double arrow

ОДНОФАЗНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ


На статоре однофазного АД располагается одна обмотка. Ротор имеет короткозамкнутую обмотку. Протекающий по обмотке статора переменный ток создает пульсирующий магнитный поток, изменяющий свое направление с частотой напряжения сети. Этот поток все время направлен по осевой линии полюсов, и его значение во времени изменяется по синусоидальному закону.

Принцип действия.Пульсирующий магнитный поток можно представить как результат сложения двух вращающихся с одинаковой частотой в противоположном направлении потоков, значения которых равны.

Если пульсирующий поток изменяется по закону Ф = Фмахcosωt, то при t =0 поток Ф = Фмах. Вращающиеся потоки Ф1 и Ф11 равны 0,5 Фмах и при t =0 совпадают по направлению. Сумма вращающихся потоков равна пульсирующему потоку при t =0.

Через некоторое время при t = Т/8 пульсирующий поток Ф = Фмахcos(π/4) = 0,707 Фмах. За это время поток Ф1,вращающийся по часовой стрелке с частотой n1 повернется на угол π/4. на такой же угол, но в противоположном направлении, повернется вращающийся поток Ф11, частота вращения которого n11. Частоты вращения равны между собой: n1 = n11 = 60f/p. При t = Т/8 имеем Ф1 + Ф11 = Ф.




Из рисунка следует, что для каждого момента времени векторная сумма вращающихся потоков равна пульсирующему магнитному потоку. Это позволяет рассматривать однофазный АД при условии существования двух вращающихся магнитных потоков Ф1 и Ф11.

При неподвижном роторе эти потоки создают вращающиеся моменты, направления которых совпадают с направлением вращения магнитных потоков, а значения .пропорциональны их значениям. Следовательно, потоки Ф1 и Ф11 создают равные, но противоположные по направлению вращающие моменты, в результате чего ротор не может тронуться с места. Пусковой момент двигателя равен нулю.

Если ротор вращать в направлении вращения потока Ф1, то поток Ф1 будет прямым, а поток Ф11- обратным. При этом скольжение ротора по отношению к потокам Ф1 и Ф11.становиться различным.

Скольжение по отношению к прямому потоку s1 = (n1n2)/n1, а скольжение по отношению к обратному потоку, определяемое также как в режиме электромагнитного тормоза, s11 = (n11 + n2)/n11 = (n1n2)/n1 = [n1 + n1(1 - s1)] = 2 -s1.

При пуске двигателя s1 = 1 и s11 = 1. Если s1 = 0, то и s11 = 2, а если

s1 = 2, то и s11 = 0.

Каждый из вращающихся потоков создает вращающий момент зависимости от скольжения которых имеет такой же вид, как для трехфазных асинхронных двигателей.

М1 = (с'мR'2/s1)/ [(с'мR'2/s1)2 + Хк2], М11 = (с'мR'2/s11)/ [(с'мR'2/s11)2 + Хк2]

С учетом связи между s1 и s11 и того, что моменты М1 и М11противоположны по направлению строят зависимость М1 (s1), М11 (s11 ), и суммарного момента М (s).

Проанализируем зависимостьМ (s). При s1 = s11 = 1 вращающий момент М = Мп = 0. При уменьшении скольжения s1 двигатель развивает вращающий момент, направленный в сторону вращения потока Ф1; при уменьшении скольжения s11 (s11 < 1)- в сторону вращения потока Ф11. Таким образом, если каким либо способом привести ротор во вращение, то возникает момент М > 0, направленный в сторону вращения ротора. Вращающий момент имеет максимальное значение Ммах, которое меньше максимального значения М1.



Однофазный асинхронный двигатель с пусковой обмоткой.Для пуска вход однофазного АД применяют специальную пусковую обмотку (ПО), располагаемую на статоре под углом 90° к рабочей (РО).

Последовательно с пусковой обмоткой включают конденсатор С, благодаря которому ток Iп в этой обмотке опережает по фазе напряжение сети U1 на некоторый угол. Применение пусковой обмотки обеспечивает выполнение двух необходимых условий получения вращающегося магнитного потока ( сдвиг обмоток статора в пространстве и сдвиг токов в обмотках по фазе на некоторый угол).

Пусковая обмотка включается только при пуске. Благодаря ей в двигателе образуется вращающийся магнитный поток и появляется вращающий момент М', причем пусковой момент М'п > 0.

Двигатель трогается с места и разгоняется в соответствии с зависимостью М'(s). Разгон двигателя заканчивается в точек 1', когда вращающий момент становится равным тормозному (М' = Мт). После этого пусковую обмотку отключают. Теперь магнитный поток создается только рабочей обмоткой. В этом режиме имеется вращающий момент М. При отключении пусковой обмотки благодаря инерции массы частота вращения ротора не изменится, скольжение останется равным s'1, а рабочей точкой становится точка 2 на кривой М(s). Так как тормозной момент Мт останется неизменным, то точки 2 имеем М< Мт.. Двигатель начинает тормозиться, скольжение s увеличивается, вращающий момент увеличивается, и в точке 1 кривой М(s) наступает равенство моментов (М = Мт). Получаем установившийся режим работы двигателя при несколько большем скольжении s1.



При постоянно включенной пусковой обмотке с конденсатором двигатель называется конденсаторным. В этом случае для получения наибольшего пускового момента и лучших характеристик в рабочем режиме параллельно с рабочей ёмкостью Ср включают пусковую обмотку Сп, которую отключают после окончания пуска. Коэффициент мощности конденсаторного двигателя .выше, чем однофазного, и достигает значений 0,8…0,95, а КПД – 0,5- 0,7.

Преимуществом однофазного двигателя является то, что для его питания не требуется источник трехфазного напряжения. Но он имеет существенные недостатки, среди которых – отсутствие пускового момента, низкий cos φ и КПД, меньшая перегрузочная способность, нерегулируемая частота вращения. Однофазные двигатели с пусковой обмоткой выпускаются на мощность до 600 Вт.







Сейчас читают про: