ροπής.

Αυτός ο τύπος κινητήρα έχει σχεδιαστεί για να χειρίζεται χαμηλότερα ρεύματα πλήρους φορτίου, καθιστώντας τον πιο αποτελεσματικό. Αυτός ο σχεδιασμός είναι ο πιο ακριβός λόγω της παρουσίας πυκνωτών εκκίνησης και λειτουργίας και ενός φυγοκεντρικού διακόπτη. Χρησιμοποιείται σε μηχανήματα επεξεργασίας ξύλου, αεροσυμπιεστές, αντλίες νερού υψηλή πίεση, αντλίες κενού και όπου απαιτείται υψηλή ροπή. Ισχύς - από 0,75 έως 7,5 kW.

IM με θωρακισμένο κοντάρι

Ο σχεδιασμός και η αρχή λειτουργίας αυτού του τύπου ασύγχρονου κινητήρα είναι ότι έχει μόνο μία κύρια περιέλιξη και όχι περιέλιξη εκκίνησης. Η εκκίνηση επιτυγχάνεται λόγω του γεγονότος ότι υπάρχει ένας χάλκινος δακτύλιος θωράκισης γύρω από ένα μικρό μέρος κάθε πόλου του στάτορα, με αποτέλεσμα το μαγνητικό πεδίο σε αυτήν την περιοχή να υστερεί σε σχέση με το πεδίο στο μη θωρακισμένο τμήμα. Η αλληλεπίδραση των δύο πεδίων προκαλεί την περιστροφή του άξονα.

Δεδομένου ότι δεν υπάρχει πηνίο εκκίνησης, διακόπτης ή πυκνωτής, ο κινητήρας είναι ηλεκτρικά απλός και φθηνός. Επιπλέον, η ταχύτητά του μπορεί να ρυθμιστεί αλλάζοντας την τάση ή μέσω περιέλιξης πολλαπλών κρουνών. Ο σκιασμένος σχεδιασμός του κινητήρα με πόλο επιτρέπει τη μαζική παραγωγή. Γενικά θεωρείται είδος «μιας χρήσης» αφού είναι πολύ φθηνότερο να αντικατασταθεί παρά να επισκευαστεί. εκτός θετικές ιδιότητες, αυτός ο σχεδιασμός έχει μια σειρά από μειονεκτήματα:

• χαμηλή ροπή εκκίνησης ίση με 25-75% της ονομαστικής.
• υψηλή ολίσθηση (7-10%).
• χαμηλή απόδοση (λιγότερο από 20%).

Το χαμηλό αρχικό κόστος επιτρέπει τη χρήση αυτού του τύπου IM σε συσκευές χαμηλής κατανάλωσης ή σπάνια χρησιμοποιούμενες συσκευές. Μιλάμε για οικιακούς ανεμιστήρες πολλαπλών ταχυτήτων. Όμως η χαμηλή ροπή, η χαμηλή απόδοση και τα κακά μηχανικά χαρακτηριστικά εμποδίζουν την εμπορική ή βιομηχανική χρήση τους.

Τριφασική αρτηριακή πίεση

Αυτοί οι ηλεκτροκινητήρες χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία. Ο σχεδιασμός και η αρχή λειτουργίας ενός τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα καθορίζονται από αυτόν σχέδιο- με βραχυκυκλωμένο ή με τυλιγμένο ρότορα. Δεν απαιτεί πυκνωτή, περιέλιξη εκκίνησης, φυγοκεντρικό διακόπτη ή άλλη συσκευή για την εκκίνηση. Η ροπή εκκίνησης είναι μέτρια προς υψηλή, όπως και η ισχύς και η απόδοση. Χρησιμοποιείται σε λείανση, τόρνευση, μηχανές διάτρησης, αντλίες, συμπιεστές, μεταφορείς, γεωργικά μηχανήματα κ.λπ.

IM με κλειστό ρότορα

Αυτή είναι μια τριφασική ασύγχρονη συσκευή της οποίας η συσκευή περιγράφηκε παραπάνω. Αποτελεί σχεδόν το 90% όλων των τριφασικών ηλεκτροκινητήρων. Διατίθεται σε ισχύ από 250 W έως αρκετές εκατοντάδες kW. Σε σύγκριση με τους μονοφασικούς κινητήρες που ξεκινούν από 750 W, είναι φθηνότεροι και αντέχουν μεγαλύτερα φορτία.

IM με τυλιγμένο ρότορα

Ο σχεδιασμός και η αρχή λειτουργίας ενός τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα με τυλιγμένο ρότορα διαφέρει από έναν επαγωγικό κινητήρα τύπου "σκίουρου" στο ότι ο ρότορας έχει ένα σύνολο περιελίξεων, τα άκρα των οποίων δεν είναι βραχυκυκλωμένα. Συνδέονται με δακτυλίους ολίσθησης. Αυτό σας επιτρέπει να συνδέσετε εξωτερικές αντιστάσεις και επαφές σε αυτές. Η μέγιστη ροπή είναι ευθέως ανάλογη με την αντίσταση του ρότορα. Επομένως στις χαμηλές ταχύτητεςμπορεί να αυξηθεί με πρόσθετη αντίσταση. Η υψηλή αντίσταση επιτρέπει υψηλή ροπή με χαμηλό ρεύμα εκκίνησης.

Καθώς ο ρότορας επιταχύνεται, η αντίσταση μειώνεται για να αλλάξει το χαρακτηριστικό του κινητήρα για να καλύψει τις απαιτήσεις φορτίου. Μόλις ο κινητήρας φτάσει στην ταχύτητα βάσης, οι εξωτερικές αντιστάσεις απενεργοποιούνται. Και ο ηλεκτροκινητήρας λειτουργεί σαν κανονικός επαγωγικός κινητήρας. Αυτός ο τύπος είναι ιδανικός για φορτία υψηλής αδράνειας που απαιτούν ροπή σε σχεδόν μηδενική ταχύτητα. Παρέχει επιτάχυνση στο μέγιστο σε ελάχιστο χρόνο με ελάχιστη κατανάλωση ρεύματος.

Το μειονέκτημα τέτοιων κινητήρων είναι ότι οι δακτύλιοι ολίσθησης και οι βούρτσες απαιτούν τακτική συντήρηση, κάτι που δεν απαιτείται για έναν κινητήρα κλωβού σκίουρου. Εάν η περιέλιξη του ρότορα βραχυκυκλωθεί και επιχειρηθεί μια εκκίνηση (δηλαδή η συσκευή γίνει τυπική IM), θα ρέει σε αυτήν πολύ υψηλό ρεύμα. Ονομάζεται 14 φορές σε πολύ χαμηλή ροπή 60% της βάσης. Στις περισσότερες περιπτώσεις αυτό δεν χρησιμοποιείται.

Αλλάζοντας τη σχέση μεταξύ ταχύτητας περιστροφής και ροπής ρυθμίζοντας την αντίσταση του ρότορα, μπορείτε να μεταβάλλετε την ταχύτητα σε ένα συγκεκριμένο φορτίο. Αυτό μπορεί να τα μειώσει αποτελεσματικά κατά περίπου 50% εάν το φορτίο απαιτεί μεταβλητή ροπή και ταχύτητα, η οποία βρίσκεται συχνά σε εκτυπωτικές μηχανές, συμπιεστές, μεταφορείς, ανυψωτικά και ανελκυστήρες. Η μείωση της ταχύτητας κάτω από 50% έχει ως αποτέλεσμα πολύ χαμηλή απόδοση λόγω υψηλότερης απαγωγής ισχύος στις αντιστάσεις του ρότορα.

Τομείς χρήσης.Χρησιμοποιούνται ασύγχρονοι κινητήρες χαμηλής ισχύος (15 - 600 W). αυτόματες συσκευέςκαι ηλεκτρικές οικιακές συσκευές για οδήγηση ανεμιστήρων, αντλίες και άλλος εξοπλισμός που δεν απαιτούν έλεγχο ταχύτητας. Σε ηλεκτρικές συσκευές και αυτόματες συσκευές, χρησιμοποιούνται συνήθως μονοφασικοί μικροκινητήρες, καθώς αυτές οι συσκευές και συσκευές συνήθως τροφοδοτούνται από μονοφασικό δίκτυοεναλλασσόμενο ρεύμα.

Η αρχή της λειτουργίας και ο σχεδιασμός ενός μονοφασικού κινητήρα.Περιέλιξη στάτορα μονοφασικού κινητήρα (Εικ. 4.60, ΕΝΑ)βρίσκεται σε αυλακώσεις που καταλαμβάνουν περίπου τα δύο τρίτα της περιφέρειας του στάτορα, που αντιστοιχεί σε ένα ζεύγος πόλων. Σαν άποτέλεσμα

Σε = Вm sin ωt cos (πχ/τ).

Έτσι, σε έναν μονοφασικό κινητήρα, η περιέλιξη του στάτη δημιουργεί μια σταθερή ροή που μεταβάλλεται με το χρόνο, και όχι μια κυκλική περιστρεφόμενη ροή, όπως στους τριφασικούς κινητήρες με συμμετρική παροχή.

Για να απλοποιήσουμε την ανάλυση των ιδιοτήτων ενός μονοφασικού κινητήρα, ας παρουσιάσουμε το (4.99) με τη μορφή

Σε = 0,5W sin (ωt - πχ/τ) + 0,5W sin (ωt + πχ/τ),.

Δηλαδή, αντικαθιστούμε τη σταθερή παλμική ροή με το άθροισμα των πανομοιότυπων κυκλικών πεδίων που περιστρέφονται σε αντίθετες κατευθύνσεις και έχουν τις ίδιες συχνότητες περιστροφής: n 1πρ = n 1 στροφές = n 1 . Εφόσον οι ιδιότητες ενός ασύγχρονου κινητήρα με κυκλικό περιστρεφόμενο πεδίο συζητούνται λεπτομερώς στις παραγράφους 4.7 - 4.12, η ​​ανάλυση των ιδιοτήτων ενός μονοφασικού κινητήρα μπορεί να περιοριστεί στην εξέταση της συνδυασμένης δράσης καθενός από τα περιστρεφόμενα πεδία. Με άλλα λόγια, ένας μονοφασικός κινητήρας μπορεί να αναπαρασταθεί ως δύο πανομοιότυποι κινητήρες, οι ρότορες των οποίων είναι άκαμπτα συνδεδεμένοι μεταξύ τους (Εικ. 4.60, β), με τα μαγνητικά πεδία και τις ροπές που δημιουργούνται από αυτά να περιστρέφονται προς την αντίθετη κατεύθυνση Μστο Μαρ. Ένα πεδίο του οποίου η φορά περιστροφής συμπίπτει με τη φορά περιστροφής του ρότορα ονομάζεται άμεσο. πεδίο αντίστροφης κατεύθυνσης - αντίστροφη ή αντίστροφη.

Ας υποθέσουμε ότι η φορά περιστροφής των δρομέων συμπίπτει με την κατεύθυνση ενός από τα περιστρεφόμενα πεδία, για παράδειγμα με το npr. Στη συνέχεια, ο ρότορας γλιστρά σε σχέση με τη ροή φάκαι τα λοιπά

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

Ολίσθηση ρότορα σε σχέση με τη ροή Fobr

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

Από τις (4.100) και (4.101) προκύπτει ότι

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

Ηλεκτρομαγνητικές στιγμές Μστο Μη επιστροφή που δημιουργείται από τα πεδία εμπρός και πίσω κατευθύνεται σε αντίθετες κατευθύνσεις και η προκύπτουσα ροπή ενός μονοφασικού κινητήρα Μτο κόψιμο ισούται με τη διαφορά ροπής στην ίδια ταχύτητα του ρότορα.

Στο Σχ. Το 4.61 δείχνει την εξάρτηση M = f(s)για μονοφασικό κινητήρα. Βλέποντας το σχήμα, μπορούμε να βγάλουμε τα ακόλουθα συμπεράσματα:

α) ένας μονοφασικός κινητήρας δεν έχει ροπή εκκίνησης. περιστρέφεται προς την κατεύθυνση στην οποία κινείται από μια εξωτερική δύναμη. β) η ταχύτητα περιστροφής ενός μονοφασικού κινητήρα στο ρελαντί είναι χαμηλότερη από εκείνη ενός τριφασικού κινητήρα, λόγω της παρουσίας ροπής πέδησης που δημιουργείται από το αντίστροφο πεδίο.

γ) τα χαρακτηριστικά απόδοσης ενός μονοφασικού κινητήρα είναι χειρότερα από αυτά ενός τριφασικού κινητήρα. Έχει αυξημένη ολίσθηση στο ονομαστικό φορτίο, χαμηλότερη απόδοση και χαμηλότερη ικανότητα υπερφόρτωσης, γεγονός που εξηγείται επίσης από την παρουσία ενός αντίστροφου πεδίου.

δ) η ισχύς ενός μονοφασικού κινητήρα είναι περίπου τα 2/3 της ισχύος ενός τριφασικού κινητήρα ίδιου μεγέθους, αφού σε έναν μονοφασικό κινητήρα η περιέλιξη εργασίας καταλαμβάνει μόνο τα 2/3 των σχισμών του στάτη. Γεμίστε όλες τις υποδοχές του στάτη

Συσκευές εκκίνησης.Για να αποκτήσετε ροπή εκκίνησης, μονοφασικοί κινητήρεςέχουν μια περιέλιξη εκκίνησης μετατοπισμένη κατά 90 ηλεκτρικές μοίρες σε σχέση με την κύρια περιέλιξη εργασίας. Κατά την περίοδο εκκίνησης, η περιέλιξη εκκίνησης συνδέεται στο δίκτυο μέσω στοιχείων μετατόπισης φάσης - χωρητικότητα ή ενεργητική αντίσταση. Αφού ο κινητήρας ολοκληρώσει την επιτάχυνση, το τύλιγμα εκκίνησης σβήνει, ενώ ο κινητήρας συνεχίζει να λειτουργεί ως μονοφασικός. Δεδομένου ότι η περιέλιξη εκκίνησης λειτουργεί μόνο για μικρό χρονικό διάστημα, κατασκευάζεται από ένα σύρμα μικρότερης διατομής από το εργαζόμενο και τοποθετείται σε μικρότερο αριθμό αυλακώσεων.

Ας εξετάσουμε λεπτομερώς τη διαδικασία εκκίνησης όταν χρησιμοποιείται η χωρητικότητα C ως στοιχείο μετατόπισης φάσης (Εικ. 4.62, α). Στο τύλιγμα εκκίνησης ΠΤάση
Ú 1p = Ú 1 - Ú C= Ú 1 +jÍ1Π XC, δηλαδή μετατοπίζεται φάση σε σχέση με την τάση του δικτύου U 1 προσαρτημένο στην περιέλιξη εργασίας R. Κατά συνέπεια, τα τρέχοντα διανύσματα στην εργασία Εγώ 1p και εκτοξευτής ΕγώΟι περιελίξεις 1p μετατοπίζονται σε φάση κατά μια ορισμένη γωνία. Επιλέγοντας ένα δοχείο με συγκεκριμένο τρόπο πυκνωτής μετατόπισης φάσης, είναι δυνατό να αποκτήσετε έναν τρόπο λειτουργίας κατά την εκκίνηση που είναι κοντά στο συμμετρικό (Εικ. 4.62, b), δηλαδή να αποκτήσετε ένα κυκλικό περιστρεφόμενο πεδίο. Στο Σχ. 4.62, εμφανίζονται οι εξαρτήσεις M = f(s)για τον κινητήρα με το τύλιγμα εκκίνησης αναμμένο (καμπύλη 1) και σβηστό (καμπύλη 2). Ο κινητήρας ξεκινά τμηματικά αβχαρακτηριστικά 1; στο σημείο σιη περιέλιξη εκκίνησης απενεργοποιείται και στη συνέχεια ο κινητήρας λειτουργεί τμηματικά σΟχαρακτηριστικά 2.

Δεδομένου ότι η ενεργοποίηση της δεύτερης περιέλιξης βελτιώνεται σημαντικά μηχανικά χαρακτηριστικάκινητήρα, σε ορισμένες περιπτώσεις χρησιμοποιούνται μονοφασικοί κινητήρες, στους οποίους περιελίξεις Α και Β

Και οι δύο περιελίξεις των κινητήρων πυκνωτών συνήθως καταλαμβάνουν τον ίδιο αριθμόαυλακώσεις και έχουν την ίδια ισχύ. Κατά την εκκίνηση κινητήρας πυκνωτήΓια να αυξήσετε τη ροπή εκκίνησης, συνιστάται να έχετε αυξημένη χωρητικότητα Cp + Sp. Μετά την επιτάχυνση του κινητήρα σύμφωνα με το χαρακτηριστικό 2 (Εικ. 4.63, β) και τη μείωση του ρεύματος, μέρος των πυκνωτών CH απενεργοποιείται για να αυξηθεί η χωρητικότητα στην ονομαστική λειτουργία (όταν το ρεύμα του κινητήρα γίνεται μικρότερο από ό,τι κατά την εκκίνηση ) και εξασφαλίστε τη λειτουργία του κινητήρα σε συνθήκες κοντά στη λειτουργία σε κυκλικό περιστρεφόμενο πεδίο. Σε αυτή την περίπτωση, ο κινητήρας λειτουργεί στο χαρακτηριστικό 1.

Ο κινητήρας του πυκνωτή έχει υψηλό cos φ. Τα μειονεκτήματά του είναι η σχετικά μεγάλη μάζα και οι διαστάσεις του πυκνωτή, καθώς και η εμφάνιση μη ημιτονικού ρεύματος όταν παραμορφώνεται η τάση τροφοδοσίας, κάτι που σε ορισμένες περιπτώσεις οδηγεί σε βλαβερές συνέπειεςστη γραμμή επικοινωνίας.

Σε συνθήκες εύκολης εκκίνησης (μικρή ροπή φορτίου κατά την περίοδο εκκίνησης), χρησιμοποιούνται κινητήρες με αντίσταση εκκίνησης R(Εικ. 4.64, α). Η παρουσία ενεργής αντίστασης στο κύκλωμα εκκίνησης της περιέλιξηςπαρέχει μικρότερη μετατόπιση φάσης φρ μεταξύ τάσης και ρεύματος σε αυτή την περιέλιξη (Εικ. 4.64, β) από τη μετατόπιση φάσης φρ στην περιέλιξη εργασίας. Από αυτή την άποψη, τα ρεύματα στις περιελίξεις εργασίας και εκκίνησης μετατοπίζονται σε φάση κατά μια γωνία φρ - φπ και σχηματίζουν ένα ασύμμετρο (ελλειπτικό) περιστρεφόμενο πεδίο, λόγω του οποίου εμφανίζεται η ροπή εκκίνησης. Οι κινητήρες με αντίσταση εκκίνησης είναι αξιόπιστοι στη λειτουργία και παράγονται μαζικά. Η αντίσταση εκκίνησης είναι ενσωματωμένη στο περίβλημα του κινητήρα και ψύχεται από τον ίδιο αέρα που ψύχει ολόκληρο τον κινητήρα.

Μονοφασικοί μικροκινητήρες με θωρακισμένους πόλους.Σε αυτούς τους κινητήρες, η περιέλιξη του στάτορα που συνδέεται στο δίκτυο συνήθως συγκεντρώνεται και τοποθετείται σε εμφανείς πόλους (Εικ. 4.65, α), τα φύλλα των οποίων είναι σφραγισμένα μαζί με τον στάτορα. Σε κάθε πόλο, ένα από τα άκρα καλύπτεται από ένα βοηθητικό τύλιγμα που αποτελείται από μία ή περισσότερες βραχυκυκλωμένες στροφές που προστατεύουν από το 1/5 έως το 1/2 του τόξου του πόλου. Ο ρότορας κινητήρα είναι ένας συμβατικός τύπος κλουβιού σκίουρου.

Η μαγνητική ροή της μηχανής που δημιουργείται από την περιέλιξη του στάτη (ροή πόλου) μπορεί να αναπαρασταθεί ως το άθροισμα δύο συνιστωσών (Εικ. 4.65, β) Фп = Фп1 + Фп2, όπου Фп1 είναι η ροή που διέρχεται από το τμήμα του πόλου που δεν καλύπτεται από τη βραχυκυκλωμένη στροφή. Фп2 - ροή που διέρχεται από το τμήμα του πόλου που θωρακίζεται από ένα βραχυκυκλωμένο πηνίο.

Οι ροές Фп1 και Фп2 διέρχονται από διαφορετικά μέρη του πολικού κομματιού, δηλ. μετατοπίζονται στο χώρο κατά μια γωνία β. Επιπλέον, μετατοπίζονται φάση σε σχέση με το MMF φά n περιελίξεις στάτορα σε διαφορετικές γωνίες - γ1 και γ2. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι κάθε πόλος του περιγραφόμενου κινητήρα μπορεί να θεωρηθεί, σε μια πρώτη προσέγγιση, ως μετασχηματιστής, του οποίου η κύρια περιέλιξη είναι η περιέλιξη του στάτη και η δευτερεύουσα περιέλιξη είναι μια βραχυκυκλωμένη στροφή. Η ροή περιέλιξης του στάτορα προκαλεί ένα emf στο βραχυκυκλωμένο πηνίο μιέως (Εικ. 4.65, γ), ως αποτέλεσμα του οποίου προκύπτει ρεύμα Εγώ k και MDS φάκ, αναδιπλούμενο με MDS φά n περιελίξεις στάτορα. Στοιχείο αντιδραστικού ρεύματος ΕγώΤο k μειώνει τη ροή Фп2 και η ενεργή τη μετατοπίζει σε φάση σε σχέση με το MMF φάΠ . Δεδομένου ότι η ροή Φп1 δεν καλύπτει τη βραχυκυκλωμένη στροφή, η γωνία γ1 έχει σχετικά μικρή μεγάλης σημασίας(4-9°) - περίπου ίδια με τη γωνία φάσης μεταξύ της ροής του μετασχηματιστή και του MDS πρωτεύον τύλιγμασε κατάσταση αδράνειας. Η γωνία γ2 είναι πολύ μεγαλύτερη (περίπου 45°),

Οι ροές Φп1 και Φπ2, μετατοπισμένες στο χώρο κατά μια γωνία β και μετατοπισμένες στη φάση στο χρόνο κατά μια γωνία γ = γ2 - γl, σχηματίζουν ένα ελλειπτικό περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο (βλ. Κεφάλαιο 3), το οποίο παράγει μια ροπή που επενεργεί στον ρότορα του κινητήρα στο κατεύθυνση από το πρώτο κομμάτι πόλου, που δεν καλύπτεται από τη βραχυκυκλωμένη στροφή, προς το δεύτερο άκρο (σύμφωνα με την εναλλαγή των μεγίστων των ροών «φάσης»).

Για να αυξήσετε τη ροπή εκκίνησης του εν λόγω κινητήρα φέρνοντας το πεδίο περιστροφής του πιο κοντά σε ένα κυκλικό, διάφορους τρόπους: τοποθετούνται μαγνητικές παρακλίσεις μεταξύ των κομματιών πόλων των παρακείμενων πόλων, οι οποίες ενισχύουν τη μαγνητική σύνδεση μεταξύ της κύριας περιέλιξης και της βραχυκυκλωμένης στροφής και βελτιώνουν το σχήμα του μαγνητικού πεδίου στο διάκενο αέρα. αυξήστε το διάκενο αέρα κάτω από το άκρο, το οποίο δεν καλύπτεται από τη βραχυκυκλωμένη στροφή. χρησιμοποιήστε δύο ή περισσότερες στροφές βραχυκυκλώματος σε μία άκρη με διαφορετικές γωνίες κάλυψης. Υπάρχουν επίσης κινητήρες χωρίς βραχυκυκλωμένες στροφές στους πόλους, αλλά με ασύμμετρο μαγνητικό σύστημα: διαφορετικές διαμορφώσεις μεμονωμένα μέρηπόλους και διαφορετικά κενά αέρα. Τέτοιοι κινητήρες έχουν χαμηλότερη ροπή εκκίνησης από τους κινητήρες με σκιασμένους πόλους, αλλά η απόδοσή τους είναι υψηλότερη, καθώς δεν έχουν απώλειες ισχύος σε βραχυκυκλωμένες στροφές.

Τα εξεταζόμενα σχέδια κινητήρων με σκιασμένους πόλους είναι μη αναστρέψιμα. Για την εφαρμογή όπισθεν σε τέτοιους κινητήρες, αντί για βραχυκυκλωμένες στροφές, χρησιμοποιούνται πηνία Β1, Β2, Β3Και ΣΤΙΣ 4(Εικ. 4.65, V), καθένα από τα οποία καλύπτει μισό κοντάρι. Συντόμευση ενός ζεύγους πηνίων ΣΕ 1Και ΣΤΙΣ 4ή ΣΤΙΣ 2Και ΣΤΙΣ 3, μπορείτε να θωρακίσετε το ένα ή το άλλο μισό του πόλου και έτσι να αλλάξετε την φορά περιστροφής του μαγνητικού πεδίου και του ρότορα.

Ο κινητήρας με σκιασμένο πόλο έχει έναν αριθμό από σημαντικές ελλείψεις: σχετικά μεγάλο διαστάσειςκαι μάζα? χαμηλό cos φ ≈ 0,4 ÷ 0,6; χαμηλή απόδοση η = 0,25 ÷ 0,4 λόγω μεγάλες απώλειεςσε βραχυκυκλωμένη στροφή? μικρή ροπή εκκίνησης κ.λπ. Τα πλεονεκτήματα του κινητήρα είναι η απλότητα του σχεδιασμού και, ως εκ τούτου, η υψηλή αξιοπιστία στη λειτουργία. Λόγω της απουσίας δοντιών στον στάτορα, ο θόρυβος του κινητήρα είναι ασήμαντος, επομένως χρησιμοποιείται συχνά σε συσκευές αναπαραγωγής μουσικής και ομιλίας.

Στην καθημερινή ζωή και στην τεχνολογία, όπου χρειάζονται κινητήρες χαμηλής ισχύος, χρησιμοποιούνται συχνά οι λεγόμενοι μονοφασικοί ασύγχρονοι κινητήρες. Ένας μονοφασικός κινητήρας διαφέρει από έναν τριφασικό στο ότι ο στάτορας του έχει μία περιέλιξη (μερικές φορές δύο) και τροφοδοτείται από μονοφασικό δίκτυο. Ο ρότορας αυτών των κινητήρων, λόγω της χαμηλής τους ισχύος, είναι πάντα βραχυκυκλωμένος με τη μορφή τροχού σκίουρου και δεν διαφέρει από τον ρότορα ενός τριφασικού κινητήρα.

Εάν η περιέλιξη ενός μονοφασικού κινητήρα είναι συνδεδεμένη στο δίκτυο, τότε το εναλλασσόμενο ρεύμα που το διαρρέει θα διεγείρει στη μηχανή, ενώ ο ρότορας του είναι ακίνητος, ένα εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο, του οποίου ο άξονας είναι επίσης ακίνητος. Αυτό το πεδίο θα προκαλέσει ρεύματα στην περιέλιξη του ρότορα, η αλληλεπίδραση των οποίων με το μαγνητικό πεδίο θα οδηγήσει στην εμφάνιση δυνάμεων που κατευθύνονται αντίθετα στο δεξί και το αριστερό μισό του ρότορα, ως αποτέλεσμα των οποίων η προκύπτουσα ροπή που ενεργεί στον ρότορα θα να είναι ίσο με μηδέν. Επομένως, παρουσία μιας περιέλιξης, η αρχική ροπή εκκίνησης ενός μονοφασικού κινητήρα είναι

ισούται με μηδέν, δηλαδή ένας τέτοιος κινητήρας δεν θα μπορεί να κινηθεί μόνος του. Ωστόσο, εάν, με τη βοήθεια κάποιας εξωτερικής δύναμης, δοθεί στον ρότορα μια ορισμένη ταχύτητα περιστροφής, θα αρχίσει να περιστρέφεται.

Οι μονοφασικοί κινητήρες εκκινούνται χρησιμοποιώντας τη μία ή την άλλη συσκευή εκκίνησης. Η λειτουργία αυτών των συσκευών βασίζεται στη χρήση της ιδιότητας δύο μαγνητικών ροών, μετατοπισμένων στο χώρο κατά 90° και εκτός φάσης κατά pi/2, για τη δημιουργία ενός περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου.

8.8.1. Μονοφασικοί κινητήρες με περιέλιξη εκκίνησης

Στον στάτορα ενός τέτοιου κινητήρα, εκτός περιέλιξης εργασίας ROυπάρχει ένα λεγόμενο εκκίνηση της περιέλιξης PO,περιστρέφεται στο χώρο σε σχέση με την περιέλιξη εργασίας κατά 90° (Εικ.

Τη στιγμή της εκκίνησης, η περιέλιξη εκκίνησης κλείνει με ένα κουμπί ΠΡΟΣ ΤΗΝ,και στο Ως αποτέλεσμα της σύζευξης του μετασχηματιστή, εμφανίζεται ένα ρεύμα σε αυτό, μετατοπισμένο στη φάση σε σχέση με το ρεύμα τροφοδοσίας κατά σχεδόν pi/2. Αυτά τα ρεύματα δημιουργούν ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο, το οποίο επιταχύνει τον ρότορα. Μετά την επιτάχυνση, το τύλιγμα εκκίνησης ανοίγει και δεν συμμετέχει στην περαιτέρω λειτουργία του κινητήρα. Οι κινητήρες με τέτοια εκκίνηση βρίσκονται μερικές φορές στο νοικοκυριό πλυντήρια.

8.8.2. Κινητήρες πυκνωτών

Σε αυτούς τους κινητήρες, οι περιελίξεις του στάτορα εργασίας και εκκίνησης μετατοπίζονται επίσης στον στάτορα μεταξύ τους κατά 90°. Κατά την εκκίνηση, η περιέλιξη εκκίνησης του λογισμικού συνδέεται στο δίκτυο χρησιμοποιώντας ένα κουμπί ΠΡΟΣ ΤΗΝμέσω ενός πυκνωτή ΜΕ(Εικ. 8.15), λόγω του οποίου το ρεύμα στην περιέλιξη εκκίνησης διαφέρει σε φάση από το ρεύμα στην περιέλιξη εργασίας κατά pi/2, γεγονός που εξασφαλίζει την επιτάχυνση του ρότορα.

Μερικοί κινητήρες χρησιμοποιούν δύο πυκνωτές συνδεδεμένους παράλληλα. Γ1Και ΜΕ 2 - και τα δύο χρησιμοποιούνται όταν

startup, και ένα από αυτά (ΜΕ 2 ) παραμένει αναμμένη κατά τη διάρκεια

λειτουργία κινητήρα, λόγω της οποίας λειτουργούν και οι δύο περιελίξεις (Εικ. 8.16).

Οι κινητήρες πυκνωτών έχουν καλύτερα χαρακτηριστικά εκκίνησης και λειτουργίας σε σύγκριση με άλλους μονοφασικούς κινητήρες, γι' αυτό και είναι οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενοι.

8.8.3. Μονοφασικοί σκιασμένοι πολικοί κινητήρες

το ρεύμα είναι σε φάση με το EMF και υστερεί σε σχέση με τη ροή περιέλιξης κατά pi/2.

Αυτό το ρεύμα στον δακτύλιο δημιουργεί τη δική του μαγνητική ροή, η οποία βρίσκεται σε φάση μαζί του. Έτσι, δύο μαγνητικές ροές, μετατοπισμένες στη φάση κατά pi/2, δρουν κάτω από τον πόλο, σχηματίζοντας ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο. Αυτό το μαγνητικό πεδίο φέρει τον ρότορα του κλωβού του σκίουρου μαζί του.

Οι κινητήρες σκιασμένου πόλου χρησιμοποιούνται ευρέως για μονάδες χαμηλής κατανάλωσης (προβολείς ταινιών, ανεμιστήρες κ.λπ.).

Σύνδεση τριφασικών κινητήρων σε μονοφασικό δίκτυο

Σε πολλές περιπτώσεις, οι τριφασικοί ασύγχρονοι κινητήρες μπορούν να συνδεθούν σε μονοφασικό δίκτυο AC.

Στο Σχ. 8.18, α, σιδείχνει τα διαγράμματα σύνδεσης για τριφασικούς κινητήρες, στους οποίους συνδέονται μόνο τρία άκρα των περιελίξεων. Πυκνωτής ΜΕδημιουργεί μια πρόσθετη μετατόπιση φάσης

μεταξύ του ρεύματος ΚαιΤάση , παρέχονταςαρχικός εκτοξευτής στιγμή.Το μέγεθος αυτού του πυκνωτή υπολογίζεται ή επιλέγεται έτσι ώστε να εξασφαλίζεται περίπου ισότητα και των τριών ρευμάτων φάσεων. Στο Σχ. 8,18 in, σολδείχνει διαγράμματα σύνδεσης για τριφασικούς ασύγχρονους κινητήρες, στους οποίους συνδέονται και τα έξι άκρα της περιέλιξης του στάτη. Η συμπερίληψη τριφασικών κινητήρων σε μονοφασικό δίκτυο σάς επιτρέπει να λαμβάνετε από αυτούς μόνο το 40-50% της ονομαστικής ισχύος τους σε τριφασική λειτουργία.

– Πρόκειται για κινητήρα χαμηλής ισχύος (έως 1500 W) που χρησιμοποιείται σε εγκαταστάσεις στις οποίες πρακτικά δεν υπάρχει φορτίο στον άξονα κατά την εκκίνηση, καθώς και σε περιπτώσεις όπου ο κινητήρας μπορεί να τροφοδοτηθεί μόνο από μονοφασικό δίκτυο.Τις περισσότερες φορές, τέτοιοι κινητήρες χρησιμοποιούνται σε πλυντήρια ρούχων, μικρούς ανεμιστήρες κ.λπ.

Ένας μονοφασικός κινητήρας είναι παρόμοιος στη δομή με τριφασικός ασύγχρονος κινητήρας, η διαφορά είναι ο αριθμός των περιελίξεων φάσης, ένα μονοφασικό δεν έχει τρεις, αλλά δύο περιελίξεις - έναρξη και εργασία, και μόνο ένα τύλιγμα λειτουργεί συνεχώς - το λειτουργικό.

Για να κινηθεί ο ρότορας ενός ασύγχρονου κινητήρα, η περιέλιξη του στάτορα πρέπει να δημιουργήσει ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο. ΣΕ τριφασικός κινητήρας, δημιουργείται ένα τέτοιο πεδίο χάρη στο τριφασική περιέλιξη. Αλλά η περιέλιξη εργασίας ενός μονοφασικού κινητήρα δεν δημιουργεί ένα περιστρεφόμενο, αλλά ένα παλλόμενο μαγνητικό πεδίο. Αυτό το πεδίο μπορεί να διαιρεθεί σε δύο - άμεσο και αντίστροφο. Το άμεσο πεδίο περιστρέφεται με σύγχρονη ταχύτητα n 1 προς την κατεύθυνση περιστροφής του ρότορα και δημιουργεί την κύρια ηλεκτρομαγνητική ροπή. Η ολίσθηση του ρότορα σε σχέση με το άμεσο πεδίο είναι ίση με

Το αντίστροφο πεδίο περιστρέφεται ενάντια στον ρότορα, επομένως η ταχύτητα του ρότορα είναι αρνητική σε σχέση με αυτό το πεδίο

Κάθε πεδίο προκαλεί ένα emf, λόγω του οποίου τα ρεύματα αρχίζουν να ρέουν μέσω του ρότορα. Οι συχνότητες αυτών των ρευμάτων είναι ανάλογες της ολίσθησης (f t =f·s) και από τους τύπους που προκύπτουν παραπάνω, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η συχνότητα του ρεύματος που προκαλείται από το αντίστροφο πεδίο είναι πολύ μεγαλύτερη από τη συχνότητα του ρεύματος προς τα εμπρός πεδίου. Από αυτή την άποψη, η επαγωγική αντίδραση, η οποία αυξάνεται με την αύξηση της συχνότητας, γίνεται πολύ σημαντική και γίνεται πολύ μεγαλύτερη από την ενεργό αντίσταση. Επομένως, το ρεύμα αντίστροφου πεδίου είναι πρακτικά επαγωγικό και έχει απομαγνητιστικό αποτέλεσμα στη ροή του αντίστροφου μαγνητικού πεδίου. Κατά συνέπεια, η ροπή που δημιουργείται από αυτό το πεδίο είναι μικρή και στρέφεται ενάντια στην περιστροφή του ρότορα.

Τη στιγμή που ο ρότορας είναι ακίνητος, ο άξονας συμμετρίας μεταξύ αυτών των δύο πεδίων είναι επίσης ακίνητος, πράγμα που σημαίνει ότι δεν δημιουργείται περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο και ως αποτέλεσμα δεν λειτουργεί ο κινητήρας. Για να το θέσετε σε κίνηση, πρέπει να περιστρέψετε τον ρότορα έτσι ώστε να κινείται ο άξονας συμμετρίας. Αλλά δεν έχει νόημα να το κάνουμε αυτό μηχανικά, οπότε για να ξεκινήσει ένας μονοφασικός κινητήρας, δημιούργησαν εκκίνησης της περιέλιξης. Η περιέλιξη εκκίνησης, μαζί με την περιέλιξη εργασίας, δημιουργεί ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο απαραίτητο για την εκκίνηση του κινητήρα. Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο το MMF και των δύο περιελίξεων να είναι ίσο και η γωνία μεταξύ τους να είναι 90°. Επιπλέον, είναι απαραίτητο τα ρεύματα σε αυτές τις περιελίξεις να μετατοπίζονται κατά 90°. Σε αυτή την περίπτωση, ένα λεγόμενο κυκλικό μαγνητικό πεδίο, στην οποία η προκύπτουσα ηλεκτρομαγνητική ροπή είναι μέγιστη. Εάν, ωστόσο, οι προϋποθέσεις αυτές πληρούνται με αποκλίσεις, τότε α ελλειπτικό μαγνητικό πεδίο, στο οποίο η ροπή είναι χαμηλότερη λόγω της αυξημένης ροπής πέδησης του πεδίου όπισθεν.

Σε πραγματικές συνθήκες, ένας μονοφασικός κινητήρας ξεκινά με ταυτόχρονο πάτημα κουμπιών που παρέχουν ρεύμα και συνδέουν την περιέλιξη εκκίνησης στο κύκλωμα.

Για να δημιουργηθεί μια μετατόπιση φάσης 90° μεταξύ των ρευμάτων των περιελίξεων εργασίας και εκκίνησης, χρησιμοποιούνται στοιχεία μετατόπισης φάσης (FE). Θα μπορούσε να είναι ενεργή αντίσταση σπείραή πυκνωτής. Οι μονοφασικοί κινητήρες με ενεργή αντίσταση ως στοιχείο αλλαγής φάσης έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένοι. Η αύξηση της αντίστασης της περιέλιξης εκκίνησης επιτυγχάνεται με τη μείωση της διατομής του σύρματος και δεδομένου ότι αυτή η περιέλιξη λειτουργεί για σύντομο χρονικό διάστημα κατά την εκκίνηση, αυτό δεν προκαλεί βλάβη στην περιέλιξη.

Όμως, η ενεργός αντίσταση, όπως και η επαγωγική αντίσταση, δεν δημιουργεί την απαιτούμενη μετατόπιση 90° μεταξύ των ρευμάτων, αλλά μια τέτοια μετατόπιση δημιουργείται από έναν πυκνωτή. Η χωρητικότητα αυτού του πυκνωτή επιλέγεται με τέτοιο τρόπο ώστε το ρεύμα περιέλιξης εκκίνησης να είναι μπροστά από την τάση στη φάση κατά μια ορισμένη γωνία, η οποία είναι απαραίτητη για να γίνει η μετατόπιση μεταξύ των ρευμάτων 90°. Χάρη σε αυτό, δημιουργείται ένα κυκλικό μαγνητικό πεδίο. Ωστόσο, οι πυκνωτές χρησιμοποιούνται λιγότερο συχνά ως στοιχείο μετατόπισης φάσης, επειδή για να εξασφαλίσετε ανάμειξη 90°, χρειάζεστε έναν πυκνωτή μεγάλης χωρητικότητας και, κατά κανόνα, σχετικά υψηλή τάση. Επιπλέον, οι διαστάσεις αυτού του πυκνωτή είναι μεγάλες, κάτι που παίζει επίσης ρόλο.