Универсальный асинхронный двигатель

Универсальным асинхронным двигателем (УАД) называется двигатель, рассчитанный на работу от сети трехфазного и однофазного тока. Их проектируют как трехфазные, но при этом учитывается работа от однофазной сети, в частности, при выборе соотношения числа пазов статора и ротора, воздушного зазора и ряда других параметров. Двигатель имеет на статоре симметричную трехфазную обмотку и короткозамкнутый ротор. При работе от сети трехфазного тока обмотка статора соединяется в звезду (рис. 2.20,а). В однофазную сеть он обычно включается по схеме рис. 2.20,б.

Несмотря на то, что в двигателе 3 обмотки, при включении его по схеме 2.20,б возникают две НС сдвинутые в пространстве на 90º. Убедиться в этом можно, рассматривая диаграмму НС на рис. 2.20,в, в которой вектор НС фазы С₂ – С₅ повернут на 180º, т.к. ток в этой фазе течет в противоположном направлении по сравнению с другими фазами.

Схема рис. 2.20,б фактически равноценна схеме двухфазного двигателя, у которого фаза А состоит из двух фаз трехфазного двигателя с числом витков W_A = W_Ф (вектор F_A в раз длиннее вектора F_B),а фаза В есть фаза трехфазного двигателя с числом витков W_Ф. Коэффициент трансформации двухфазного двигателя k = W_A /W_B = . [4].

Известно, что круговое поле получается при таком скольжении, при котором:

1) k = tg φ = или φ = 30⁰,что соответствует cosφ = 0,866 трехфазной машины, и

2) x_с = x_A1 + x_B1.

Считая известными параметры обмоток трехфазного двигателя (обозначим их индексом ф), параметры двухфазного двигателя получим последующим формулам:

фаза А:

§ активное сопротивление статора r_SA = 2r_Ф;

§ реактивное сопротивление статора x_SA = 3x_Ф;

§ реактивное сопротивление взаимоиндукции x_mА= 3x_mф;

§ активное сопротивление ротора,

§ приведенное к статору r_RA = 2r’_2Ф;

§ реактивное сопротивление ротора,

§ приведенное к статору x_RA = 2x’_2Ф;

фаза В:

§ активное сопротивление статора r_SB = r_Ф;

§ реактивное сопротивление статора x_SB = x_Ф;

§ реактивное сопротивление взаимоиндукции x_mB = x_mф;

§ активное сопротивление ротора,

§ приведенное к статору r_RB = (2/3) r’_Ф2;

§ реактивное сопротивление ротора,

§ приведенное к статору x_RB = (2/3) x’_2ф.

Включение двигателя по схеме рис.2.20,б обеспечивает мощность порядка 75 % мощности трехфазного двигателя. Рассмотренная схема не является единственной. Существует целый ряд более сложных схем, которые позволяют получать значительно лучшие пусковые и рабочие характеристики.

Вопросы:

1) Что будет, если поменять местами зажимы С₂ и С₅ (рис.2.20,б)?

2) Во сколько раз должен возрасти ток фазы В конденсаторного варианта УАД, чтобы поле в двигателе стало круговым?