Принципът на работа на асинхронен двигател
- Инструмент
Електрическият мотор е проектиран да преобразува, с ниски загуби, електрическата енергия в механична енергия.
Предлагаме да се разгледа принципът на работа на асинхронен електродвигател с ротор с катерици, трифазен и еднофазен, както и диаграмите му за проектиране и свързване.
Структура на двигателя
Основните елементи на електрическия мотор са статор, ротор, намотки и магнитна сърцевина.
Превръщането на електрическата енергия в механична енергия се извършва в въртящата се част на двигателя - ротора.
В мотор с променлив ток роторът получава енергия не само поради магнитното поле, но и чрез индукция. По този начин те се наричат асинхронни двигатели. Това може да се сравни с вторичната намотка на трансформатор. Тези асинхронни двигатели се наричат и ротационни трансформатори. Най-често използвани модели, предназначени за трифазно включване.
Дизайн на асинхронни двигатели
Посоката на въртене на електродвигателя се определя от правилото на лявата дръжка: показва връзката между магнитното поле и проводника.
Вторият много важен закон е Фарадей:
- Емфът се индуцира в намотката, но електромагнитният поток се променя с течение на времето.
- Магнитудът на индуцираната емф е пряко пропорционална на скоростта на промяна на електрическия поток.
- Посоката на ЕМП противодейства на тока.
Принцип на действие
Когато напрежението е приложено към неподвижните намотки на статора, той създава магнитно поле в статора. Ако се приложи AC напрежение, магнитният поток, създаден от него, се променя. Така статорът променя магнитното поле и роторът получава магнитни потоци.
По този начин роторът на електрическия мотор получава този поток на статора и следователно се върти. Това е основният принцип на работа и приплъзване в асинхронни машини. От гореизложеното следва да се отбележи, че магнитният поток на статора (и напрежението му) трябва да бъде равен на променливия ток за въртене на ротора, така че асинхронната машина да може да работи само от променливотоково захранване.
Принципът на работа на асинхронен двигател
Когато такива мотори действат като генератор, те директно генерират променлив ток. В случай на такава работа, роторът се върти с помощта на външни средства, например, турбина. Ако роторът има някакъв остатъчен магнетизъм, т.е. някои магнитни свойства, които той задържа като магнит вътре в материала, тогава роторът създава променлив поток в неподвижната статорна намотка. Така че тази статорна намотка ще получи индуцирано напрежение в съответствие с принципа на индукция.
Индукционните генератори се използват в малките магазини и домакинствата, за да осигурят допълнителна хранителна поддръжка и са най-евтините заради лесната им инсталация. Напоследък те са широко използвани от хората в тези страни, където електрическите машини губят мощност поради постоянно падане на напрежението в мрежата за доставки. По-голямата част от времето роторът се върти с малък дизелов двигател, свързан към асинхронен генератор на променливо напрежение.
Как роторът се върти
Ротационният магнитен поток преминава през въздушната междина между статора, ротора и намотката на неподвижните проводници в ротора. Този въртящ се поток създава напрежение в проводниците на ротора, като по този начин принуждава EMF да се индуцира в тях. Съгласно закона на Фарадей за електромагнитна индукция, това относително движение между въртящия се магнитен поток и стационарните намотки на ротора, което възбужда ЕМФ, е основата на въртенето.
Двигател с ротор с катерици, в който роторните проводници формират затворена верига, в резултат на което емф предизвиква ток в него, посоката е дадена от Закона за лещите и е такава, че да противодейства на причината за възникването му. Относителното движение на ротора между въртящия се магнитен поток и фиксирания проводник е действието му при въртенето. По този начин, за да се намали относителната скорост, роторът започва да се върти в същата посока като въртящия се поток върху намотките на статора, опитвайки се да го хване. Честотата на импулсите, предизвикани от него, е същата като честотата на захранването.
Индукционни двигатели с хребета
Когато захранващото напрежение е ниско, не възниква възбуждане на намотките на късо съединение на ротора. Това е така, защото броят зъби на статора и броят на зъбите на ротора са еднакви, като по този начин причиняват магнитно фиксиране между статора и ротора. Този физически контакт по друг начин се нарича блокиране на зъбите или магнитно блокиране. Този проблем може да бъде преодолян чрез увеличаване на броя на слотовете в ротора или статора.
връзка
Асинхронният мотор може да бъде спрян чрез просто размесване на два от щифтовете на статора. Използва се при аварийни ситуации. След това се променя посоката на въртящия се поток, който произвежда въртящ момент, като по този начин причинява прекъсване на захранването на ротора. Това се нарича антифузионно спиране.
Видео: Как функционира един асинхронен двигател
За да не се случи това в еднофазен асинхронен двигател, е необходимо да се използва кондензаторно устройство.
Той трябва да бъде свързан към началната намотка, но трябва да бъде изчислен предварително. формула
QC = Uс I 2 = U 2 I 2 / sin 2
Верига: Свързване на асинхронен двигател
От това следва, че електрически машини с променлив ток от двуфазен или еднофазен тип трябва да бъдат снабдени с кондензатори с мощност, равна на самата мощност на двигателя.
Аналогия на съединителя
Като се има предвид принципът на работа на асинхронен електродвигател, използван в промишлените машини и техническите му характеристики, трябва да се каже за въртящ се съединител на механичен съединител. Въртящият момент на задвижващия вал трябва да бъде равен на въртящия момент на задвижващия вал. Освен това трябва да се подчертае, че тези две точки са еднакви, тъй като въртящият момент на линейния конвертор е причинен от триене между дисковете вътре в самия съединител.
Електромагнитен съединител
Подобен принцип на работа и теглещия мотор с фазов ротор. Системата на такъв мотор се състои от осем полюса (от които 4 са основни, а 4 са допълнителни) и ядра. Медните бобини се намират в основните полюси. Ротацията на такъв механизъм е задължена да превключва, която получава въртящ момент от арматурния вал, наричан още ядрото. Връзката с мрежата се осъществява от четири гъвкави кабела. Основната цел на многополюсния електродвигател е да пусне в движение тежки машини: дизелови локомотиви, трактори, комбайни и в някои случаи машинни инструменти.
Силни и слаби страни
Устройството на асинхронния мотор е почти универсален, но също така този механизъм има своите плюсове и минуси.
Предимства на индукционните двигатели с променлив ток:
- Дизайнът е проста форма.
- Ниски производствени разходи.
- Надежден и практичен за работа с дизайн.
- Не е причудлив в действие.
- Опростена схема на управление
Ефективността на тези двигатели е много висока, тъй като няма загуба на триене и относително висок фактор на мощността.
Недостатъци на AC индукционни двигатели:
- Контролът на скоростта без загуба на мощност не е възможен.
- Ако товарът се увеличи, моментът намалява.
- Относително малка начална точка.
Трифазен асинхронен двигател
Трифазен асинхронен двигател с катеричка
Дизайн на асинхронни двигатели
Трифазният асинхронен електродвигател, както и всеки електромотор, се състои от две основни части - статора и ротора. Статор - неподвижна част, въртяща се роторна част. Роторът е разположен вътре в статора. Има малка дистанция между ротора и статора, наречена въздушна междина, обикновено 0.5-2 mm.
Статорът се състои от корпус и сърцевина с намотка. Статорното ядро е сглобено от тънка листова техническа стомана, обикновено с дебелина 0,5 мм, покрита с изолационен лак. Основната структура на ядрото допринася за значително намаляване на вихрови токове, възникващи в процеса на магнитно обръщане на сърцевината чрез въртеливо магнитно поле. Намотките на статора се намират в процепите на сърцевината.
Роторът се състои от сърцевина с къса намотка и вал. Роторното ядро също има ламиниран дизайн. В този случай роторните листове не са лакирани, тъй като токът има малка честота и оксидният филм е достатъчен за ограничаване на вихрови токове.
Принципът на действие. Въртящо се магнитно поле
Принципът на работа на трифазен асинхронен електродвигател се основава на способността на трифазна намотка, когато се включва в трифазна текуща мрежа, да се създаде въртящо се магнитно поле.
Ротационното магнитно поле е основната концепция на електродвигателите и генераторите.
Честотата на въртене на това поле или синхронната честота на въртене е пряко пропорционална на честотата на променливия ток f1 и е обратно пропорционален на броя двойки полюси p на трифазна намотка.
- където n1 - честотата на въртене на магнитното поле на статора, об / мин,
- е1 - честота на променлив ток, Hz,
- р е броят на двойките полюси
Концепцията за въртящо се магнитно поле
За да разберете по-добре феномена на въртящото се магнитно поле, помислете за опростена трифазна намотка с три завоя. Токът, преминаващ през проводника, създава магнитно поле около него. Фигурата по-долу показва областта, създадена от трифазен променлив ток в определен момент от времето.
Компонентите на променливия ток ще се променят с времето, в резултат на което магнитното поле, създадено от тях, ще се промени. В този случай полученото магнитно поле на трифазната намотка ще приеме различна ориентация, като същевременно се запази същата амплитуда.
Действие на въртящо се магнитно поле върху затворена намотка
Сега поставяме затворен проводник в ротационното магнитно поле. Съгласно закона за електромагнитната индукция, променящото се магнитно поле ще доведе до появата на електродвижеща сила (ЕМП) в проводник. На свой ред EMF ще предизвика ток в диригента. По този начин в магнитно поле ще има затворен проводник с ток, на който според закона на Ампер ще действа сила, в резултат на което веригата ще започне да се върти.
Индукционен двигател с роторна качулка
Асинхронният електродвигател работи и в съответствие с този принцип. Вместо рамка с ток в асинхронен двигател, има ротор на катерица с катерица, наподобяваща катерица в конструкция. Кратък ротор се състои от пръчки, къси от краищата на пръстените.
Трифазен променлив ток, преминаващ през намотките на статора, създава въртящо се магнитно поле. По този начин, точно както е описано по-рано, ще се индуцира ток в прътовете на ротора, предизвиквайки въртенето на ротора. На фигурата по-долу можете да забележите разликата между индуцираните токове в прътите. Това се дължи на факта, че магнитудът на промяната в магнитното поле се различава в различните двойки пръти, поради тяхното различно местоположение спрямо полето. Промяната на тока в прътите ще се промени с течение на времето.
Също така може да забележите, че роторните пръчки са наклонени по отношение на оста на въртене. Това се прави, за да се намалят по-високите хармоници на ЕМП и да се отървем от пулса на момента. Ако пръчките са насочени по оста на въртене, тогава в тях ще възникне пулсиращо магнитно поле поради факта, че магнитното съпротивление на намотката е много по-високо от магнитното съпротивление на зъбите на статора.
Асинхронен двигател с приплъзване. Скорост на ротора
Отличителната черта на индукционния двигател е, че скоростта на ротора n2 по-малка от синхронната честота на въртене на магнитното поле на статора n1.
Това се обяснява с факта, че ЕМП в роторите на намотката на ротора се индуцира само когато скоростта на въртене е неравномерна.2
- където s е хлъзгането на асинхронния двигател,
- п1 - честотата на въртене на магнитното поле на статора, об / мин,
- п2 - скорост на ротора, обороти на въртене,
Обмислете случая, при който скоростта на ротора ще съвпадне с честотата на въртене на магнитното поле на статора. В този случай относителното магнитно поле на ротора ще бъде постоянно, така че EMF няма да се създава в роторните пръти, а оттам и токът няма да бъде генериран. Това означава, че силата, действаща върху ротора, ще бъде нула. Така че роторът ще се забави. След това на роторните пръти ще действа отново редуващо се магнитно поле, като по този начин ще се увеличи индуцираният ток и сила. В действителност роторът на асинхронен електродвигател никога няма да достигне скоростта на въртене на магнитното поле на статора. Роторът ще се върти с определена скорост, която е малко по-малка от синхронната скорост.
Мотоцикленият индуктор може да варира в диапазона от 0 до 1, т.е. 0-100%. Ако s
0, това съответства на режим на празен ход, когато ротора на двигателя практически не изпитва противоположния момент; ако s = 1 - режим на късо съединение, в който роторът на двигателя е неподвижен (n2 = 0). Схемата зависи от механичното натоварване на вала на двигателя и се увеличава с нарастването му.
Схемата, съответстваща на номиналното натоварване на двигателя, се нарича номинално наклоняване. За асинхронни двигатели с ниска и средна мощност номиналното наклоняване варира от 8% до 2%.
Преобразуване на енергията
Асинхронен двигател преобразува подадената електрическа енергия в намотките на статора в механично (въртене на вала на ротора). Но входната и изходната мощност не са равни една на друга, тъй като по време на конверсията възникват загуби на енергия: триене, нагряване, вихрови токове и загуби от хистерезис. Тази енергия се разсейва като топлина. Следователно асинхронният двигател има вентилатор за охлаждане.
Асинхронна връзка на двигателя
Трифазен променлив ток
Трифазната електрическа мрежа е най-широко разпространената система за пренос на електрическа енергия. Основното предимство на трифазната система в сравнение с еднофазни и двуфазни системи е нейната ефективност. В трифазен кръг енергията се предава чрез три проводника, а токовете, протичащи в различни проводници, се преместват един спрямо друг във фаза с 120 °, докато синусоидалните емфи на различни фази имат същата честота и амплитуда.
Звезда и триъгълник
Трифазната намотка на статора на електродвигателя е свързана съгласно схемата "звезда" или "триъгълник", в зависимост от захранващото напрежение на мрежата. Краищата на трифазната намотка могат да бъдат: свързани във вътрешността на електрическия мотор (три проводника излизат от двигателя), изведени навън (шест проводника излизат), вкарани в кутията за свързване (шест проводника излизат на кутията, три от кутията).
Фазово напрежение - потенциалната разлика между началото и края на една фаза. Друга дефиниция: фазовото напрежение е разликата в потенциала между линия и неутрална.
Линейно напрежение - потенциалната разлика между два линейни проводника (между фазите).
Устройство и принцип на работа на асинхронен двигател
Асинхронните електродвигатели (AD) се използват широко в националната икономика. Според различни източници, до 70% от цялата електрическа енергия, преобразувана в механична енергия с ротационно или транслационно движение, се консумира от асинхронен двигател. Електрическата енергия в механичната енергия на транслационното движение се преобразува от линейни асинхронни електрически мотори, които се използват широко в електрическо задвижване за извършване на технологични операции. Широко разпространената употреба на кръвното налягане се свързва с редица предимства. Асинхронните двигатели са най-простият в проектирането и производството, надеждни и най-евтините от всички видове електрически мотори. Те нямат устройство за събиране на четките или плъзгащ токоприемник, което освен висока надеждност осигурява минимални експлоатационни разходи. В зависимост от броя фази на подаване, се разграничават трифазни и еднофазни асинхронни двигатели. Трифазен асинхронен двигател при определени условия може успешно да изпълнява функциите си, дори когато се захранва от еднофазна мрежа. HELL се използва широко не само в промишлеността, строителството, селското стопанство, но също и в частния сектор, в ежедневието, домашните работилници, градинските парцели. Еднофазни асинхронни двигатели задвижват перални машини, вентилатори, малки дървообработващи машини, електрически инструменти и помпи за водоснабдяване. Най-често трифазното артериално налягане се използва за ремонт или създаване на механизми и устройства за промишлено производство или за частен дизайн. И на разположение на дизайнера може да бъде едновременно трифазен и еднофазен мрежа. Има проблеми с изчисляването на мощността и избора на мотор за един или друг случай, избирането на най-рационалната схема за управление на асинхронен двигател, изчисляване на кондензатори, осигуряващи работа на трифазен асинхронен мотор в еднофазен режим, избор на напречно сечение и тип проводници, устройства за управление и защита. Този вид практически проблеми са посветени на книгата, предложена на читателя. Книгата също така предоставя описание на устройството и принципа на работа на асинхронен двигател, основните проектни съотношения за мотори в трифазни и еднофазни режими.
Устройство и принцип на работа на асинхронни електродвигатели
1. Устройства с трифазни асинхронни двигатели
Традиционният трифазен асинхронен двигател (AD), който осигурява въртеливо движение, е електрическа машина, състояща се от две основни части: фиксиран статор и ротор, въртящ се на вала на двигателя. Статорният двигател се състои от рамка, в която се вмъква т. Нар. Електромагнитно ядро на статор, включващо магнитна сърцевина и трифазна разпределена статорна намотка. Целта на ядрото е да магнетизира машината или да създаде ротационно магнитно поле. Магнитната сърцевина на статора се състои от листове (от 0.28 до 1 мм), изолирани една от друга, щамповани от специална електрическа стомана. В листовете има зъбна зона и иго (фигура 1.а). Листовете се сглобяват и закрепват по такъв начин, че статорните зъби и жлебовете на статора се оформят в магнитната сърцевина (Фигура 1.b). Магнитната верига е малко магнитно съпротивление за магнитния поток, генериран от намотката на статора, и поради феномена на магнетизиране този поток се увеличава.
Фиг. 1 статорна магнитна сърцевина
Разпределена трифазна намотка на статор се полага в жлебовете на магнитната верига. Намотката в най-простия случай се състои от три фазови серпентини, чиито оси се преместват в пространството един спрямо друг с 120 °. Фазовите бобини са взаимосвързани от звезда или триъгълник (фиг.2).
Фигура 2. Схеми на свързване на фазовите намотки на трифазен асинхронен мотор в звезда и в триъгълник
По-подробна информация за схемите за свързване и символите за началните и крайните намотки е представена по-долу. Роторът на двигателя се състои от магнитна сърцевина, също така сглобена от щамповани стоманени листове с вдлъбнатини, в които е разположена намотката на ротора. Има два вида роторни намотки: фаза и късо съединение. Фазовата намотка е подобна на намотката на статора, свързана в звезда. Краищата на намотката на ротора са свързани и изолирани, а началото е прикрепено към контактните пръстени, разположени върху вала на двигателя. Фиксираните четки се наслагват върху плъзгащите пръстени, изолирани един от друг и от вала на двигателя и въртящи се заедно с ротора, към който са прикрепени външни вериги. Това позволява чрез промяна на съпротивлението на ротора да се регулира скоростта на въртене на двигателя и да се ограничат изходните токове. Най-широко използваните къси съединения с намотки "катерици". Въртянето на ротори на големи двигатели включва месингови или медни пръти, които се задвижват в жлебовете, а късите крайни пръстени са монтирани по краищата, към които са залепени или заварени прътите. За серийните ниско и средно напрежение BPs, намотката на ротора се извършва чрез леене с алуминиева сплав. В същото време пръти 2 и къси кръгови пръстени 4 с крила на вентилатора се оформят едновременно в опаковката на ротора 1, за да се подобрят условията на охлаждане на двигателя, а след това опаковката се притиска към вала 3. (Фигура 3). В разрез, направен на фигурата, са видими профилите на жлебовете, зъбите и роторните прътове.
Фиг. 3. Асинхронен двигател на ротора с късо съединение
Общ изглед на асинхронна серия двигатели 4А е представен на фиг. 4 [2]. Роторът 5 се притиска към вала 2 и се монтира върху лагерите 1 и 11 в отвора на статора в лагерите 3 и 9, които са закрепени към краищата на статора 6 от двете страни. Към свободния край на вала 2 прикрепете товара. В другия край на вала, вентилаторът 10 се заздравява (двигателят на затворената взривена версия), който е затворен с капачка 12. Вентилаторът осигурява по-интензивно отвеждане на топлината от двигателя, за да се постигне съответният капацитет на натоварване. За по-добър пренос на топлина леглото се отлива с ребра 13 върху почти цялата повърхност на леглото. Статорът и роторът са разделени от въздушна междина, която за машини с малка мощност варира от 0,2 до 0,5 мм. За закрепване на двигателя към основата, рамката или директно към механизма, поставен в движение върху рамката, са предвидени лапи 14 с монтажни отвори. Предлагат се и фланцеви двигатели. При такива машини на един от лагерите (обикновено от страната на вала) се използва фланец за свързване на двигателя към работния механизъм.
Фиг. 4. Общ изглед на асинхронния сериен мотор 4А
Представени са също двигатели, имащи както лапи, така и фланец. Инсталационните размери на двигателите (разстоянието между отворите на краката или фланците), както и височината им на оста на въртене, се нормализират. Височината на оста на въртене е разстоянието от равнината, на която е разположен двигателят, до оста на въртене на вала на ротора. Височините на осите на въртене на двигатели с малка мощност: 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100 mm.
2. Принципът на работа на трифазните асинхронни двигатели
Беше отбелязано по-горе, че трифазната намотка на статора служи за магнетизиране на машината или за създаване на т.нар. Въртящо се магнитно поле на двигателя. Принципът на индукционния двигател се основава на закона за електромагнитната индукция. Ротационното магнитно поле на статора пресича проводниците на късо съединение на роторната намотка, което в последната индуцира електродвижеща сила, предизвиквайки протичане на променлив ток в намотката на ротора. Токът на ротора създава свое собствено магнитно поле, взаимодействието му с въртящото се магнитно поле на статора води до въртенето на ротора след полетата. Идеята за асинхронната двигателна операция е най-ясно илюстрирана от простия опит, демонстриран от френския академик Arago през 18 век (фиг.5). Ако магнитът с форма на подкова се върти с постоянна скорост близо до метален диск, който е свободно разположен върху оста, тогава дискът ще започне да се върти след магнита при определена скорост, по-малка от скоростта на въртене на магнита.
Фиг. 5. Опитайте Араго, обяснявайки принципа на асинхронния двигател
Това явление е обяснено на базата на закона за електромагнитната индукция. Когато магнитните полюси се движат близо до повърхността на диска, в контурите под полюса се индуцира електродвижеща сила и се появяват токове, които създават магнитно поле на диска. Читател, който трудно може да си представи проводящи контури в твърд диск, може да изобрази диск под формата на колело с много проводящи спици, свързани с джантата и ръкава. Две спици, както и сегментите на джантата и втулките, които ги свързват, представляват елементарен контур. Дисковото поле е свързано към полето на полюсите на въртящ се постоянен магнит, а дискът е увлечен от собственото си магнитно поле. Очевидно най-голямата електродвижеща сила ще бъде предизвикана в контурите на диска, когато дискът е неподвижен, и обратно, най-малката, когато е близо до скоростта на въртене на диска. Насочвайки се към истински асинхронен двигател, ние отбелязваме, че късо съединение на роторната намотка може да се оприличи на диск, а на статорната намотка с магнитна сърцевина - към въртящ се магнит. Обаче въртенето на магнитното поле в стационарния статор а се дължи на трифазна система от токове, които протичат в трифазна намотка с пространствено фазово отместване.
Устройство, принцип на действие на асинхронен двигател
Асинхронен двигател е AC машина. Думата "асинхронна" означава не-едновременна. В този случай се разбира, че в асинхронните двигатели честотата на въртене на магнитното поле се различава от честотата на въртене на ротора. Основните части на машината са статор и ротор, отделени една от друга с еднаква въздушна междина.
Фиг.1. Асинхронни двигатели
Статорът е фиксирана част на машината (фиг.1, а). За да се намалят загубите от вихрови токове, сърцевината му е съставена от пресовани листове от електрическа стомана с дебелина от 0.35 - 0.5 мм, изолирани един от друг от слой лак. Намотка се полага в процепите на магнитната верига на статора. При трифазни двигатели намотката е трифазна. Фазите на намотката могат да бъдат свързани в звезда или триъгълник, в зависимост от големината на мрежовото напрежение.
Роторът е ротационна част на двигателя. Магнитната сърцевина на ротора е цилиндър, изработен от щамповани листове от електрическа стомана (фиг.1, б. С). В гнездата на ротора се поставя намотка, в зависимост от вида на намотката, роторите на асинхронните двигатели са разделени на късо съединение и фаза (с хлъзгащи пръстени). Краткотрайна намотка е неизолирана медна или алуминиева пръчка (фиг.1, d), свързана с краищата на пръстените от същия материал ("катерица с катерици").
Във фазовия ротор (виж фиг.1, с) в процепите на магнитната верига има трифазна намотка, фазите на която са свързани със звезда. Свободните краища на фазите на намотката са свързани с три медни приплъзващи пръстена, монтирани на вала на двигателя. Плъзгащите пръстени са изолирани един от друг и от вала. Към пръстените се притискат въглеродни или медни графитни четки. Чрез контактните пръстени и четките в намотката на ротора можете да включите трифазен стартов и регулиращ реостат.
Превръщането на електрическата енергия в механична енергия в асинхронен двигател се осъществява чрез въртящо се магнитно поле. Ротационното магнитно поле е постоянен поток, въртящ се в пространството с постоянна ъглова скорост.
Необходимите условия за възбуждане на въртящо се магнитно поле са:
- пространствено отместване на осите на статорните бобини,
- времево отместване на токове в статорните бобини.
Първото изискване се удовлетворява от подходящото разположение на магнитните бобини върху магнитната сърцевина на статора. Фазовата ос на намотката е изместена в пространството под ъгъл от 120 °. Второто условие е осигурено от захранването на статорните намотки на трифазна система за напрежение.
Когато двигателят е включен в трифазна мрежа, в статорната намотка е установена система от токове със същата честота и амплитуда, чиито периодични промени се правят със закъснение от 1/3 от периода.
Токовете на фазите на намотката създават магнитно поле, въртящо се спрямо статора с честота n1. оборотите, които се наричат синхронни обороти на двигателя:
където f1 - честота на захранване, Hz;
р е броят на двойките полюси на магнитното поле.
При стандартната честота на мрежата Hz, честотата на въртене на полето според формулата (1) и в зависимост от броя на двойките полюси има следните стойности:
При завъртане полето преминава през проводниците на намотката на ротора, предизвиквайки емф в тях. При затваряне на намотката на ротора EMF причинява течения, когато взаимодейства с въртящо се магнитно поле, възниква въртящ се електромагнитен момент. Честотата на въртене на ротора в режим на двигател на асинхронната машина винаги е по-малка от честотата на въртене на полето, т.е. роторът закъснява зад ротационното поле. Само при това условие EMF се индуцира в роторните проводници, потокът на тока и въртящият момент се създават. Феноменът на закъснението на ротора от магнитното поле се нарича приплъзване. Степента на закъснение на ротора от магнитното поле се характеризира с големината на относителното приплъзване
където n2 - скорост на ротора, об
За асинхронни двигатели плъзгането може да варира от 1 (старт) до стойност близка до 0 (празен ход).
185.154.22.117 © studopedia.ru не е автор на материалите, които са публикувани. Но предоставя възможност за безплатно ползване. Има ли нарушение на авторски права? Пишете ни.
Асинхронен двигател - принцип на работа и устройство
На 8 март 1889 г. най-големият руски учен и инженер Михаил Озипович Доливо-Доброволски изобретил трифазен асинхронен двигател с късо съединение на ротор.
Модерни трифазни асинхронни двигатели са преобразуватели на електрическа енергия в механична енергия. Благодарение на своята простота, ниска цена и висока надеждност, индукционните двигатели се използват широко. Те са навсякъде, това е най-често срещаният тип двигател, произвеждат се на 90% от общия брой двигатели в света. Асинхронният мотор наистина направи техническа революция в цялата глобална индустрия.
Огромната популярност на асинхронните двигатели е свързана с лекотата на тяхната работа, ниска цена и надеждност.
Асинхронен двигател е асинхронна машина, предназначена да преобразува електрическата енергия от променлив ток в механична енергия. Самата дума асинхрон не означава едновременно. В този случай се разбира, че при асинхронни двигатели скоростта на въртене на магнитното поле на статора е винаги по-голяма от скоростта на ротора. Асинхронните двигатели работят, както е ясно от определението, от AC мрежа.
приспособление
На снимката: 1 - вал, 2,6 - лагери, 3,8 - лагерни щитове, 4 - фута, 5 - корпус на вентилатора, 7 - вентилаторно колело, 9 - ротор на катеричка, 10 - статор, 11 - клемна кутия.
Основните части на индукционния двигател са статор (10) и ротор (9).
Статорът е с цилиндрична форма и е сглобен от стоманени листове. В процепите на статорното ядро има статорни намотки, които са направени от намотка за намотаване. Оста на намотките се измества в пространството една спрямо друга под ъгъл от 120 °. В зависимост от подаденото напрежение краищата на намотките се свързват с триъгълник или звезда.
Роторите на индукционен двигател са два вида: късо съединение и фазов ротор.
Кратък ротор е ядро, направено от стоманени листове. Разтопен алуминий се изсипва в жлебовете на това ядро, което води до образуването на пръчки, които са с къси съединения с крайни пръстени. Този дизайн се нарича "катерица с катерици". При двигателите с голяма мощност вместо алуминий може да се използва мед. Клетката на катерицата е късо съединение на роторната намотка, откъдето идва самото име.
Фазовият ротор има трифазна намотка, която на практика не се различава от намотката на статора. В повечето случаи краищата на намотките на фазовия ротор са свързани в звезда и свободните краища се подават към приплъзващите се пръстени. С помощта на четки, които са свързани към пръстените, може да бъде включен допълнителен резистор в схемата за навиване на ротора. Това е необходимо, за да може да се промени съпротивлението в роторната верига, тъй като тя помага да се намалят големите натискащи токове. Прочетете повече за фазовия ротор в статията - асинхронен двигател с фазов ротор.
Принцип на действие
Когато напрежението се прилага върху намотката на статора, във всяка фаза се създава магнитен поток, който се променя с честотата на приложеното напрежение. Тези магнитни потоци се преместват една спрямо друга с 120 °. както във времето, така и в пространството. Така полученият магнитен поток се върти.
Полученият магнитен поток на статора се върти и по този начин създава електродвижеща сила в роторните проводници. Тъй като намотката на ротора има затворена електрическа верига, в нея възниква ток, който на свой ред взаимодейства с магнитния поток на статора, създава начален въртящ момент на двигателя, като се стреми да завърти ротора в посоката на въртене на магнитното поле на статора. Когато достигне стойността, спирачния момент на ротора и след това надвиши, роторът започва да се върти. Когато това се случи, така нареченото приплъзване.
Slides е количество, което показва колко синхронна честота n1 магнитното поле на статора е по-голямо от скоростта на ротора n2. като процент.
Плъзгането е изключително важно количество. В началното време то е равно на единство, но до честотата на въртене n2 роторна относителна честотна разлика n1 -п2 става по-малък, в резултат на което ЕМП и токът в роторните проводници намаляват, което води до намаляване на въртящия момент. В режим на готовност, когато двигателят работи без натоварване върху вала, хлъзгането е минимално, но с увеличаване на статичния момент се увеличава до sкр - критично приплъзване. Ако двигателят надвиши тази стойност, може да възникне така нареченото повдигане на двигателя и да доведе до нестабилна работа. Стойностите на плъзгането варират от 0 до 1, за асинхронни двигатели с общо предназначение, номинално - 1 - 8%.
Щом равновесието между електромагнитния момент, причиняващо въртенето на ротора и спирачния момент, създаден от натоварването върху вала на двигателя, процесът на промяна на стойностите ще се спре.
Оказва се, че принципът на работа на асинхронен двигател се състои в взаимодействието на въртящото се магнитно поле на статора и на тока, предизвикан от това магнитно поле в ротора. Освен това въртящият момент може да се получи само ако има разлика в честотата на въртене на магнитните полета.
Асинхронен двигател - принцип на работа и устройство
На 8 март 1889 г. най-големият руски учен и инженер Михаил Озипович Доливо-Доброволски изобретил трифазен асинхронен двигател с късо съединение на ротор.
Модерни трифазни асинхронни двигатели са преобразуватели на електрическа енергия в механична енергия. Благодарение на своята простота, ниска цена и висока надеждност, индукционните двигатели се използват широко. Те са навсякъде, това е най-често срещаният тип двигател, произвеждат се на 90% от общия брой двигатели в света. Асинхронният мотор наистина направи техническа революция в цялата глобална индустрия.
Огромната популярност на асинхронните двигатели е свързана с лекотата на тяхната работа, ниска цена и надеждност.
Асинхронен двигател е асинхронна машина, предназначена да преобразува електрическата енергия от променлив ток в механична енергия. Самата дума асинхрон не означава едновременно. В този случай се разбира, че при асинхронни двигатели скоростта на въртене на магнитното поле на статора е винаги по-голяма от скоростта на ротора. Асинхронните двигатели работят, както е ясно от определението, от AC мрежа.
приспособление
На снимката: 1 - вал, 2,6 - лагери, 3,8 - лагерни щитове, 4 - фута, 5 - корпус на вентилатора, 7 - вентилаторно колело, 9 - ротор на катеричка, 10 - статор, 11 - клемна кутия.
Основните части на индукционния двигател са статор (10) и ротор (9).
Статорът е с цилиндрична форма и е сглобен от стоманени листове. В процепите на статорното ядро има статорни намотки, които са направени от намотка за намотаване. Оста на намотките се измества в пространството една спрямо друга под ъгъл от 120 °. В зависимост от подаденото напрежение краищата на намотките се свързват с триъгълник или звезда.
Роторите на индукционен двигател са два вида: късо съединение и фазов ротор.
Кратък ротор е ядро, направено от стоманени листове. Разтопен алуминий се изсипва в жлебовете на това ядро, което води до образуването на пръчки, които са с къси съединения с крайни пръстени. Този дизайн се нарича "катерица с катерици". При двигателите с голяма мощност вместо алуминий може да се използва мед. Клетката на катерицата е късо съединение на роторната намотка, откъдето идва самото име.
Фазовият ротор има трифазна намотка, която на практика не се различава от намотката на статора. В повечето случаи краищата на намотките на фазовия ротор са свързани в звезда и свободните краища се подават към приплъзващите се пръстени. С помощта на четки, които са свързани към пръстените, може да бъде включен допълнителен резистор в схемата за навиване на ротора. Това е необходимо, за да може да се промени съпротивлението в роторната верига, тъй като тя помага да се намалят големите натискащи токове. Прочетете повече за фазовия ротор в статията - асинхронен двигател с фазов ротор.
Принцип на действие
Когато напрежението се прилага върху намотката на статора, във всяка фаза се създава магнитен поток, който се променя с честотата на приложеното напрежение. Тези магнитни потоци се преместват една спрямо друга с 120 °, както във времето, така и в пространството. Така полученият магнитен поток се върти.
Полученият магнитен поток на статора се върти и по този начин създава електродвижеща сила в роторните проводници. Тъй като намотката на ротора има затворена електрическа верига, в нея възниква ток, който на свой ред взаимодейства с магнитния поток на статора, създава начален въртящ момент на двигателя, като се стреми да завърти ротора в посоката на въртене на магнитното поле на статора. Когато достигне стойността, спирачния момент на ротора и след това надвиши, роторът започва да се върти. Когато това се случи, така нареченото приплъзване.
Slip s е количество, което показва колко синхронна честота n1 магнитното поле на статора е по-голямо от скоростта на ротора n2, като процент.
Плъзгането е изключително важно количество. В началното време то е равно на единство, но до честотата на въртене n2 роторна относителна честотна разлика n1-п2 става по-малък, в резултат на което ЕМП и токът в роторните проводници намаляват, което води до намаляване на въртящия момент. В режим на готовност, когато двигателят работи без натоварване върху вала, хлъзгането е минимално, но с увеличаване на статичния момент се увеличава до sкр - критично приплъзване. Ако двигателят надвиши тази стойност, може да възникне така нареченото повдигане на двигателя и да доведе до нестабилна работа. Стойностите на плъзгането варират от 0 до 1, за асинхронни двигатели с общо предназначение, номинално - 1 - 8%.
Щом равновесието между електромагнитния момент, причиняващо въртенето на ротора и спирачния момент, създаден от натоварването върху вала на двигателя, процесът на промяна на стойностите ще се спре.
Оказва се, че принципът на работа на асинхронен двигател се състои в взаимодействието на въртящото се магнитно поле на статора и на тока, предизвикан от това магнитно поле в ротора. Освен това въртящият момент може да се получи само ако има разлика в честотата на въртене на магнитните полета.
Моторно устройство и принцип на работа
Електрическият мотор е електрическо устройство за преобразуване на електрическата енергия в механична енергия. Днес електродвигателите се използват широко в промишлеността за шофиране на различни машини и механизми. В домакинството те се инсталират в перална машина, хладилник, сокоизтисквач, кухненски робот, вентилатори, електрически бръсначи и т.н. Електрически мотори, които се задвижват, устройства и механизми, свързани с него.
В тази статия ще говоря за най-често срещаните типове и принципи на работа на променливотокови електромотори, широко използвани в гаража, в домакинството или работилницата.
Как работи електромоторът
Двигателят се основава на ефекта, открит от Майкъл Фарадей през 1821 година. Той направи откритието, че при взаимодействието на електрически ток в проводник и магнит може да се случи непрекъснато въртене.
Ако една рамка е поставена във вертикално магнитно поле в еднаква позиция и ток преминава през нея, тогава ще се появи електромагнитно поле около проводника, което ще взаимодейства с полюсите на магнитите. От една рамка ще бъде отблъсната, а другата е привлечена. В резултат на това рамката ще се обърне към хоризонтално положение, при което ефектът на магнитното поле върху проводника ще бъде нулев. За да продължи ротацията, трябва да добавите друга рамка под ъгъл или да промените посоката на тока в кадъра в подходящия момент. На фигурата това се прави с помощта на два полукръга, които прилепват към контактните пластини от батерията. В резултат на това, след като направите половин оборот, полярността се променя и въртенето продължава.
При съвременните електрически двигатели вместо постоянни магнити се използват индуктивни намотки или електромагнити за създаване на магнитно поле. Ако разглобите някой мотор, тогава ще видите бобини от рана тел, покрити с изолационен лак. Тези намотки са електромагнит или, както се наричат възбуждащата намотка.
В ежедневието същите постоянни магнити се използват в детски играчки на батерии.
При други, по-мощни двигатели се използват само електромагнити или намотки. Ротационната част с тях се нарича ротор, а фиксираната част е статор.
Видове електродвигатели
Днес има доста електрически двигатели с различен дизайн и типове. Те могат да бъдат разделени по вид захранване:
- AC захранва директно от мрежата.
- DC, захранвани от батерии, батерии, захранващи устройства или други източници на постоянен ток.
Според принципа на работа:
- Синхронна, в която има намотка върху ротора и механизъм за четка за подаване на електрически ток.
- Асинхронни, най-лесният и най-разпространеният тип мотор. Те нямат четки и намотки на ротора.
Синхронният мотор се върти синхронно с магнитно поле, което го върти, а с асинхронен двигател роторът се върти по-бавно от въртящото се магнитно поле в статора.
Принципът на работа и асинхронен двигател на устройството
В случай на асинхронен двигател, намотките на статора са подредени (за 380 волта ще има 3), които създават въртящо се магнитно поле. Техните краища за свързване се показват на специален терминален блок. Намотките се охлаждат благодарение на вентилатора, монтиран на вала в края на електрическия мотор.
Роторът, който е неразделна част от вала, е направен от метални пръти, които са затворени помежду си от двете страни, поради което се нарича късо съединение.
Благодарение на този дизайн се премахва необходимостта от честа периодична поддръжка и подмяна на четките за захранване, надеждността, дълготрайността и надеждността се умножават.
Като правило основната причина за асинхронното счупване на двигателя е износването на лагерите, в които валът се върти.
Принципът на действие. За да работи асинхронен двигател, е необходимо роторът да се върти по-бавно от електромагнитното поле на статора, в резултат на което се индуцира електромагнитната вълна (електрически ток) в ротора. Тук важното условие е, ако роторът се завърти със същата скорост като магнитното поле, а в него, съгласно закона за електромагнитната индукция, няма да има ЕМП и следователно няма да има въртене. Но в действителност, поради триенето на лагерите или натоварването на вала, роторът винаги ще се върти по-бавно.
Магнитните полюси постоянно се въртят в намотките на двигателя и посоката на тока в ротора непрекъснато се променя. В един момент във времето например, посоката на токовете в статора и намотките на ротора е показана схематично под формата на кръстове (текущия поток от нас) и точки (токът тече от нас). Ротационното магнитно поле е изобразено с пунктирана линия.
Например, как циркуляр работи. Нейният най-голям оборот не е натоварен. Но веднага щом започнем да рязаме дъската, скоростта на въртене намалява и в същото време роторът започва да се върти по-бавно по отношение на електромагнитното поле и в съответствие със законите на електротехниката започва да предизвиква още по-голяма ЕМП стойност. Токът, погълнат от двигателя, расте и започва да работи при пълна мощност. Ако натоварването на вала е толкова голямо, че спира, тогава може да възникне повреда на късо съединение на ротора поради максималната стойност на индуцираната в него емф. Ето защо е важно да изберете двигателя, подходящо захранване. Ако вземем повече, консумацията на енергия няма да бъде оправдана.
Скоростта на въртене на ротора зависи от броя на полюсите. При 2 полюса скоростта на въртене ще бъде равна на скоростта на въртене на магнитното поле, равна на максимум 3000 оборота в секунда при честота на мрежата 50 Hz. За да намалите скоростта наполовина, е необходимо да увеличите броя на полюсите в статора до четири.
Значителен недостатък на асинхронните двигатели е, че те се подават, за да регулират скоростта на въртене на вала само чрез промяна на честотата на електрически ток. И така, не е възможно да се постигне постоянна честота на въртене на вала.
Принципът на работа и устройството на синхронен променливотоков електродвигател
Този тип електродвигател се използва в ежедневния живот, където се изисква постоянна скорост на въртене, възможността за регулиране, както и ако е необходима скорост на въртене над 3000 оборота в минута (това е максималната стойност за асинхронните).
Синхронни двигатели се монтират в електроинструмент, прахосмукачка, пералня и др.
В случай на синхронно променливотоково електродвигател има намотки (3 във фигурата), които също са навити на ротора или котвата (1). Проводниците им са залепени към секторите на колекторния пръстен или колектора (5), към които се прилага напрежение с помощта на графитни четки (4). При какви изводи се намират, че четките винаги доставят напрежение само за една двойка.
Най-честите неуспехи на колекторните двигатели са:
- Износени четки или слаб контакт поради отслабване на затягащата пружина.
- Колектор за замърсяване. Почиствайте с алкохол или нула шкурка.
- Износване на лагери.
Принципът на действие. Въртящият момент в електрическия двигател се създава в резултат на взаимодействието между тока на арматурата и магнитния поток в възбуждащата намотка. С промяна в посоката на променливия ток, посоката на магнитния поток в същото време в корпуса и в котвата също ще се промени, така че завъртането винаги ще бъде в една посока.
Регулирането на скоростта на въртене се променя, като се променя стойността на доставеното напрежение. При свредла и прахосмукачки се използва реостат или променливо съпротивление.
Промяната в посоката на въртене е същата като при DC мотори, която ще разгледам в следващата статия.
Най-важното нещо за синхронните двигатели, които се опитах да обясня, по-подробно можете да ги прочетете на Wikipedia.
Режими на работа на електродвигателя в следващата статия.
Еднофазен асинхронен двигател: как работи
Самото име на това електрическо устройство показва, че доставената му електрическа енергия се превръща в ротационно движение на ротора. Освен това прилагателното "асинхронно" характеризира несъответствието, забавянето на скоростите на въртене на арматурата от магнитното поле на статора.
Думата "еднофазна" причинява двусмислено определение. Това се дължи на факта, че терминът "фаза" в електричеството определя няколко явления:
промяна, разлика в ъглите между стойностите на вектора;
потенциален проводник на две, три или четири проводникови електрически вериги на променлив ток;
една от статорните или роторни намотки на трифазен двигател или генератор.
Ето защо трябва незабавно да изясним, че е прието да се нарича еднофазен електродвигател, който работи от двупроводна AC мрежа, представена от фазов и нулев потенциал. Броят на намотките, монтирани в различни конструкции на статора, не се влияе от това определение.
Дизайн на двигателя
Според техническото си устройство асинхронният двигател се състои от:
1. статор - статична, неподвижна част, направена от корпус с различни електротехнически елементи, разположени върху него;
2. ротор, въртящ се от електромагнитното поле на статора.
Механичното свързване на тези две части се осъществява чрез въртящи лагери, чиито вътрешни пръстени са разположени върху монтираните процепи на роторния вал, а външните са монтирани в защитни странични капаци, монтирани върху статора.
ротор
Устройството му за тези модели е същото като това на всички асинхронни двигатели: магнитна сърцевина от ламинирани плочи на базата на меки железни сплави е монтирана върху стоманена вал. На външната му повърхност има жлебове, в които са монтирани пръти от алуминиеви или медни намотки, късани в краищата до затварящите пръстени.
Електрическият ток, предизвикан от магнитното поле на статора, протича в намотката на ротора и магнитната верига служи за доброто преминаване на магнитния поток, създаден тук.
Отделните дизайни на ротори за еднофазни двигатели могат да бъдат направени от немагнитни или феромагнитни материали под формата на цилиндър.
статор
Дизайнът на статора също е представен:
Основната му цел е да генерира стационарно или въртящо се електромагнитно поле.
Стационарната намотка обикновено се състои от две вериги:
В най-простият дизайн, предназначен за ръчно промотиране на котвата, може да се направи само една намотка.
Принципът на действие на асинхронен еднофазен електродвигател
За да се опрости представянето на материала, нека си представим, че статорната намотка е направена само с един ход на цикъла. Кабелите в статора са разположени в кръг с 180 ъглови градуса. С него протича променлив синусоидален ток с положителни и отрицателни полувълни. Той не създава ротационно, а пулсиращо магнитно поле.
Как се появяват пулсациите на магнитното поле?
Нека анализираме този процес чрез примера на потока на положителния половин вълнов ток по време t1, t2, t3.
Преминава през горната част на проводника към нас и по долната част - от нас. В перпендикулярна равнина, представена от магнитна верига, около проводника F възникват магнитни потоци.
Токовете, вариращи в амплитуда при разглежданите времеви точки, създават електромагнитни полета F1, F2, F3 с различно измерение. Тъй като токът в горната и долната половина е същият, но намотката е извита, магнитните потоци на всяка част са насочени в обратна посока и унищожават действието си. Това може да се определи от правилото на джудже или дясната ръка.
Както можете да видите, с положителна половин вълна от въртенето на магнитното поле не се наблюдава и има само негови вълни в горната и долната част на тел, който също е взаимно балансиран в магнитната сърцевина. Същият процес се случва, когато отрицателната част на синусоида, когато токовете променят посоката на обратното.
Тъй като няма ротационно магнитно поле, роторът ще остане неподвижен, защото няма сили, за да започне въртенето му.
Как въртенето на ротора се създава в пулсиращо поле
Ако сега върти ротора, поне с ръка, той ще продължи това движение.
За да се обясни това явление, ние показваме, че общите магнитния поток промени в честотата синусоида ток от нула до максимална стойност във всеки половин цикъл (с промяна в обратна посока) и се състои от две части, оформени в горните и долните клони, както е показано на фиг.
Магнитното пулсиращо поле на статора се състои от два кръга с амплитуда Fmax / 2 и се движи в противоположни посоки с една честота.
В тази формула са посочени:
npr и nbr на честотата на въртене на магнитното поле на статора в посока напред и обратно;
n1 е скоростта на въртящия се магнитен поток (rpm);
p е броят на двойките полюси;
f - честота на тока в намотката на статора.
Сега с нашата ръка ще дадем въртене на двигателя в една посока и веднага ще се вдигне движението поради появата на въртящ момент, причинен от плъзгането на ротора спрямо различни магнитни потоци в посока напред и обратно.
Нека приемем, че магнитният поток на посоката напред съвпада с въртенето на ротора, а обратното, съответно, ще бъде обратното. Ако обозначим с n2 скоростта на въртене на арматурата в об / мин, тогава можем да напишем израз n2
Например електрически мотор работи на мрежа с 50 Hz с n1 = 1500 и n2 = 1440 оборота в минута. Неговият ротор има приплъзване по отношение на магнитния поток на посоката напред Spr = 0,04 и честотата на тока f2pr = 2 Hz. Обратното приплъзване е Soobr = 1,96, а честотата на тока е f2obr = 98 Hz.
Въз основа на закона на Ампер, в взаимодействието на сегашния I2pr и магнитното поле Fpr ще се появи въртящ момент Mpr.
Тук стойността на постоянния коефициент cM зависи от конструкцията на двигателя.
В този случай обратният магнитен поток Mobr също действа, който се изчислява от израза:
В резултат на това взаимодействието между тези два потока ще доведе до:
Внимание! Когато роторът се върти, в него се предизвикват токове с различни честоти, които създават въртящи моменти с различни посоки. Следователно, арматурата на двигателя ще се върти под действието на пулсиращо магнитно поле в посоката, от която започва да се върти.
По време, когато монофазният мотор преодолява номиналното натоварване, се създава малък приплъзващ поток с основната част от директния въртящ момент Mpr. Противодействието на спирачното, обратно магнитно поле Mobr се отразява много малко поради разликата в честотите на токовете на посоката на движение напред и назад.
Текущият обратния ток f2 е много по-висок от f2pr и индуктивното съпротивление, генерирано от x2obr, значително надвишава активния компонент и осигурява голям демагнетизиращ ефект на обратния магнитен поток Fabr, който в крайна сметка намалява.
Тъй като факторът на мощността на двигателя при натоварване е малък, обратният магнитен поток не може да има силен ефект върху въртящия се ротор.
Когато една фаза на мрежата се захранва с мотор с фиксиран ротор (n2 = 0), приплъзването, както директно, така и обратно, е равно на едно, магнитните полета и силите на преден и обратен поток са балансирани и не се случва ротация. Следователно, от подаването на една фаза е невъзможно да се развие арматурата на електрическия мотор.
Как бързо да определите скоростта на двигателя:
Как се създава ротация на ротора в еднофазен асинхронен двигател
През цялата история на експлоатация на такива устройства са разработени следните дизайнерски решения:
1. ръчно завъртане на вала с ръка или въже;
2. използването на допълнителна намотка, свързана към момента на пускане в ход поради омично, капацитивно или индуктивно съпротивление;
3. разцепване на късо съединение магнитна намотка на статорната магнитна верига.
Първият метод бе използван при първоначалното разработване и не започна да се използва в бъдеще поради възможните рискове от нараняване при стартиране, въпреки че не изисква свързването на допълнителни вериги.
Използване на фазово-превключваща намотка в статора
За да се даде началното въртене на ротора на намотката на статора, по време на пускане в експлоатация е свързана друга помощна, но само под ъгъл с 90 градуса. Извършва се с по-дебела жица за преминаване на по-високи токове, отколкото при работа.
Диаграмата на свързване на такъв двигател е показана на фигурата отдясно.
Тук се използва бутон тип PNOS, който е специално създаден за такива двигатели и е широко използван при работа с перални машини, произведени в СССР. Този бутон веднага включва 3 контакта по такъв начин, че двата крайни, след като се натиснат и освободят, остават фиксирани в състояние "включено", докато средният е за кратко затворен и след това се връща в първоначалното си положение под действието на пружина.
Затворените крайни контакти могат да бъдат изключени чрез натискане на съседен бутон "Стоп".
В допълнение към бутона на бутона, за да се изключи допълнителната намотка, в автоматичен режим се използват:
1. центробежни ключове;
2. диференциални или токови релета;
За да се подобри стартирането на двигателя при натоварване, се използват допълнителни елементи в намотката за фазово преместване.
Свързване на еднофазен двигател с изходно съпротивление
В такава схема омамно съпротивление е последователно монтирано към допълнителната намотка на статора. В този случай намотката на намотките се извършва по двупосочен начин, осигурявайки коефициента на самоиндукция на намотката много близо до нула.
Поради прилагането на тези две техники, когато теченията преминават през различни намотки между тях, настъпва фазово отместване от около 30 градуса, което е достатъчно. Ъгловата разлика се създава чрез промяна на сложните съпротивления във всяка верига.
С този метод може да се получи начална намотка с ниска индуктивност и повишена устойчивост. За тази цел намотката се използва с малък брой завои от тел на подценено напречно сечение.
Свързване на еднофазен двигател с пускане на кондензатор
Капацитивното преместване на тока във фаза ви позволява да създадете краткотрайна връзка за намотаване със серийно свързан кондензатор. Тази верига работи само когато двигателят стартира и след това се изключва.
Стартирането на кондензатора генерира най-висок въртящ момент и по-висок фактор на мощността, отколкото резистивния или индуктивния стартов метод. Тя може да достигне стойност от 45 ÷ 50% от номиналната стойност.
В отделни схеми капацитетът се добавя и към работната верига на намотката, която постоянно се включва. Поради това се постигат отклонения на токовете в намотките под ъгъл от порядъка на π / 2. В този случай в статора е забележимо изместване на амплитудните максимуми, което осигурява добър въртящ момент на вала.
Благодарение на това техническо приемане, двигателят може да генерира повече мощност при стартиране. Този метод обаче се използва само при тежки стартови дискове, например, за да се върти барабана на пералня, пълна с дрехи, с вода.
Стартирането на кондензатора ви позволява да промените посоката на въртене на арматурата. За да направите това, достатъчно е да промените полярността на началната или работната намотка.
Свързване на еднофазен двигател с разделени полюси
При асинхронни двигатели с малка мощност от порядъка на 100 W се използва разцепване на магнитния поток от статор поради включването на късо съединение в мембраната.
Нарежете на две части, като този полюс създава допълнително магнитно поле, което се измества от основния ъгъл и го отслабва на мястото, покрито от намотката. Поради това се създава елиптично въртеливо поле, формиращо въртящ момент на постоянна посока.
В такива конструкции могат да се намерят магнитни шънтове, изработени от стоманени плочи, които затварят ръбовете на върховете на стълбовите стълбове.
Двигатели с подобен дизайн могат да бъдат намерени във вентилационните устройства за издухване на въздух. Те нямат възможност да се обърнат.