Vienfāzes asinhrono motoru raksturojums

Vienfāzes asinhronie motori tiek plaši izmantoti tehnoloģijās un ikdienas dzīvē. Vienfāzes asinhrono elektromotoru ražošana no vata daļas līdz simtiem vatu ir vairāk nekā puse no visu mazjaudas iekārtu ražošanas apjoma, un to jauda nepārtraukti palielinās.

Vienfāzes motorus parasti iedala divās kategorijās:

• vispārējas nozīmes motori «, kas ietver rūpnieciskos un sadzīves elektromotorus;

• automātisko iekārtu motori — vadāmie un nevadāmie maiņstrāvas motori un specializētās mazjaudas elektromašīnas (tahoģeneratori, rotējošie transformatori, selsīni u.c.).

Ievērojama daļa asinhrono elektromotoru ir vispārējas nozīmes motori, kas paredzēti darbam vienfāzes maiņstrāvas tīklā. Tomēr ir diezgan plaša universālo asinhrono elektromotoru grupa, kas paredzēta darbam gan vienfāzes, gan trīsfāžu tīklos.

Universālo dzinēju dizains praktiski neatšķiras no trīsfāzu asinhrono mašīnu tradicionālā konstrukcija… Darbojoties trīsfāžu tīklā, šiem motoriem ir līdzīgas īpašības kā trīsfāzu motoriem.

Vienfāzes motoriem ir vāveres rotors, un statora tinumu var izgatavot dažādās versijās. Visbiežāk uz statora tiek novietots darba tinums, kas aizpilda divas trešdaļas slotu, un sākuma tinums, kas aizpilda atlikušo trešdaļu slotu. Darbības spole tiek aprēķināta nepārtrauktai darbībai, un palaišanas spole tiek aprēķināta tikai sākuma periodam. Tāpēc tas ir izgatavots no stieples ar nelielu šķērsgriezumu un satur ievērojamu skaitu pagriezienu. Lai izveidotu palaišanas griezes momentu, starta tinumā ir iekļauti fāzes nobīdes elementi - rezistori vai kondensatori.

Mazjaudas asinhronie motori var būt divfāžu, ja uz statora novietotā darba tinuma divas fāzes ir sajauktas telpā par 90 °. Vienā no fāzēm pastāvīgi tiek iekļauts fāzes nobīdes elements - kondensators vai rezistors Top, kas nodrošina noteiktu fāzes nobīdi starp spoles strāvām.

To parasti sauc par motoru, kura kondensators ir pastāvīgi savienots ar kādu no fāzēm kondensators… Fāzes nobīdes kondensatora kapacitāte var būt nemainīga, bet dažos gadījumos kapacitātes vērtība var atšķirties palaišanas un darbības režīmā.

Vienfāzes asinhrono motoru raksturīga iezīme ir iespēja pagriezt rotoru dažādos virzienos. Rotācijas virzienu nosaka sākotnējā griezes momenta virziens.

Tāpēc ar zemu rotora pretestību (Ccr < 1) vienfāzes motors nevar darboties apgrieztā režīmā. Dzinēja režīms atbilst rotora apgriezieniem 0 <n <nc pie lielāka ātruma notiek ģeneratora režīms.

Vienfāzes motoru īpašība ir tāda, ka tā maksimālais griezes moments ir atkarīgs no rotora pretestības. Palielinoties rotora aktīvajai pretestībai, maksimālais griezes moments samazinās un ar lielām pretestības vērtībām Skr > 1 tas kļūst negatīvs.

Izvēloties elektromotora tipu ierīces vai mehānisma piedziņai, ir jāzina tā raksturlielumi.Galvenie no tiem ir griezes momenta raksturlielumi (sākotnējais palaišanas moments, maksimālais griezes moments, minimālais griezes moments), griešanās frekvence, vibroakustiskie raksturlielumi. Dažos gadījumos ir nepieciešami arī enerģijas un svara raksturlielumi.

Piemēram, vienfāzes motora raksturlielumus aprēķina ar šādiem parametriem:

• fāžu skaits — 1;

• tīkla frekvence — 50 Hz;

• tīkla spriegums — 220 V;

• statora tinuma aktīvā pretestība — 5 omi;

• statora tinuma induktīvā pretestība — 9,42 omi;

• rotora tinuma induktīvā pretestība — 5,6 omi;

• mašīnas aksiālais garums — 0,1 m;

• apgriezienu skaits statora tinumā -320;

• statora urbuma rādiuss — 0,0382 m;

• kanālu skaits — 48;

• gaisa sprauga — 1,0 x 103 m.

• rotora induktivitātes koeficients 1,036.

Vienfāzes tinums aizpilda divas trešdaļas no statora spraugām.

attēlā. 1 parāda vienfāzes elektromotora strāvas un elektromagnētiskās slīdēšanas griezes momenta atkarības. Ideālā dīkstāves režīmā motora strāvai, ko patērē tīkls, galvenokārt magnētiskā lauka radīšanai, ir salīdzinoši liela vērtība.

Imitētam motoram magnetizējošās strāvas lielums ir aptuveni 30% no sākotnējās strāvas, trīsfāzu motoriem ar tādu pašu jaudu - 10-15%.Elektromagnētiskajam momentam ideālā tukšgaitas režīmā ir negatīva vērtība, kas palielinās, palielinoties rotora ķēdes pretestībai. Plkst paslīdot C= 1, elektromagnētiskais moments ir nulle, kas apliecina modeļa pareizu darbību.

att. 1. Vektora potenciāla un magnētiskās indukcijas apliecības motora spraugā slīdēšanas laikā s = 1

Rīsi. 2. Vienfāzes asinhronā motora strāvas un elektromagnētiskā griezes momenta atkarība no slīdēšanas

Lietderīgās un patērētās jaudas atkarībai no slīdēšanas (3. att.) ir tradicionāls raksturs. Dzinēja efektivitātei ideālā tukšgaitas režīmā ir negatīva zīme, kas atbilst negatīvajam griezes momentam, un jaudas koeficients šajā režīmā ir ļoti zems (0,125 simulētajam dzinējam).

Jaudas koeficienta zemākā vērtība salīdzinājumā ar trīsfāzu motoriem ir izskaidrojama ar lielo magnetizējošās strāvas lielumu. Palielinoties slodzei, jaudas koeficienta vērtība palielinās un kļūst salīdzināma ar trīsfāzu motoru vērtību (4. att.).

Rīsi. 3. Vienfāzes asinhronā motora lietderīgās un patērētās jaudas atkarība no slīdēšanas

Rīsi. 4. Vienfāzes asinhronā motora lietderīgās darbības koeficienta un jaudas atkarība no slīdēšanas

Palielinoties rotora aktīvajai pretestībai, elektromagnētiskā momenta lielums samazinās, un pie kritiskām slīdēm virs vienotības tas kļūst negatīvs.

attēlā. 5 parāda vienfāzes slīdes motora elektromagnētiskā momenta atkarību no dažādām motora sekundārās vides elektriskās vadītspējas vērtībām.

Rīsi. 5.Vienfāzes slīdes motora elektromagnētiskā momenta atkarība pie dažādām rotora pretestībām (1 - 17 x 106 cm / m, 2 - 1,7 x 106 cm / m)

Kondensatoru motoriem ir divi tinumi, kas pastāvīgi savienoti ar tīklu. Viens no tiem ir tieši savienots ar tīklu, otrs ir savienots virknē ar kondensatoru, kas nodrošina nepieciešamo fāzes nobīdi.

Abi tinumi aizņem vienādu skaitu nišu uz statora, un to apgriezienu skaits un kondensatora kapacitāte tiek aprēķināta tā, ka ar nelielu slīdēšanu tiek nodrošināts apļveida rotējošs magnētiskais lauks. Visbiežāk nominālā slīdēšana tiek pieņemta kā tāda. Tomēr šajā gadījumā sākotnējais griezes moments izrādās daudz mazāks par nominālo.

Magnētiskais lauks sākotnējā režīmā ir eliptisks; lielā mērā tiek ietekmēta magnētiskā lauka pretēji kustīgo komponentu ietekme.Ja kondensatora kapacitāte tiek palielināta, izvēloties to no nosacījuma iegūt riņķveida lauku palaišanas brīdī, tad notiek griezes momenta samazināšanās un a. enerģijas rādītāju samazināšanās pie nominālās slīdēšanas.

Iespējams arī trešais variants, kad apļveida lauks atbilst slīdēšanai ar lielāku lielumu nekā nominālajā režīmā. Bet arī šis ceļš nav optimāls, jo griezes momenta pieaugumu pavada ievērojams zudumu pieaugums. Kondensatora motora palaišanas griezes momenta palielināšanos var panākt, palielinot rotora aktīvo pretestību. Šī metode noved pie zaudējumu palielināšanās ar katru slīdēšanu, kā rezultātā samazinās motora efektivitāte.

Rīsi. 6.Slīdes kondensatora motora strāvu atkarība (Azp.o — darba spoles strāva, Azk.o — kondensatora spoles strāva, E — motora strāva)

Rīsi. 7. Atkarība no kondensatora patērētās P1 un lietderīgās P2 slīdēšanas jaudas

Rīsi. 8. Lietderīgās darbības un jaudas koeficienta un slīdes kondensatora motora elektromagnētiskā momenta atkarība

Kondensatora motoram ir diezgan apmierinoša energoefektivitāte, augsts jaudas koeficients, kura vērtība pārsniedz trīsfāzu motora jaudas koeficientu, un ar paaugstinātu rotora pretestību un ievērojamu jaudu, augsts palaišanas griezes moments. Tajā pašā laikā, kā minēts iepriekš, dzinējam ir samazināta efektivitātes vērtība.

Rīsi. 9. Kondensatora motora vektorshēma pie slīdes s = 0,1

Vektoru diagramma (9. att.) parāda, ka pie izvēlētās kondensatora kapacitātes vērtības kondensatora spoles strāva ir vadošā attiecībā pret tīkla spriegumu, un darba spoles strāva atpaliek. Diagramma arī parāda, ka, slīdot tuvu nominālajam, motora magnētiskais lauks ir eliptisks. Lai iegūtu apļveida lauku, kondensatora kapacitātes vērtība jāsamazina tā, lai strāvas abās spoles būtu vienādas.

Skatīt arī par šo tēmu:Vairāku ātrumu vienfāzes kondensatoru motori