Vienfāzes un divfāžu asinhronie motori

Vienfāzes asinhrono motoru mērķis, ierīce un darbības princips

Vienfāzes asinhronie motori ir mazjaudas mašīnas, kas pēc konstrukcijas atgādina līdzīgus trīsfāzu vāveres motorus.

Vienfāzes asinhronie motori atšķiras no trīsfāzu motoriem statora izkārtojumā, kur magnētiskās ķēdes rievās atrodas divfāžu tinums, kas sastāv no galvenās vai darba fāzes ar fāzes laukumu 120 el. krusa un ved uz spailēm, kas apzīmētas ar C1 un C2, un palīgfāzi vai sākuma fāzi ar fāzes laukumu 60 el. krusa un ved uz termināļiem ar marķējumu B1 un B2 (1. att.).

Šo tinumu fāžu magnētiskās asis ir nobīdītas viena pret otru ar leņķi 0 = 90 el. krusa. Darba fāze, kas savienota ar maiņstrāvas tīklu, nevar izraisīt rotora griešanos, jo tā strāva ierosina mainīgu magnētisko lauku ar fiksētu simetrijas asi, ko raksturo magnētiskā indukcija, kas harmoniski mainās laikā.

Rīsi. 1. Vienfāzes rotora asinhronā motora shēma.

Šo lauku var attēlot ar diviem komponentiem — identiskiem apļveida magnētiskajiem laukiem tiešā un apgrieztā secībā, kas rotē ar magnētiskām indukcijām, griežas pretējos virzienos ar tādu pašu ātrumu. Tomēr, kad rotors ir iepriekš paātrināts vajadzīgajā virzienā, tas turpina griezties tajā pašā virzienā, kad tiek ieslēgta darba fāze.

Šī iemesla dēļ vienfāzes motora iedarbināšana sākas, paātrinot rotoru, nospiežot starta pogu, izraisot strāvu ierosināšanu abās statora tinuma fāzēs, kuras fāzē tiek nobīdītas par lielumu, kas ir atkarīgs no dzinēja parametriem. fāzes nobīdes ierīce Z, kas izgatavota rezistora, induktora vai kondensatora formā, un elektriskās ķēdes elementi, kas ietver statora tinuma darbības un palaišanas fāzes. Šīs strāvas rada mašīnā rotējošu magnētisko lauku ar magnētisko indukciju gaisa spraugā, kas periodiski un monotoni mainās maksimālās un minimālās vērtības robežās, un tā vektora beigas apraksta elipsi.

Tas. Eliptiski rotējošais magnētiskais lauks nosaka EML un strāvas īssavienotā rotora tinuma vados, kas, mijiedarbojoties ar šo lauku, nodrošina vienfāzes motora rotora paātrinājumu lauka griešanās virzienā, un tas dažās sekundēs sasniedz gandrīz nominālo ātrumu.

Atlaižot palaišanas pogu, elektromotors tiek pārsūtīts no divfāžu režīma uz vienfāzes režīmu, ko papildus atbalsta atbilstošā mainīgā magnētiskā lauka sastāvdaļa, kas griešanās laikā slīdēšanas dēļ ir nedaudz priekšā rotējošajam rotoram.

Vienfāzes asinhronā motora statora tinuma palaišanas fāzes savlaicīga atvienošana no elektrotīkla ir nepieciešama tā konstrukcijas dēļ, kas nodrošina īslaicīgu darbības režīmu - parasti līdz 3 s, kas izslēdz tā ilgstošu atrašanos. zem slodzes nepieņemamas pārkaršanas, izolācijas degšanas un bojājumu dēļ.

Vienfāzes asinhrono motoru darbības uzticamības paaugstināšana tiek nodrošināta, mašīnas korpusā iestrādājot centrbēdzes slēdzi ar pārtraucošajiem kontaktiem, kas savienoti ar spailēm ar marķējumu VT un B2, un termisko releju ar līdzīgiem kontaktiem ar spailēm PT un C1 (2. att., c, d).

Centrbēdzes slēdzis automātiski atvieno statora tinuma palaišanas fāzi, kas pievienota spailēm, kas apzīmētas ar B1 un B2, kad rotors sasniedz ātrumu, kas ir tuvu nominālajam, un termiskais relejs atvieno abas statora tinuma fāzes no elektrotīkla, kad apkure ir ieslēgta. augstāks par pieļaujamo.

Rotora griešanās virziena maiņa tiek panākta, mainot strāvas virzienu vienā no statora tinuma fāzēm iedarbināšanas laikā, pārslēdzot starta pogu un pārkārtojot metāla plāksni uz elektromotora spailēm ( att. 2, a, b) vai tikai pārkārtojot divas līdzīgas plāksnes (2. att., c, d).

Rīsi. 2. Vienfāzes asinhronā dzinēja ar vāveres rotoru statora tinuma fāžu spaiļu marķēšana un to pieslēgšana rotora rotācijai: a, c — pa labi, b, d — pa kreisi.

Vienfāzes un trīsfāžu asinhrono motoru tehnisko raksturlielumu salīdzinājums

Vienfāzes asinhronie motori atšķiras no trīsfāžu mašīnām, kas pēc nominālās jaudas ir līdzīgas ar samazinātu sākotnējo griezes momenta koeficientu kn = МХ / Mnom un palielinātu sākotnējās strāvas koeficientu ki = Mi / Mnom, kas ir paredzēti vienfāzes elektromotoriem ar sākuma fāzi. statora tinumam ar paaugstinātu līdzstrāvas pretestību un zemāku darba fāzes induktivitāti ir svarīgi kn — 1,0 — 1,5 un ki = 5 — 9.

Vienfāzes asinhrono motoru palaišanas raksturlielumi ir sliktāki nekā trīsfāzu asinhrono motoru palaišanas raksturlielumi ir sliktāki nekā trīsfāzu asinhronajiem motoriem, jo ​​vienfāzes mašīnu sākumā tiek ierosināts eliptiski rotējošs magnētiskais lauks ar statora tinuma sākuma fāzi, kas vienāda ar diviem. nevienmērīgi cirkulāri rotējoši magnētiskie lauki — tieši un otrādi, rada bremzējošu efektu.

Izvēloties statora tinuma darba un palaišanas fāzes elektrisko ķēžu elementu parametrus, ir iespējams nodrošināt apļveida rotējoša magnētiskā lauka ierosmi palaišanas laikā, kas iespējams ar izgatavotu fāzes nobīdes elementu. kondensatora veidā ar piemērotu jaudu.

Tā kā rotora paātrinājums izraisa mašīnas ķēžu parametru izmaiņas, rotējošais magnētiskais lauks mainās no apļveida uz eliptisku, tādējādi pasliktinot motora palaišanas raksturlielumus. Tāpēc pie apgriezienu skaita aptuveni 0,8 nominālā elektromotora statora tinuma palaišanas fāze tiek izslēgta manuāli vai automātiski, kā rezultātā motors pārslēdzas uz vienfāzes darbību.

Vienfāzes asinhronajiem motoriem ar palaišanas kondensatoru sākotnējā palaišanas griezes momenta kp = 1,7 - 2,4 un sākotnējās palaišanas strāvas ki = 3 - 5 daudzkārtņi.

Divfāzu asinhronie motori

Divfāzu asinhronajos motoros statora tinuma divas fāzes ar fāžu laukumiem 90 el. sveicieni ir strādnieki. Tie atrodas statora magnētiskās ķēdes rievās tā, ka to magnētiskās asis veido 90 el leņķi. krusa. Šīs statora tinuma fāzes atšķiras viena no otras ne tikai ar apgriezienu skaitu, bet arī ar nominālo spriegumu un strāvu, lai gan to kopējās jaudas motora nominālajā režīmā ir vienādas.

Vienā no statora tinuma fāzēm ir pastāvīgais kondensators Cp (3. att., a), kas motora nominālā režīma apstākļos nodrošina apļveida rotējoša magnētiskā lauka ierosmi. Šī kondensatora jaudu nosaka pēc formulas:

° Cp = I1sinφ1 / 2πfUn2

kur I1 un φ1- attiecīgi strāvas un fāzes nobīde starp statora tinuma fāzes ķēdes spriegumu un strāvu bez kondensatora apļveida rotējošā magnētiskajā laukā, I un ti - maiņstrāvas frekvence un barošanas spriegums tīkls, attiecīgi n- transformācijas koeficients — statora tinuma fāžu efektīvā apgriezienu skaita attiecība, attiecīgi ar un bez kondensatora, kas noteikta pēc formulas

n = kvol2 w2 / ktom 1 w1

kur коб2 un коб1 — statora tinuma atbilstošo fāžu tinumu koeficienti ar apgriezienu skaitu w2 un w1.

Kondensatora spailes spriegums Uc, kas virknē savienots ar divfāzu asinhronā motora tinuma fāzi ar apļveida rotējošu magnētisko lauku virs tīkla sprieguma U un tiek noteikts šādi:

Uc = U √1 + n2

Pāreju uz motora slodzi, kas nav nominālā, pavada rotējošā magnētiskā lauka izmaiņas, kas apļveida vietā kļūst elipsveida.Tas pasliktina dzinēja darba īpašības, un, iedarbinot, tas samazina sākotnējo Starta griezes moments līdz MP <0,3Mnom, ierobežojot pastāvīgi pieslēgtu kondensatora motoru izmantošanu tikai instalācijās ar viegliem palaišanas apstākļiem.

Lai palielinātu sākotnējo griezes momentu, palaišanas kondensators Cn tiek savienots paralēli darba kondensatoram Cp (3. att., b), kura jauda ir daudz lielāka par darba kondensatora kapacitāti un ir atkarīga no sākotnējās palaišanas komplekta. griezes momentu, ko var palielināt līdz diviem vai vairāk.

Rīsi. 3. Divfāzu asinhrono motoru ieslēgšanas shēmas ar vāveres rotoru: a — ar pastāvīgi pieslēgtu kondensatoru, b — ar darba un palaišanas kondensatoru.

Pēc tam, kad rotors paātrinās līdz nominālā palaišanas kondensatora ātrumam 0,6–0,7, tas tiek izslēgts, lai izvairītos no apļveida rotējoša magnētiskā lauka pārejas uz eliptisku, kas pasliktina motora darbību.

Šādu kondensatoru motoru palaišanas režīmu raksturo šādi parametri: kn = 1,7 — 2,4 un ki = 4 — 6.

Kondensatoru motori izceļas ar labākiem enerģijas raksturlielumiem nekā vienfāzes motori ar sākotnējo plīvuru uz statora tinuma, un to jaudas koeficients, pateicoties kondensatoru izmantošanai, ir augstāks nekā tādas pašas jaudas trīsfāzu motoriem.

Universālie asinhronie motori

Automātiskās vadības instalācijās tiek izmantoti universālie asinhronie motori - mazjaudas trīsfāzu mašīnas, kas ir savienotas ar trīsfāžu vai vienfāzes tīklu. Ja tiek darbināts no vienfāzes tīkla, motoru palaišanas un darbības raksturlielumi ir nedaudz sliktāki nekā tad, ja tos izmanto trīsfāžu režīmā.

UAD sērijas universālie asinhronie motori tiek ražoti ar divu un četru polu, kuru nominālā jauda trīsfāzu režīmā ir no 1,5 līdz 70 W, bet vienfāzes režīmā - no 1 līdz 55 W un darbojas no maiņstrāvas. sprieguma tīkls ar frekvenci 50 Hz ar lietderības koeficientu η= 0,09 — 0,65.

Vienfāzes asinhronie motori ar iekrāsotiem vai iekrāsotiem poliem

Vienfāzes asinhronajos motoros ar sadalītiem vai iekrāsotiem poliem katrs pols ar dziļu rievu ir sadalīts divās nevienādās daļās, un tajā ir vienfāzes tinums, kas aptver visu pola magnētisko ķēdi, un īsslēgtie pagriezieni, kas atrodas tā mazākajā daļā.

Šo motoru rotoram ir īssavienojuma tinums. Statora tinuma iekļaušana sinusoidālajā spriegumā ir saistīta ar strāvas izveidošanu tajā un mainīga magnētiskā lauka ierosmi ar fiksētu simetrijas asi, kas inducē atbilstošo emf un strāvas īsslēguma cilpās.

Īssavienojuma strāvu ietekmē attiecīgie m.d.s ierosina magnētisko lauku, kas novērš galvenā magnētiskā lauka nostiprināšanos un pavājināšanos ekranētos biežos polos. Polu ekranēto un neekranēto daļu magnētiskie lauki ir ārpus fāzes laikā un, nobīdīti telpā, veido iegūto eliptiski rotējošo magnētisko lauku, kas virzās virzienā no pola neekranētās daļas magnētiskās ass uz magnētisko asi. no tās ekranētās daļas.

Šī lauka mijiedarbība ar strāvām, kas inducētas rotora tinumā, izraisa sākotnējā griezes momenta Mn = (0,2 — 0,6) Mnom parādīšanos un rotora paātrinājumu līdz nominālajam apgriezienu skaitam, ja bremzēšanas moments, kas tiek pielikts uz motora vārpstu, nedrīkst lai pārsniegtu sākuma griezes momentu.

Lai palielinātu vienfāzes asinhrono motoru sākotnējos palaišanas un maksimālos griezes momentus ar sadalītiem vai iekrāsotiem poliem, starp to poliem tiek novietoti tērauda loksnes magnētiskie šunti, kas rotējošo magnētisko lauku tuvina apļveidam.

Aizēnotie stabu motori ir neatgriezeniskas ierīces, kas nodrošina biežu iedarbināšanu, pēkšņu apstāšanos un var ilgstoši aizkavēt. Tie ir izgatavoti ar divu un četru polu nominālo jaudu no 0,5 līdz 30 W un ar uzlabotu konstrukciju līdz 300 W darbam no maiņstrāvas tīkla ar frekvenci 50 Hz ar efektivitāti ηnom = 0,20 - 0,40.
Lasi arī: Selsyns: mērķis, ierīce, darbības princips