Электродвигателя

1.1. Общие положения

Однофазные конденсаторные асинхронные электродвигатели (рис.1.1) имеют на статоре две обмотки: главную и вспомогательную. Обмотки размещены друг относительно друга под углом 90 электрических градусов, что обеспечивает отсутствие между ними магнитной связи и, следовательно, взаимоиндукции.

Рис.1.1 Электрическая схема конденсаторного однофазного

асинхронного электродвигателя:

ГО – главная обмотка, ВО – вспомогательная обмотка

Указанные обмотки должны создать вращающееся магнитное поле, для получения которого в цепь вспомогательной обмотки включается последовательно конденсатор. Наилучшие рабочие характеристики электродвигатель имеет при круговом вращающемся магнитном поле статора, т.е. при поле с постоянной амплитудой.

Условия образования кругового вращающегося магнитного поля следующие:

1. Угол сдвига по фазе (во времени) между токами обмоток статора и должен быть равен 90⁰.

2. Магнитодвижущие силы(МДС) обмоток статора и должны быть равными.

Здесь: и ,

где и - числа витков обмоток.

Указанные условия выполняются при определенной емкости конденсатора в цепи вспомогательной обмотки.

Векторные диаграмма напряжения сети и МДС обмоток при наличии конденсатора и без него приведены на рис.1.2.

Рис.1.2. Векторные диаграммы токов и МДС обмоток конденсаторного электродвигателя с круговым вращающимся полем статора

а – с конденсатором; б – без конденсатора

1.2. Расчетные формулы

Из сопоставления рис.1.2,а и рис.1.2,б следует, что включение конденсатора в цепь вспомогательной обмотки обеспечивает поворот вектора

против часовой стрелки. При этом вектор опережает вектор

напряжения на расчетный угол (град.):

, (1.1)

где угол сдвига по фазе (град.) между векторами и вектором главной обмотки статора:

(1.2)

Здесь: активное и реактивное сопротивления главной обмотки статора, и активное и реактивное сопротивления короткозамкнутой обмотки ротора, приведенные к числу витков ;

- номинальное скольжение ротора, определяемое по паспортным данным электродвигателя.

(1.3)

частота вращения двигателя, ;

частота вращения магнитного поля, .

(1.4)

частота переменного тока, ; промышленная частота тока;

число пар полюсов обмоток статора;

Необходимое расчетное емкостное сопротивление конденсатора и сама его емкость в цепи вспомогательной обмотки статора определяются последовательно с помощью формул:

, (1.5)

где , активное и реактивное сопротивления вспомогательной обмотки статора ();

, (1.6)

где и - расчетные активное и реактивное сопротивления обмотки

ротора, приведенные к числу витков ; емкостное реактивное сопротивление .

Далее рассчитываются полные сопротивления и токи цепей обмоток статора нагруженного номинальной мощностью электродвигателя:

, (1.7) , (1.8)

, (1.9)

, (1.10)

Выбор требуемого конденсатора производится по данным табл.П1.1, исходя из условий:

(1.11)

(1.12)

где: и стандартная и расчетная емкости конденсатора ;

амплитудное значение напряжения на конденсаторе, ;

рабочее напряжение стандартного конденсатора, .

Если расчетная емкость конденсатора больше, чем наибольшая стандартная в табл.1.1, следует предусмотреть параллельное включение нескольких конденсаторов, общая емкость которых должна удовлетворять условию (1.11).

По данным расчета проверяется равенство МДС обмоток статора, строится векторная диаграмма напряжений и токов обмоток электродвигателя, определяется его расчетный полный ток :

( 1.13)