Монофазни и двофазни асинхрони мотори

Намена, уређај и принцип рада једнофазних асинхроних мотора

Монофазни индукциони мотори су машине мале снаге које по дизајну подсећају на сличне трофазне моторе са кавезним кавезом.

Монофазни асинхрони мотори се разликују од трофазних мотора у статорском распореду, где се двофазни намотај налази у жљебовима магнетног кола, који се састоји од главне или радне фазе са фазном површином од 120 ел. туче и води до терминала означених Ц1 и Ц2, и помоћне или почетне фазе са фазном површином од 60 ел. туча и води до терминала означених Б1 и Б2 (сл. 1).

Магнетне осе ових фаза намотаја су померене једна у односу на другу за угао 0 = 90 ел. туча. Радна фаза прикључена на мрежу наизменичног напона не може изазвати ротацију ротора, јер његова струја побуђује наизменично магнетно поље са фиксном осом симетрије, које карактерише магнетна индукција која се хармонично мења у времену.

Пиринач. 1. Шема струјног круга једнофазног индукционог мотора са кавезним ротором.

Ово поље се може представити са две компоненте — идентичним кружним магнетним пољима директног и реверзног низа, ротирајући са магнетним индукцијама, ротирајући у супротним смеровима истом брзином. Међутим, када је ротор претходно убрзан у траженом правцу, он наставља да се окреће у истом смеру када је радна фаза укључена.

Из тог разлога, покретање једнофазног мотора почиње убрзавањем ротора притиском на дугме за покретање, што доводи до побуђивања струја у обе фазе намотаја статора, које се фазно померају за износ у зависности од параметара намотаја статора. уређај за померање фазе З, направљен у облику отпорника, индуктора или кондензатора, и елементи електричног кола који укључују радну и почетну фазу намотаја статора. Ове струје изазивају ротационо магнетно поље у машини са магнетном индукцијом у ваздушном зазору, које се периодично и монотоно мења у оквиру максималних и минималних вредности, а крај његовог вектора описује елипсу.

То. Елиптично ротирајуће магнетно поље детектује ЕМФ и струје у жицама краткоспојеног намотаја ротора, који, у интеракцији са овим пољем, обезбеђују убрзање ротора једнофазног мотора у смеру ротације поља, и достиже скоро номиналну брзину за неколико секунди.

Отпуштањем дугмета за покретање електромотор се пребацује из двофазног режима у монофазни режим, што је додатно подржано одговарајућом компонентом наизменичног магнетног поља, које је приликом своје ротације услед клизања незнатно испред ротора.

Правовремено искључење почетне фазе намотаја статора једнофазног асинхроног мотора из електричне мреже је неопходно због његовог дизајна, који предвиђа краткотрајни режим рада - обично до 3 с, што искључује његов продужени боравак. под оптерећењем због неприхватљивог прегревања, сагоревања изолације и оштећења .

Повећање поузданости рада једнофазних асинхроних мотора обезбеђено је уградњом у кућиште машине центрифугалног прекидача са прекидним контактима повезаним на терминале означене ВТ и Б2 и термичког релеја са сличним контактима који имају терминале означене ПТ и Ц1 (слика 2, ц, д).

Центрифугални прекидач аутоматски искључује почетну фазу намотаја статора спојеног на терминале означене Б1 и Б2 када ротор достигне брзину приближну номиналној, а термички релеј искључује обе фазе намотаја статора из мреже када је загревање виши од дозвољеног.

Преокрет смера ротације ротора постиже се променом смера струје у једној од фаза намотаја статора при стартовању пребацивањем дугмета за покретање и преуређивањем металне плоче на стезаљкама електромотора (Сл. 2, а, б) или само преуређивањем две сличне плоче (сл. 2, в, г).

Пиринач. 2. Означавање терминала фаза намотаја статора једнофазног асинхроног мотора са веверичним ротором и њихов прикључак за ротацију ротора: а, ц — десно, б, д — лево.

Поређење техничких карактеристика једнофазних и трофазних асинхроних мотора

Монофазни асинхрони мотори се разликују од трофазних машина сличних по називној снази са смањеним почетним фактором момента кн = МХ / Мном и повећаним фактором иницијалне струје ки = Ми / Мном, који су за једнофазне електромоторе са почетном фазом. намотаја статора са повећаним отпором једносмерне струје и мањом индуктивношћу радне фазе важни су кн — 1,0 — 1,5 и ки = 5 — 9.

Почетне карактеристике једнофазних асинхроних мотора су лошије од оних код трофазних асинхроних мотора због чињенице да се елиптично ротирајуће магнетно поље побуђује на старту једнофазних машина са почетном фазом намотаја статора која је еквивалентна два неуједначена кружна ротирајућа магнетна поља — директно и обрнуто, изазивају ефекат кочења.

Одабиром параметара елемената електричних кола радне и почетне фазе намотаја статора могуће је обезбедити побуду кружног ротирајућег магнетног поља при покретању, што је могуће са израђеним фазно-променљивим елементом. у виду кондензатора одговарајућег капацитета.

Како убрзање ротора изазива промену параметара машинских кола, ротирајуће магнетно поље се мења из кружног у елиптично, чиме се деградирају карактеристике покретања мотора. Дакле, при брзини од око 0,8 номиналне, почетна фаза намотаја статора електромотора се искључује ручно или аутоматски, услед чега мотор прелази на једнофазни рад.

Монофазни асинхрони мотори са стартним кондензатором имају вишекратник почетног момента покретања кп = 1,7 — 2,4 и вишекратник почетне струје покретања ки = 3 — 5.

Двофазни асинхрони мотори

Код двофазних асинхроних мотора две фазе намотаја статора са фазним површинама од 90 ел. поздрав су радници. Налазе се у жљебовима магнетног кола статора, тако да њихове магнетне осе чине угао од 90 ел. туча. Ове фазе намотаја статора разликују се једна од друге не само по броју обртаја, већ и по називним напонима и струјама, иако су њихове укупне снаге исте на називном режиму мотора.

У једној од фаза намотаја статора налази се стални кондензатор Цп (сл. 3, а), који у условима називног режима мотора обезбеђује побуду кружног ротирајућег магнетног поља. Капацитет овог кондензатора је одређен формулом:

° Цп = И1синφ1 / 2πфУн2

где И1 и φ1- струја и фазни помак између напона и струје фазног кола намотаја статора без кондензатора у кружном ротирајућем магнетном пољу, И и ти — фреквенција наизменичне струје и напон напајања мрежа, респективно, н- коефицијент трансформације — однос ефективног броја завоја фаза намотаја статора, респективно са и без кондензатора, одређен формулом

н = квол2 в2 / ктом 1 в1

где коб2 и коб1 — коефицијенти намотаја одговарајућих фаза намотаја статора са бројем завоја в2 и в1.

Напон терминала кондензатора Уц повезан серијски са фазом намотаја двофазног индукционог мотора са кружним ротирајућим магнетним пољем изнад мрежног напона У и одређује се на следећи начин:

Уц = У √1 + н2

Прелазак на моторно оптерећење које није номинално праћено је променом ротирајућег магнетног поља, које уместо кружног постаје елиптично.Ово погоршава радна својства мотора, а при стартовању смањује почетно Почетни обртни момент до МП <0,3Мном, ограничавајући употребу стално повезаних кондензаторских мотора само у инсталацијама са благим условима покретања.

Да би се повећао почетни обртни момент, стартни кондензатор Цн је повезан паралелно са радним кондензатором Цп (сл.3, б), чији је капацитет много већи од капацитета радног кондензатора и зависи од скупа почетног стартовања. обртни момент, који се може повећати на два или више.

Пиринач. 3. Шеме за укључивање двофазних асинхроних мотора са кавезним ротором: а — са стално прикљученим кондензатором, б — са радним и стартним кондензатором.

Након што ротор убрза до брзине од 0,6 — 0,7 називног стартног кондензатора, он се искључује како би се избегао прелазак кружног ротирајућег магнетног поља у елиптично, што погоршава рад мотора.

Режим покретања таквих кондензаторских мотора карактеришу следећи параметри: кн = 1,7 — 2,4 и ки = 4 — 6.

Кондензаторски мотори се одликују бољим енергетским карактеристикама од монофазних мотора са почетним велом на намотају статора, а њихов фактор снаге је, захваљујући употреби кондензатора, већи него код трофазних мотора исте снаге.

Универзални асинхрони мотори

Инсталације за аутоматско управљање користе универзалне асинхроне моторе-трофазне машине мале снаге, које су повезане на трофазну или једнофазну мрежу. Када се напајају из једнофазне мреже, почетне и радне карактеристике мотора су нешто лошије него када се користе у трофазном режиму.

Универзални асинхрони мотори серије УАД се производе са дво- и четворополним, који у трофазном режиму имају номиналну снагу од 1,5 до 70 В, ау монофазном режиму - од 1 до 55 В и раде од наизменичне струје. напонске мреже фреквенције 50 Хз са ефикасношћу η= 0,09 — 0,65.

Монофазни асинхрони мотори са засјењеним или засјењеним половима

Код једнофазних асинхроних мотора са подељеним или засенченим половима, сваки пол је подељен дубоким жлебом на два неједнака дела и носи једнофазни намотај који покрива цело магнетно коло пола и кратко спојене завоје који се налазе на његовом мањем делу.

Ротор ових мотора има намотај кратког споја. Укључивање намотаја статора на синусоидни напон праћено је успостављањем струје у њему и побуђивањем наизменичног магнетног поља са фиксном осом симетрије, које индукује одговарајућу емф и струје у краткоспојним петљама.

Под утицајем струја кратког споја, одговарајући м.д.с побуђују магнетно поље, које спречава јачање и слабљење главног магнетног поља у оклопљеним фреквентним половима. Магнетна поља заштићених и неоклопљених делова полова су ван фазе у времену и, померена у простору, формирају резултујуће елиптично ротирајуће магнетно поље које се креће у правцу од магнетне осе неоклопљеног дела пола ка магнетној оси. његовог оклопљеног дела.

Интеракција овог поља са струјама индукованим у намотају ротора изазива појаву почетног обртног момента Мн = (0,2 — 0,6) Мном и убрзање ротора до називне брзине, ако кочиони момент примењен на вратило мотора не би требало да прекорачи почетни момент.

Да би се повећали почетни стартни и максимални обртни моменти једнофазних асинхроних мотора са подељеним или осенченим половима, између њихових полова се постављају магнетни шантови од челичног лима, чиме се ротирајуће магнетно поље приближава кружном.

Мотори са засјењеним половима су неповратни уређаји који омогућавају честа покретања, изненадна заустављања и могу бити одложени на дуже вријеме. Израђују се дво- и четворополне називне снаге од 0,5 до 30 В и побољшаног дизајна до 300 В за рад из мреже наизменичног напона фреквенције 50 Хз са ефикасношћу ηном = 0,20 — 0,40.
Прочитајте такође: Селсинс: сврха, уређај, принцип деловања