Tek fazlı asenkron motor nasıl çalıştırılır. Tek fazlı asenkron motor

Çoğu elektrik motorunda olduğu gibi, AC endüksiyon motorunun da sabit bir gerilimi vardır. dış Bölüm buna stator adı verilir ve rotor içeride döner. Aralarında dikkatlice hesaplanmış bir hava boşluğu vardır.

Nasıl çalışır?

Asenkron motorların cihazı ve çalışma prensibi, diğerleri gibi, rotoru harekete geçirmek için rotasyonun kullanılması gerçeğine dayanmaktadır. manyetik alan. Üç fazlı IM, güç kaynağının doğası gereği doğal olarak oluşturulduğu tek motor türüdür. Bunda mekanik veya elektronik anahtarlama kullanılır ve tek fazlı AD'de ek elektrik elemanları kullanılır.

Elektrik motorunun çalışması için iki takım elektromıknatıs gereklidir. Çalışma prensibi asenkron motor sargısına alternatif bir akım kaynağı bağlandığı için statorda bir setin oluşması gerçeğinden oluşur. Lenz yasasına göre bu, bir transformatörün sekonderinde voltajın indüklenmesiyle aynı şekilde rotorda bir elektromanyetik kuvvet (EMF) indükleyerek başka bir elektromıknatıs seti oluşturur. Dolayısıyla AD - endüksiyon motorunun başka bir adı. Asenkron motorların cihazı ve çalışma prensibi, bu elektromıknatısların manyetik alanları arasındaki etkileşimin bir bükülme kuvveti oluşturması gerçeğine dayanmaktadır. Sonuç olarak rotor, ortaya çıkan tork yönünde döner.

stator

Stator, alüminyum veya dökme demirden yapılmış birkaç ince plakadan oluşur. Yuvaları olan içi boş bir göbek silindiri oluşturmak için birbirine bastırılırlar. İçlerine yerleştirilirler yalıtımlı teller. Her bir sargı grubu, onları çevreleyen çekirdekle birlikte, kendisine alternatif akım uygulandıktan sonra bir elektromıknatıs oluşturur. AD kutuplarının sayısı stator sargılarının iç bağlantısına bağlıdır. Bir güç kaynağı bağlandığında dönen bir manyetik alan oluşacak şekilde yapılmıştır.

Rotor

Rotor, çevresine eşit aralıklarla yerleştirilmiş alüminyum veya bakır çubuklara sahip birkaç ince çelik plakadan oluşur. En popüler tipinde (kısa devre veya "sincap kafesi") uçlardaki çubuklar halkalar kullanılarak mekanik ve elektriksel olarak bağlanır. BP'nin neredeyse %90'ı basit ve güvenilir olduğundan bu tasarımı kullanıyor. Rotor, iletkenlerin montajı için eksenel olarak yerleştirilmiş paralel yuvalara sahip silindirik bir lamel çekirdekten oluşur. Her oluğa bakır, alüminyum veya alaşımdan yapılmış bir çubuk yerleştirilir. Her iki tarafta uç halkalarla kısa devre yapılır. Bu tasarım bir sincap kafesine benziyor, bu yüzden uygun adı aldı.

Rotorun olukları mile tam olarak paralel değildir. İki ana nedenden dolayı hafif bir eğri ile yapılırlar. Birincisi manyetik gürültüyü ve harmonikleri azaltarak IM'nin düzgün çalışmasını sağlamaktır. İkincisi, rotorun durma olasılığını azaltmaktır: dişleri, aralarındaki doğrudan manyetik çekim nedeniyle stator yuvalarına bağlanır. Bu, sayıları eşleştiğinde olur. Rotor, her iki ucunda da yatak bulunan bir şaft üzerine monte edilmiştir. Yükü taşımak için genellikle bir parça diğerinden daha fazla çıkıntı yapar. Bazı motorlarda, şaftın çalışmayan ucuna konumlar takılır.

Stator ile rotor arasında hava boşluğu vardır. Enerji onun aracılığıyla aktarılır. Üretilen tork, rotorun ve yükün dönmesine neden olur. Kullanılan rotor tipine bakılmaksızın, asenkron motorun tasarımı ve çalışma prensibi değişmeden kalır. Kural olarak AD, stator sargılarının sayısına göre sınıflandırılır. Tek fazlı ve üç fazlı elektrik motorları vardır.

Tek fazlı asenkron motorun cihazı ve çalışma prensibi

Tek fazlı kan basıncı çoğu elektrik motorları. En az pahalı ve en az bakım gerektiren motorun en sık kullanılması mantıklıdır. Adından da anlaşılacağı gibi bu tip asenkron motorların amacı, çalışma prensibi sadece bir stator sargısının bulunmasına ve tek fazlı güç kaynağı ile çalışmasına dayanmaktadır. Bu tipteki tüm IM'ler kısa devreli bir rotora sahiptir.

Tek fazlı motorlar kendi başlarına çalışmazlar. Motor güç kaynağına bağlandığında ana sargı akmaya başlar alternatif akım. Titreşimli bir manyetik alan üretir. İndüksiyon nedeniyle rotora enerji verilir. Ana manyetik alan titreşimli olduğundan motoru döndürmek için gereken tork üretilmez. Rotor dönmek yerine titremeye başlar. Bu nedenle tek fazlı IM bir başlatma mekanizması gerektirir. Şaftın hareket etmesini sağlayan ilk itmeyi sağlayabilir.

Tek fazlı IM'nin başlatma mekanizması esas olarak aşağıdakilerden oluşur: ek sargı stator. Ona eşlik edebilir seri kapasitör veya santrifüj anahtarı. Besleme gerilimi uygulandığında ana sargıdaki akım, direncinden dolayı gerilimin gerisinde kalır. Aynı zamanda, başlatma mekanizmasının empedansına bağlı olarak, başlatma sargısındaki elektrik, besleme voltajının gerisinde kalır veya önde gelir. Ana sargı tarafından üretilen manyetik alanlar ile başlatma devresi arasındaki etkileşim, ortaya çıkan manyetik alanı oluşturur. Tek yönde döner. Rotor, ortaya çıkan manyetik alan yönünde dönmeye başlar.

Motor hızı nominal hızın yaklaşık %75'ine ulaştığında, santrifüj anahtar başlatma sargısının bağlantısını keser. Ayrıca motor kendi başına hareket edecek kadar torku koruyabilir. Özel bir başlatma kapasitörüne sahip motorlar hariç tümü genellikle 500 watt'ı aşmayan güç üretmek için kullanılır. Bağlı olarak çeşitli metodlar Başlangıç, tek fazlı IM, aşağıdaki bölümlerde açıklandığı gibi ayrıca sınıflandırılır.

Bölünmüş fazlı BP

Bölünmüş fazlı asenkron motorun amacı, tasarımı ve çalışma prensibi, içindeki iki sargının kullanımına dayanmaktadır: başlatma ve ana. Marş motoru, daha fazla direnç oluşturmak için ana tel ile ilgili olarak daha küçük çaplı ve daha az dönüşlü telden yapılmıştır. Bu, manyetik alanını belirli bir açıyla yönlendirmenize olanak tanır. Rotorun dönmesine neden olan ana manyetik alanın yönünden farklıdır. Daha büyük çaplı bir telden yapılan çalışma sargısı, motorun geri kalan süre boyunca çalışmasını sağlar.

Başlangıç ​​torku düşüktür; tipik olarak nominal değerin %100 ila 175'i. Motor yüksek bir başlangıç ​​akımı çeker. Nominal değerden 7-10 kat daha yüksektir. Maksimum tork da 2,5-3,5 kat daha fazladır. Bu tip motor küçük taşlama makineleri, fanlar ve üfleyicilerin yanı sıra 40 ila 250 watt arasında düşük tork gerektiren diğer cihazlarda. Sık açma-kapama çevrimlerinin olduğu veya yüksek torkun gerekli olduğu yerlerde bu tür motorlardan kaçınılmalıdır.

HELL kapasitör başlatmalı

Asenkron motor tipi kondansatör ve çalışma prensibi, bir kapasitansın başlangıç ​​​​sargısına seri olarak bölünmüş bir faz ile bağlanması ve bir başlangıç ​​\u200b\u200b"impulsu" sağlaması gerçeğine dayanmaktadır. Önceki tip motorlarda olduğu gibi bir de santrifüj anahtarı bulunmaktadır. Motor hızı nominal hızın %75'ine ulaştığında başlatma devresini devre dışı bırakır. Kapasitör seri bağlı olduğundan, bu daha fazlasını yaratır Başlangıç ​​torkuİşçinin büyüklüğünün 2-4 katına ulaşıyor. Ve başlangıç ​​​​akımı, kural olarak, nominal akımın 4,5-5,75 katıdır; bu, başlangıç ​​​​sargısındaki daha büyük tel nedeniyle bölünmüş faz durumunda olduğundan çok daha düşüktür.

Değiştirilmiş bir başlatma seçeneği, aktif dirençli bir motorla ayırt edilir. Bu tip motorlarda kapasitansın yerini bir direnç alır. Bir kapasitör kullanıldığında olduğundan daha az başlatma torku gerektiğinde bir direnç kullanılır. Daha düşük maliyetin yanı sıra bu, kapasitif başlatmaya göre hiçbir avantaj sağlamaz. Bu motorlar, küçük konveyörler, büyük fanlar ve pompalar gibi kayış tahrikli uygulamaların yanı sıra birçok doğrudan veya dişli tahrikli uygulamada kullanılır.

Çalışan faz değiştiren kapasitörlü IM

Bu tip bir asenkron motorun cihazı ve çalışma prensibi, seri olarak bağlanan bir kapasitörün başlangıç ​​​​sargısına sabit bağlantısına dayanmaktadır. Motor nominal hıza ulaştıktan sonra yol verme devresi yardımcı olur. Kapasitansın sürekli kullanım için tasarlanması gerektiğinden ilk güçlendirmeyi sağlayamaz. başlangıç ​​kondansatörü. Böyle bir motorun başlangıç ​​​​torku düşüktür. Nominal değerin %30-150'sidir. Başlatma akımı düşüktür - nominal değerin %200'ünden daha azdır; bu da bu tür elektrik motorlarını sık sık açma ve kapatmanın gerekli olduğu yerler için ideal kılar.

Bu tasarımın birçok avantajı vardır. Devrenin hız kontrol cihazlarıyla kullanım için değiştirilmesi kolaydır. Elektrik motorları optimum verimlilik ve yüksek güç faktörü için ayarlanabilir. Tek fazlı motorlar arasında en güvenilir olanı olarak kabul edilirler çünkü santrifüjlü başlatma anahtarı kullanmazlar. Fanlarda, üfleyicilerde ve sık çalıştırılan cihazlarda kullanılırlar. Örneğin mekanizmaların ayarlanmasında, kapı açma sistemlerinde ve garaj kapılarında.

Başlangıç ​​ve çalıştırma kondansatörlü CEHENNEM

Bu tip bir asenkron motorun cihazı ve çalışma prensibi, başlatma kapasitörünün başlatma sargısına seri bağlantısına dayanmaktadır. Bu daha fazla tork yaratmayı mümkün kılar. Ayrıca, sabit kapasitör, başlatma kapasitansının kapatılmasından sonra yardımcı sargıya seri olarak bağlanır. Böyle bir şema, büyük tork aşırı yüklemelerine izin verir.

Bu tip motor daha düşük tam yük akımları için tasarlanmıştır ve bu da onu daha verimli hale getirir. Bu tasarım, başlatma, çalıştırma kapasitörleri ve bir santrifüj anahtarının varlığı nedeniyle en pahalı olanıdır. Ağaç işleme makinelerinde, hava kompresörlerinde, su pompalarında uygulanır yüksek basınç, vakum pompaları ve yüksek torkun gerekli olduğu yerler. Güç - 0,75 ila 7,5 kW arası.

Korumalı kutuplu BP

Bu tip bir asenkron motorun cihazı ve çalışma prensibi, yalnızca bir ana sargıya sahip olması ve çalıştırmanın olmamasıdır. Başlangıç, stator kutuplarının her birinin küçük bir kısmının etrafında koruyucu bir bakır halkanın bulunmasından kaynaklanmaktadır, bunun sonucunda bu alandaki manyetik alan, korumasız kısımdaki alanın gerisinde kalmaktadır. İki alanın etkileşimi şaftın dönmesine yol açar.

Başlatma bobini, anahtar veya kondansatör olmadığından motor elektriksel olarak basit ve ucuzdur. Ek olarak, voltajı değiştirerek veya çoklu kademe sargısı aracılığıyla hızı ayarlanabilir. Gölge kutuplu motorun tasarımı seri üretime olanak sağlar. Değiştirilmesi tamir etmekten çok daha ucuz olduğundan genellikle "tek kullanımlık" olarak kabul edilir. Dışında pozitif nitelikler Bu tasarımın bir takım dezavantajları vardır:

• nominalin% 25-75'ine eşit düşük başlangıç ​​​​torku;
• yüksek kayma (%7-10);
• düşük verimlilik (% 20'den az).

Düşük başlangıç ​​maliyeti, bu tür IM'nin düşük güçlü veya nadiren kullanılan cihazlarda kullanılmasına olanak tanır. Ev tipi çok hızlı fanlardan bahsediyoruz. Ancak düşük tork, düşük verimlilik ve düşük mekanik özellikler bunların ticari veya endüstriyel uygulamalarına izin vermez.

Üç fazlı CEHENNEM

Bu elektrik motorları endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Üç fazlı asenkron motorun cihazı ve çalışma prensibi, tasarım- kısa devreli veya faz rotoru. Çalıştırmak için bir kapasitöre, başlatma sargısına, santrifüj anahtarına veya başka bir cihaza ihtiyaç yoktur. Başlangıç ​​torku, güç ve verimlilik gibi orta ila yüksek düzeydedir. Taşlama, tornalamada kullanılır, sondaj makineleri, pompalar, kompresörler, konveyörler, tarım makineleri vb.

Kapalı rotorlu CEHENNEM

Bu, üç fazlı bir asenkrondur ve cihazı yukarıda açıklanmıştır. Tüm üç fazlı elektrik motorlarının neredeyse% 90'ını oluşturur. 250 W'tan birkaç yüz kW'a kadar güç seçenekleri mevcuttur. 750 W'tan itibaren tek fazlı motorlarla karşılaştırıldığında daha ucuzdurlar ve ağır yüklere dayanabilirler.

Faz rotorlu HELL

Bir faz rotorlu üç fazlı asenkron motorun cihazı ve çalışma prensibi, rotorun uçları kısa devre olmayan bir dizi sargıya sahip olması nedeniyle "sincap kafesi" IM'den farklıdır. Temas halkalarına getirilirler. Bu, harici dirençleri ve kontaktörleri bunlara bağlamanıza olanak tanır. Maksimum tork rotor direnciyle doğru orantılıdır. Bu nedenle düşük hızlar ek dirençle artırılabilir. Yüksek direnç, düşük başlatma akımında yüksek torka olanak tanır.

Rotor hızlandıkça, yük gereksinimlerini karşılamak üzere motor karakteristiğini değiştirmek için direnç azalır. Motor temel hıza ulaştığında harici dirençler kapatılır. Ve elektrik motoru normal bir CEHENNEM gibi çalışıyor. Bu tip, sıfıra yakın hızda tork uygulaması gerektiren yüksek ataletli yükler için idealdir. Minimum akım tüketimi ile minimum zamanda maksimuma hızlanma sağlar.

Bu tür motorların dezavantajı, kayar halkaların ve fırçaların, sincap kafesli rotorlu bir motor için gerekli olmayan düzenli bakım gerektirmesidir. Rotor sargısı kapatılırsa ve bir başlatma girişiminde bulunulursa (yani cihaz standart bir IM haline gelirse), içinden çok yüksek bir akım akacaktır. Tabanın %60'ı kadar çok düşük bir torkta nominal torktan 14 kat daha yüksektir. Çoğu durumda bu uygulama bulmaz.

Rotorun direncini ayarlayarak dönme hızının torka bağımlılığını değiştirerek, hızı belirli bir yükte değiştirmek mümkündür. Bu, yükün genellikle matbaalarda, kompresörlerde, konveyörlerde, vinçlerde ve asansörlerde bulunan değişken tork ve hız gerektirmesi durumunda bunların yaklaşık %50 oranında etkili bir şekilde azaltılmasına olanak tanır. Hızın %50'nin altına düşürülmesi, rotor dirençlerinde daha yüksek güç kaybı nedeniyle çok düşük verimle sonuçlanır.

Kullanım alanları. Düşük güçlü (15 - 600 W) asenkron motorlar kullanılır otomatik cihazlar ve fanları, pompaları ve hız kontrolü gerektirmeyen diğer ekipmanları çalıştırmaya yönelik elektrikli cihazlar. Ev aletlerinde ve otomatik cihazlarda, genellikle tek fazlı mikromotorlar kullanılır, çünkü bu cihazlar ve cihazlar kural olarak elektrikle çalıştırılır. tek fazlı ağ alternatif akım.

Tek fazlı motorun çalışma prensibi ve cihazı. Tek fazlı bir motorun stator sargısı (Şekil 4.60, A) Stator çevresinin yaklaşık üçte ikisini kaplayan ve bir çift kutba karşılık gelen yuvalara yerleştirilmiştir. Sonuç olarak

Vx = Вm sin ωt çünkü (πх/τ).

Böylece, tek fazlı bir motorda, stator sargısı, simetrik beslemeli üç fazlı motorlarda olduğu gibi dairesel bir dönen akı değil, zamanla değişen sabit bir akı oluşturur.

Tek fazlı bir motorun özelliklerinin analizini basitleştirmek için (4.99)'u şu şekilde temsil ediyoruz:

Vx \u003d 0,5W sin (ωt - πx / τ) + 0,5W sin (ωt + πx / τ),.

Yani, sabit titreşimli akışı, zıt yönlerde dönen ve aynı dönme hızlarına sahip özdeş dairesel alanların toplamıyla değiştiririz: N 1 arttırma = N 1 devir = N 1. Dairesel dönme alanına sahip bir asenkron motorun özellikleri § 4.7 - 4.12'de ayrıntılı olarak tartışıldığından, tek fazlı bir motorun özelliklerinin analizi, dönen alanların her birinin birleşik eyleminin dikkate alınmasına indirgenebilir. Başka bir deyişle, tek fazlı bir motor, rotorları birbirine sıkı bir şekilde bağlanan (Şekil 4.60, b), manyetik alanların zıt dönüş yönü ve oluşturdukları momentlerle iki özdeş motor olarak temsil edilebilir. M en M varış. Dönme yönü rotorun dönme yönü ile çakışan alana doğrudan denir; ters yön alanı - ters veya ters.

Rotorların dönüş yönünün, örneğin npr ile dönen alanlardan birinin yönüyle çakıştığını varsayalım. Daha sonra rotorun akışa göre kayması F vesaire

spr \u003d (n1pr - n2) / n1pr \u003d (n1 - n2) / n1 \u003d 1 - n2 / n1..

Rotorun akışa göre kayması Fobre

sorev = (n1rev + n2) / n1rev = (n1 + n2) / n1 = 1 + n2 / n1..

(4.100) ve (4.101)'den şu sonuç çıkar:

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

Elektromanyetik anlar M en M Doğrudan ve ters alanlardan oluşan arr zıt yönlere yönlendirilir ve tek fazlı bir motorun ortaya çıkan momenti M kesim, aynı rotor hızında momentlerdeki farka eşittir.

Şek. 4.61 bağımlılığı gösterir M = f(s) Tek fazlı bir motor için. Şekile baktığımızda aşağıdaki sonuçları çıkarabiliriz:

a) tek fazlı bir motorun başlangıç ​​torku yoktur; bir dış kuvvet tarafından yönlendirildiği yönde döner; b) ters alan tarafından üretilen frenleme torkunun varlığı nedeniyle, tek fazlı bir motorun rölantide dönme hızı, üç fazlı bir motorunkinden daha azdır;

c) tek fazlı bir motorun performansı üç fazlı bir motorun performansından daha kötüdür; nominal yükte artan kayma, daha düşük verimlilik, daha düşük aşırı yük kapasitesi vardır; bu aynı zamanda bir ters alanın varlığıyla da açıklanmaktadır;

d) tek fazlı bir motorun gücü, aynı büyüklükteki üç fazlı bir motorun gücünün yaklaşık 2/3'üdür, çünkü tek fazlı bir motorda çalışma sargısı stator yuvalarının yalnızca 2/3'ünü kaplar. Tüm stator yuvalarını doldurun

Cihazların başlatılması. Başlangıç ​​torkunu elde etmek için, tek fazlı motorlar ana çalışma sargısına göre 90 elektriksel derece kaydırılmış bir başlangıç ​​sargısına sahiptir. Başlatma periyodu için, başlangıç ​​​​sargısı, faz kaydırma elemanları (kapasitans veya) aracılığıyla ağa bağlanır. aktif direnç. Motorun hızlanmasının sona ermesinden sonra, motor tek fazlı olarak çalışmaya devam ederken, marş sargısı kapatılır. Başlangıç ​​sargısı yalnızca kısa bir süre çalıştığından, çalışan telden daha küçük kesitli bir telden yapılır ve daha az sayıda oluğa yerleştirilir.

Kapasitans C'yi faz kaydırma elemanı olarak kullanırken başlatma sürecine daha yakından bakalım (Şekil 4.62, a). Başlangıç ​​sarımında P Gerilim
Ú 1p = Ú 1 - Ú C= Ú 1 +jÍ1 P XC yani şebeke voltajına göre faz kaydırılmıştır sen 1 çalışma sargısına uygulandı R. Sonuç olarak, çalışmadaki mevcut vektörler BEN 1p ve başlatıcı BEN 1n sargıları faz olarak bir açıyla kaydırılır. Belirli bir kapasite seçerek faz kaydırmalı kapasitör, başlangıçta simetriye yakın bir çalışma modu elde edebilirsiniz (Şekil 4.62, b), yani dairesel bir dönme alanı elde edebilirsiniz. Şek. 4.62, bağımlılıklar gösteriliyor M = f(s) Başlangıç ​​sargısı açık (eğri 1) ve kapalı (eğri 2) olan motor için. Motor parçalar halinde çalıştırılır abözellikler 1; noktada B başlangıç ​​​​sargısı kapatılır ve gelecekte motor kısmen çalışır COözellikler 2.

İkinci bir sarımın dahil edilmesi önemli ölçüde iyileştirildiğinden mekanik karakteristik motor, bazı durumlarda A ve B sargılarının bulunduğu tek fazlı motorlar kullanılır

Kondansatör motorlarının her iki sargısı da kural olarak aynı numara oluklar ve aynı güce sahiptir. Başlangıçta kapasitör motoru Başlangıç ​​torkunu arttırmak için Cp + Cn kapasitansının arttırılması tavsiye edilir. Motor, karakteristik 2'ye (Şekil 4.63, b) göre hızlandırıldıktan ve akım düştükten sonra, nominal moddaki kapasitansı artırmak için (motor akımı başlangıçtaki değerden daha az olduğunda) Cn kapasitörlerinin bir kısmı kapatılır. yukarı) ve motorun dairesel döner alanda çalışmaya yakın koşullarda çalışmasını sağlayın. Bu durumda motor karakteristik 1'de çalışır.

Kapasitör motorunun co'su yüksektir. Dezavantajları, kapasitörün nispeten büyük kütlesi ve boyutları ile besleme voltajının bozulması sırasında bazı durumlarda sinüzoidal olmayan bir akımın oluşmasıdır. zararlı etkiler iletişim hattında.

Hafif yolverme koşullarında (yolverme periyodu sırasında küçük yük torku), yolverme dirençli motorlar kullanılır. R(Şekil 4.64, a). Devrede aktif direncin varlığı sarmaya başlama bu sargıdaki voltaj ve akım arasında (Şekil 4.64, b) çalışma sargısındaki faz kaymasından φp daha küçük bir faz kayması φp sağlar. Bu bağlamda, çalışma ve başlangıç ​​​​sargılarındaki akımlar, φр - φп açısı ile faz olarak kaydırılır ve başlangıç ​​\u200b\u200btorkunun meydana gelmesi nedeniyle asimetrik (eliptik) bir dönme alanı oluşturur. Başlatma direncine sahip motorların kullanımı güvenilirdir ve seri olarak üretilir. Başlatma direnci motor muhafazasının içine yerleştirilmiştir ve tüm motoru soğutan aynı hava ile soğutulur.

Korumalı kutuplu tek fazlı mikromotorlar. Bu motorlarda, ağa bağlı stator sargısı genellikle levhaları stator ile birlikte damgalanmış olan belirgin kutuplar üzerinde yoğunlaştırılır ve güçlendirilir (Şekil 4.65, a). Her kutupta, pabuçlardan biri, kutup yayının 1/5'inden 1/2'sine kadar koruma sağlayan bir veya daha fazla kısa devre dönüşten oluşan bir yardımcı sargı ile kaplanmıştır. Motor rotoru sincap kafesli geleneksel tiptedir.

Stator sargısı (kutup akısı) tarafından oluşturulan makinenin manyetik akısı, iki bileşenin toplamı olarak temsil edilebilir (Şekil 4.65, b) Фп2 - kısa devre bobini ile korunan direğin kısmından geçen akış.

Фп1 ve Фп2 akışları kutup parçasının farklı kısımlarından geçer, yani uzayda β açısı kadar yer değiştirirler. Ayrıca MDS açısından faz dışıdırlar F n farklı açılardaki stator sargıları - γ1 ve γ2. Bu, açıklanan motorun her bir kutbunun, birincil sargısı stator sargısı olan ve ikincil sargısı kısa devreli bir bobin olan bir transformatör olarak birinci yaklaşım olarak kabul edilebileceği gerçeğiyle açıklanmaktadır. Stator sargı akısı, kısa devre edilmiş bir bobinde bir EMF'yi indükler e(Şekil 4.65, c), bunun sonucunda bir akım ortaya çıkar BEN ve MDS'ye F k , MDS ile katlanmış F n stator sargıları. Reaktif akım bileşeni BEN k, Фп2 akısını azaltır ve aktif - onu MDS'ye göre fazda kaydırır F P . Фп1 akışı kısa devre edilmiş bir bobini kapsamadığından, γ1 açısı nispeten küçüktür. büyük önem(4-9°) - transformatör akısı ile MMF arasındaki faz açısıyla hemen hemen aynı Birincil sargı boş modda. γ2 açısı çok daha büyüktür (yaklaşık 45°),

Uzayda bir β açısı kadar yer değiştiren ve zaman içinde γ = γ2 - γl açısı kadar fazda kaydırılan Фп1 ve Фп2 akıları, motor rotoruna yönde etki eden bir tork üreten eliptik bir dönen manyetik alan oluşturur (bkz. Bölüm 3). kısa devreli bir dönüşle kaplanmayan ilk kutup parçasından ikinci uca kadar ("fazlar" akışlarının maksimumlarının değişimine uygun olarak).

Söz konusu motorun başlangıç ​​​​torkunu, dönme alanını dairesel bir alana yaklaştırarak arttırmak için, çeşitli yollar: ana sargı ile kısa devreli dönüş arasındaki manyetik bağlantıyı güçlendiren ve hava boşluğundaki manyetik alanın şeklini iyileştiren, bitişik kutupların kutup parçaları arasına manyetik şöntler monte edilir; kısa devre bobini ile kaplanmayan ucun altındaki hava boşluğunu arttırın; Farklı kapsama açılarına sahip bir uçta iki veya daha fazla kısa devreli dönüş kullanın. Kutuplarda kısa devre dönüşleri olmayan, ancak asimetrik manyetik sisteme sahip motorlar da vardır: farklı konfigürasyon ayrı parçalar kutuplar ve farklı hava boşlukları. Bu tür motorlar, blendajlı kutuplu motorlara göre daha düşük başlatma torkuna sahiptir ancak kısa devre dönüşlerde güç kaybı olmadığından verimleri daha yüksektir.

Korumalı kutuplara sahip motorların dikkate alınan tasarımları geri döndürülemez. Bu tür motorlarda geri vites yapmak için kısa devre yapan dönüşler yerine bobinler kullanılır. B1, B2, B3 Ve 4'te(Şekil 4.65, V), her biri bir direğin yarısını kaplar. Bir çift bobine kısa devre yaptırmak 1'DE Ve 4'te veya 2'DE Ve 3'TE direğin bir veya diğer yarısını korumak ve böylece manyetik alanın ve rotorun dönme yönünü değiştirmek mümkündür.

Gölge kutuplu motorun bir takım özellikleri vardır. önemli eksiklikler: nispeten büyük boyutlar ve kütle; düşük cos φ ≈ 0,4 ÷ 0,6; düşük verimlilik η = 0,25 ÷ 0,4 nedeniyle büyük kayıplar kısa devrede; küçük başlangıç ​​​​torku vb. Motorun avantajları, tasarımın basitliği ve sonuç olarak kullanımda yüksek güvenilirliktir. Statordaki dişlerin bulunmaması nedeniyle motorun gürültüsü ihmal edilebilir düzeydedir, bu nedenle müzik ve konuşmayı yeniden üreten cihazlarda sıklıkla kullanılır.

Günlük yaşamda ve düşük güçlü motorlara ihtiyaç duyulan teknolojide, tek fazlı asenkron motorlar olarak adlandırılan motorlar sıklıkla kullanılır. Tek fazlı bir motor, statorunun bir sargıya (bazen iki) sahip olması ve tek fazlı bir ağ tarafından çalıştırılması bakımından üç fazlı motordan farklıdır. Bu motorların rotoru, düşük güçleri nedeniyle daima sincap çarkı şeklinde kısa devre yapar ve üç fazlı bir motorun rotorundan hiçbir farkı yoktur.

Tek fazlı bir motorun sargısı ağa bağlıysa, içinden akan alternatif akım, rotoru sabitken, ekseni de sabit olan alternatif bir manyetik alan makinede uyarılacaktır. Bu alan, rotor sargısında akımları indükleyecektir; bunun manyetik alanla etkileşimi, rotorun sağ ve sol yarılarında zıt yönlü kuvvetlerin ortaya çıkmasına yol açacak ve bunun sonucunda rotora etki eden moment artacaktır. sıfıra eşit olsun. Bu nedenle, bir sargının varlığında, tek fazlı bir motorun başlangıç ​​​​torku

sıfıra eşittir, yani böyle bir motor kendi başına hareket edemeyecek. Bununla birlikte, bazı dış kuvvetlerin yardımıyla rotora belirli bir dönme hızı bildirilirse, o zaman dönmeye başlayacaktır.

Tek fazlı motorlar bir veya başka bir başlatma cihazı kullanılarak çalıştırılır. Bu cihazların çalışması, dönen bir manyetik alan oluşturmak için uzayda 90° kaydırılan ve fazda pi/2 kaydırılan iki manyetik akının özelliğinin kullanımına dayanmaktadır.

8.8.1. Başlangıç ​​sargılı tek fazlı motorlar

Böyle bir motorun statoruna ek olarak çalışan sargı RO sözde sarma yazılımının başlatılması,çalışma sargısına göre uzayda 90 ° döndürülür (Şek.

Çalıştırma anında, çalıştırma sarımı buton ile kapatılır. İLE,ve Transformatör kuplajının bir sonucu olarak, içinde besleme akımına göre faz olarak neredeyse pi / 2 kadar değişen bir akım belirir. Bu akımlar rotoru hızlandıran dönen bir manyetik alan yaratır. Hızlanmanın ardından, çalıştırma sargısı açılır ve motorun daha sonraki çalışmasına katılmaz. Böyle bir çalıştırmaya sahip motorlar bazen evlerde bulunur çamaşır makineleri.

8.8.2. Kondansatör motorları

Bu motorlarda çalışma ve başlatma stator sargıları da stator üzerinde birbirine göre 90° kaydırılmıştır. Başlatma sırasında, yazılımın başlangıç ​​​​sargısı, düğme kullanılarak ağa bağlanır. İLE bir kapasitör aracılığıyla İLE(Şekil 8.15), başlangıç ​​​​sargısındaki akımın, rotorun hızlanmasını sağlayan pi / 2 ile çalışma sargısındaki akımdan faz olarak farklı olması nedeniyle.

Bazı motorlar paralel bağlı iki kapasitör kullanır. C1 Ve İLE 2 her ikisi de kullanılır

başlangıç ​​ve onlardan biri (İLE 2 ) sırasında açık kalır

her iki sargının da çalıştığı için motorun çalışması (Şekil 8.16).

Kondansatör motorları diğer tek fazlı motorlara göre daha iyi başlatma ve çalışma özelliklerine sahiptir ve bu nedenle en yaygın kullanılan motorlardır.

8.8.3. Tek fazlı gölge kutuplu motorlar

akım EMF ile aynı fazdadır ve sargı akısından da pi/2 kadar geridedir.

Halkadaki bu akım, kendisiyle aynı fazda çakışan kendi manyetik akısını yaratır. Böylece, pi/2 ile faz değiştiren iki manyetik akı, direğin altına etki ederek dönen bir manyetik alan oluşturur. Bu manyetik alan sincap kafesli rotoru da beraberinde sürükler.

Gölgeli kutuplu motorlar düşük güçlü sürücüler (film projektörleri, fanlar vb.) için yaygın olarak kullanılır.

Üç fazlı motorların tek fazlı bir ağa dahil edilmesi

Çoğu durumda, üç fazlı asenkron motorlar tek fazlı bir AC ağına bağlanabilir.

Şek. 8.18, bir, B sargıların yalnızca üç ucunun çıktığı üç fazlı motorların bağlantı şemalarını gösterir. Kapasitör İLE ek bir faz kayması yaratır

akım arasında Ve Gerilim , sağlama ilk başlatıcı an. Bu kapasitörün değeri, her üç faz akımının yaklaşık eşitliğini sağlayacak şekilde hesaplanır veya seçilir. Şek. 8,18 inç, G stator sargısının altı ucunun da dışarı çıkarıldığı üç fazlı asenkron motorların bağlantı şemalarını gösterir. Üç fazlı motorların tek fazlı bir ağa dahil edilmesi, üç fazlı modda onlardan nominal güçlerinin yalnızca% 40-50'sini almanızı sağlar.

– Bu, başlatma sırasında şaft üzerinde neredeyse hiç yükün bulunmadığı kurulumlarda ve ayrıca motora yalnızca tek bir güç kaynağından güç sağlanabildiği durumlarda kullanılan düşük güçlü bir motordur (1500 W'a kadar). faz ağı.Çoğu zaman, bu tür motorlar çamaşır makinelerinde, küçük fanlarda vb. Kullanılır.

Tek fazlı motor yapı olarak benzerdir. üç fazlı asenkron motor fark, faz sargılarının sayısıdır, tek fazlının üç değil iki sargısı vardır - başlama ve çalışma ve yalnızca bir sargı sürekli çalışıyor - çalışan sargı.

Asenkron motorun rotorunun hareket edebilmesi için stator sargısının dönen bir manyetik alan oluşturması gerekir. İÇİNDE üç fazlı motor nedeniyle böyle bir alan yaratıldı üç fazlı sargı. Ancak tek fazlı bir motorun çalışma sargısı dönen değil, titreşimli bir manyetik alan yaratır. Bu alan ikiye ayrılabilir: doğrudan ve ters. Doğrudan alan, rotorun dönme yönünde senkron n1 hızında döner ve ana elektromanyetik momenti oluşturur. Rotorun doğrudan alana göre kayması şuna eşittir:

Ters alan, rotora karşı döner, dolayısıyla rotor hızı bu alana göre negatiftir

Her alan, rotordan akımların akmaya başlaması nedeniyle bir EMF'yi indükler. Bu akımların frekansları kayma ile orantılıdır (f t \u003d f s) ve yukarıda türetilen formüllerden, ters alan tarafından indüklenen akımın frekansının, doğrudan alan akımının frekansından çok daha büyük olduğu sonucuna varabiliriz. Bu bakımdan frekans arttıkça artan endüktif reaktans büyük önem kazanmakta ve aktif reaktanstan çok daha büyük hale gelmektedir. rezistans. Bu nedenle, ters alanın akımı pratik olarak endüktiftir ve ters manyetik alanın akısı üzerinde manyetikliği giderici bir etkiye sahiptir. Sonuç olarak, bu alanın yarattığı moment küçüktür ve rotorun dönmesine karşı yönlendirilir.

Rotorun sabit olduğu anda bu iki alan arasındaki simetri ekseni de sabittir, yani dönen bir manyetik alan oluşmaz ve bunun sonucunda motor çalışmaz. Onu harekete geçirmek için simetri ekseninin kayması için rotoru döndürmeniz gerekir. Ancak bunu mekanik olarak yapmak mantıklı değil, bu nedenle tek fazlı bir motoru çalıştırmak için yarattılar sarmaya başlama. Çalıştırma sargısı, çalışan sargıyla birlikte, motoru çalıştırmak için gerekli olan dönen bir manyetik alan oluşturur. Bunu yapmak için her iki sargının MMF'sinin eşit olması ve aralarındaki açının 90 ° olması gerekir. Ayrıca bu sargılardaki akımların 90° kaydırılması gerekmektedir. Bu durumda sözde dairesel manyetik alan ortaya çıkan elektromanyetik momentin maksimum olduğu nokta. Ancak bu koşullar sapmalarla karşılanırsa, o zaman eliptik manyetik alan Ters alanın artan frenleme torku nedeniyle tork daha düşüktür.

Gerçek koşullarda, güç sağlayan ve başlatma sargısını devreye bağlayan düğmelere aynı anda basılarak tek fazlı bir motor çalıştırılır.

Çalışma ve başlangıç ​​​​sargılarının akımları arasında 90 ° 'lik bir faz kayması oluşturmak için faz kaydırma elemanları (PE) kullanılır. Aktif direniş olabilir bobin veya kapasitör. Faz kaydırma elemanı olarak aktif dirençli tek fazlı motorlar yaygın olarak kullanılmaktadır. Başlangıç ​​sargısının direncinde artış, telin kesiti azaltılarak elde edilir ve bu sarım, başlatma anında kısa bir süre çalıştığı için sargıya zarar vermez.

Ancak aktif direnç ve endüktif direnç, akımlar arasında gerekli 90 ° yer değiştirmeyi yaratmaz, ancak böyle bir yer değiştirme bir kapasitör oluşturur. Bu kapasitörün kapasitansı, başlangıç ​​​​sargısının akımı, akımlar arasındaki sapmanın 90 ° olması için gerekli olan belirli bir açıyla fazdaki voltajın önünde olacak şekilde seçilir. Bu dairesel bir manyetik alan yaratır. Ancak, kapasitörler faz kaydırma elemanı olarak daha az kullanılır, çünkü 90 ° 'de karıştırmayı sağlamak için büyük kapasitansa ve kural olarak nispeten yüksek voltaja sahip bir kapasitöre ihtiyaç vardır. Ayrıca bu kapasitörün boyutlarının da büyük olması da rol oynuyor.