Пуск однофазного асинхронного двигателя

Приведенные на рис. 3.3 зависимости моментов показывают, что при однофазной обмотке статора не создается начального пускового момента. Для создания его необходимо, чтобы в период пуска двигателя магнитное поле статора было не пульсирующим, а вращающимся, как это имеет место в трехфазном двигателе.

Для получения вращающегося магнитного поля на статоре двигателя помимо основной, рабочей, обмотки А располагают вспомогательную, пусковую, обмотку В, ось которой обычно смещена относительно оси рабочей обмотки на 90 эл. град. Кроме того, токи в обмотках и должны быть сдвинуты по фазе относительно друг друга во времени. Обе обмотки включают в одну сеть. Для получения необходимого сдвига токов по фазе в цепь пусковой обмотки (П1 — П2) вводят фазосмещающий элемент ФЭ: активное сопротивление, индуктивность или емкость (рис. 3.4).

Рис. 3.4 Схема однофазного асинхронного двигателя с пусковой обмоткой

После того как частота вращения двигателя достигнет значения, близкого к номинальному, пусковую обмотку В с помощью центробежного выключателя либо реле отключают. Таким образом, на время пуска однофазный двигатель становится двухфазным.

Процесс создания кругового вращающегося магнитного поля в двухфазной машине, т. е. в машине с двумя обмотками на статоре, смещенными в пространстве относительно друг друга на 90 эл. град, показан на рис. 3.5.

Рис. 3.5 Получение вращающегося магнитного поля двухфазной системой токов

Круговое вращающееся поле характеризуется тем, что пространственный вектор магнитной индукции того поля В₀ вращается равномерно (n =const) и своим концом описывает окружность (рис. 3.6, а).

Рис. 3.6 Диаграммы кругового и эллиптического вращающихся магнитных полей

Круговое поле не имеет обратной составляющей и поэтому является наиболее желательным видом поля для асинхронного двигателя. Трехфазные асинхронные двигатели при нормальной эксплуатации работают с круговым вращающимся полем.

Чтобы получить круговое вращающееся магнитное: поле посредством двух обмоток, смещенных относительно друг друга на 90 эл. град, необходимо выполнить следующие условия*:

— МДС обмоток должны быть равны (F_a=F_b);

— токи в обмотках и должны быть сдвинуты по фазе относительно друг друга на 90°.

При неточном соблюдении хотя бы одного из указанных условий магнитное поле становится эллиптическим, отличающимся от кругового. Конец вектора магнитной индукции такого поля при

* Круговое вращающееся поле в машине с двумя обмотками можно получить при любом пространственном сдвиге обмоток θ. Для этого необходимо, чтобы сдвиг токов обмоток во времени β=180°—θ, а МДС обмоток I _aw_A=I_bw_B. Однако максимальное по величине вращающееся поле получается в случае сдвига обмоток на 90 эл. град, при этом вращающееся поле равно максимуму поля фазы (B₀ =B_Amax=B_Bmax). При θ, больших или меньших 90 эл. град, вращающееся поле будет меньше: В₀=В_Атах sin θ =B_Bmaxsin θ. Именно поэтому в двухфазных машинах обмотки обычно сдвигают в пространстве на 90 эл. град.

вращении описывает не окружность, а эллипс (рис. 3.6, б), кроме того, мгновенная частота вращения вектора магнитной индукции становится непостоянной (n=var).

Эллиптическое поле можно рассматривать как сумму двух неравных по величине вращающихся в разные стороны круговых полей: прямого и обратного. Обратно вращающееся поле создает тормозящий момент и ухудшает рабочие свойства двигателя.