Ühefaasilised ja kahefaasilised asünkroonsed mootorid

Ühefaasiliste asünkroonmootorite eesmärk, seade ja tööpõhimõte

Ühefaasilised asünkroonmootorid on väikese võimsusega masinad, mis meenutavad disainilt sarnaseid kolmefaasilisi oravpuuriga mootoreid.

Ühefaasilised asünkroonsed mootorid erinevad kolmefaasilistest mootoritest staatori paigutuse poolest, kus kahefaasiline mähis asub magnetahela soontes, mis koosneb põhi- või tööfaasist faasipinnaga 120 el. rahe ja viib klemmideni tähisega C1 ja C2 ning abi- või stardifaasi faasipinnaga 60 el. rahe ja viib klemmideni, mis on tähistatud B1 ja B2 (joon. 1).

Nende mähisefaaside magnetteljed on üksteise suhtes nihutatud nurgaga 0 = 90 el. rahe. Vahelduvpingevõrguga ühendatud tööfaas ei saa põhjustada rootori pöörlemist, kuna selle vool ergastab fikseeritud sümmeetriateljega vahelduvat magnetvälja, mida iseloomustab ajas harmooniliselt muutuv magnetinduktsioon.

Riis. 1. Ühefaasilise oravapuuriga rootori asünkroonmootori skeem.

Seda välja saab kujutada kahe komponendiga — identsete ringikujuliste otse- ja vastupidises järjestuses magnetväljadega, mis pöörlevad magnetinduktsiooniga, pöörlevad sama kiirusega vastassuundades. Kui aga rootorit eelnevalt vajalikus suunas kiirendada, jätkab see tööfaasi sisselülitamisel pöörlemist samas suunas.

Sel põhjusel algab ühefaasilise mootori käivitamine rootori kiirendamisega käivitusnupu vajutamisega, põhjustades staatorimähise mõlemas faasis voolude ergastamist, mis on faasinihkes, mis sõltub seadme parameetritest. faasinihkeseade Z, mis on valmistatud takisti, induktiivpooli või kondensaatori kujul, ja elektriahela elemendid, mis sisaldavad staatori mähise töö- ja käivitusfaasi. Need voolud tekitavad masinas pöörleva magnetvälja koos magnetinduktsiooniga õhupilus, mis perioodiliselt ja monotoonselt muutub maksimum- ja miinimumväärtuste piires ning selle vektori lõpp kirjeldab ellipsi.

See. Elliptiline pöörlev magnetväli tuvastab lühises rootorimähise juhtmetes elektromagnetväljad ja voolud, mis selle väljaga suheldes tagavad ühefaasilise mootori rootori kiirenduse välja pöörlemissuunas ja see saavutab peaaegu nimikiiruse mõne sekundiga.

Käivitusnupu vabastamine viib elektrimootori kahefaasilisest režiimist ühefaasilisele režiimile, mida täiendavalt toetab ka vastav vahelduva magnetvälja komponent, mis oma pöörlemise ajal on libisemise tõttu pöörlevast rootorist veidi ees.

Ühefaasilise asünkroonmootori staatorimähise käivitusfaasi õigeaegne lahtiühendamine elektrivõrgust on vajalik selle konstruktsiooni tõttu, mis näeb ette lühiajalise töörežiimi - tavaliselt kuni 3 s, mis välistab selle pikaajalise viibimise koormuse all vastuvõetamatu ülekuumenemise, isolatsiooni põlemise ja kahjustuste tõttu.

Ühefaasiliste asünkroonmootorite töökindluse suurendamiseks paigaldatakse masina korpusesse katkestuskontaktidega tsentrifugaallüliti, mis on ühendatud klemmidega tähisega VT ja B2, ning termorelee sarnaste kontaktidega, mille klemmid on tähistatud PT ja C1 (joonis 2, c, d).

Tsentrifugaallüliti lahutab automaatselt B1 ja B2 klemmidega ühendatud staatorimähise käivitusfaasi, kui rootor saavutab nimikiirusele lähedase kiiruse, ja soojusrelee lahutab staatorimähise mõlemad faasid vooluvõrgust, kui küte on sisse lülitatud. lubatust suurem.

Rootori pöörlemissuuna ümberpööramine saavutatakse voolu suuna muutmisega staatori mähise ühes faasis käivitamisel, lülitades käivitusnupu ja paigutades ümber metallplaadi elektrimootori klemmidel (joonis 1). 2, a, b) või ainult kahe sarnase plaadi ümberpaigutamise teel (joonis 2, c, d).

Riis. 2. Orava rootoriga ühefaasilise asünkroonmootori staatorimähise faaside klemmide märgistus ja nende ühendus rootori pöörlemiseks: a, c — parem, b, d — vasak.

Ühefaasiliste ja kolmefaasiliste asünkroonmootorite tehniliste omaduste võrdlus

Ühefaasilised asünkroonsed mootorid erinevad kolmefaasilistest masinatest, mille nimivõimsus on sarnane vähendatud algmomendi teguriga kn = МХ / Mnom ja suurendatud algvooluteguriga ki = Mi / Mnom, mis on mõeldud algfaasiga ühefaasilistele elektrimootoritele. staatorimähise suurenenud alalisvoolutakistusega ja tööfaasi väiksema induktiivsusega on olulised kn — 1,0 — 1,5 ja ki = 5 — 9.

Ühefaasiliste asünkroonmootorite käivitusomadused on halvemad kui kolmefaasilistel, kuna ühefaasiliste masinate käivitamisel ergastub elliptiline pöörlev magnetväli, mille staatori mähise algfaas on võrdne kahega. ebaühtlased ringikujulised pöörlevad magnetväljad — otse ja vastupidi, põhjustavad pidurdusefekti.

Staatorimähise töö- ja käivitusfaasi elektriahelate elementide parameetrite valimisel on võimalik tagada käivitamisel ringikujulise pöörleva magnetvälja ergastamine, mis on võimalik valmistatud faasinihke elemendiga. sobiva mahutavusega kondensaatori kujul.

Kuna rootori kiirendus põhjustab masina ahelate parameetrite muutumise, muutub pöörlev magnetväli ringikujulisest elliptiliseks, halvendades seega mootori käivitusomadusi. Seetõttu lülitub umbes 0,8 nimikiirusel elektrimootori staatorimähise käivitusfaas käsitsi või automaatselt välja, mille tulemusena lülitub mootor ühefaasilisele tööle.

Käivituskondensaatoriga ühefaasilistel asünkroonmootoritel on algse käivitusmomendi kordne kp = 1,7–2,4 ja algse käivitusvoolu kordne ki = 3–5.

Kahefaasilised asünkroonsed mootorid

Kahefaasilistel asünkroonmootoritel on staatori mähise kaks faasi faasipindaladega 90 el. tervitused on töölised. Need asuvad staatori magnetahela soontes, nii et nende magnetteljed moodustavad 90 el nurga. rahe. Need staatorimähise faasid erinevad üksteisest mitte ainult pöörete arvu, vaid ka nimipinge ja voolu poolest, kuigi nende koguvõimsused on mootori nimirežiimil samad.

Staatorimähise ühes faasis on püsikondensaator Cp (joonis 3, a), mis mootori nimirežiimi tingimustes ergastab ringikujuliselt pöörlevat magnetvälja. Selle kondensaatori võimsus määratakse järgmise valemiga:

° Cp = I1sinφ1 / 2πfUn2

kus I1 ja φ1- vastavalt voolu- ja faasinihe staatorimähise faasiahela pinge ja voolu vahel ilma kondensaatorita ringikujulises pöörlevas magnetväljas, I ja ti - vahelduvvoolu sagedus ja toitepinge võrk vastavalt n-teisenduskoefitsient - staatori mähise faaside efektiivse pöörete arvu suhe vastavalt kondensaatoriga ja ilma kondensaatorita, määratud valemiga

n = kvol2 w2 / ktom 1 w1

kus коб2 ja коб1 — staatorimähise vastavate faaside mähise koefitsiendid pöörete arvuga w2 ja w1.

Kondensaatori klemmi pinge Uc, mis on ühendatud jadamisi kahefaasilise asünkroonmootori mähisfaasiga, millel on ümmargune pöörlev magnetväli võrgupingest U kõrgemal ja määratakse järgmiselt:

Uc = U √1 + n2

Üleminek mootori nominaalkoormusest erinevale koormusele kaasneb pöörleva magnetvälja muutumisega, mis ümmarguse asemel muutub elliptiliseks.See halvendab mootori tööomadusi ja käivitamisel vähendab esialgset Käivitusmoment kuni MP <0,3Mnom, piirates püsivalt ühendatud kondensaatormootorite kasutamist ainult kergete käivitustingimustega paigaldistes.

Algpöördemomendi suurendamiseks ühendatakse käivituskondensaator Cn paralleelselt töökondensaatoriga Cp (joonis 3, b), mille võimsus on palju suurem kui töökondensaatori võimsus ja sõltub algkäivituse komplektist. pöördemomenti, mida saab suurendada kahe või enama.

Riis. 3. Oravpuurirootoriga kahefaasiliste asünkroonmootorite sisselülitamise skeemid: a — püsivalt ühendatud kondensaatoriga, b — töö- ja käivituskondensaatoriga.

Pärast seda, kui rootor kiirendab nominaalsest käivituskondensaatorist kiiruseni 0,6–0,7, lülitatakse see välja, et vältida ringikujulise pöörleva magnetvälja üleminekut elliptiliseks, mis halvendab mootori tööd.

Selliste kondensaatormootorite käivitusrežiimi iseloomustavad järgmised parameetrid: kn = 1,7 - 2,4 ja ki = 4 - 6.

Kondensaatormootorid eristuvad paremate energiaomaduste poolest kui ühefaasilised mootorid, mille staatorimähisel on esialgne loor, ja nende võimsustegur on tänu kondensaatorite kasutamisele kõrgem kui sama võimsusega kolmefaasilistel mootoritel.

Universaalsed asünkroonsed mootorid

Automaatjuhtimisseadmetes kasutatakse universaalseid asünkroonseid mootoreid - väikese võimsusega kolmefaasilisi masinaid, mis on ühendatud kolmefaasilise või ühefaasilise võrguga. Ühefaasilisest võrgust toidetuna on mootorite käivitus- ja tööomadused veidi halvemad kui kolmefaasilises režiimis kasutamisel.

UAD-seeria universaalsed asünkroonsed mootorid on toodetud kahe- ja neljapoolusega, mis kolmefaasilises režiimis on nimivõimsusega 1,5 kuni 70 W ja ühefaasilises režiimis - 1 kuni 55 W ja töötavad vahelduvvooluvõrgust. pingevõrk sagedusega 50 Hz kasuteguriga η= 0,09 — 0,65.

Ühefaasilised asünkroonsed mootorid varjutatud või varjutatud poolustega

Jaotatud või varjutatud poolustega ühefaasilistes asünkroonmootorites on iga poolus sügava soonega jagatud kaheks ebavõrdseks osaks ja sellel on ühefaasiline mähis, mis katab kogu pooluse magnetahela ja selle väiksemas osas paiknevad lühisega pöörded.

Nende mootorite rootoril on lühismähis. Staatori mähise kaasamisega siinuspingele kaasneb voolu tekkimine selles ja fikseeritud sümmeetriateljega vahelduva magnetvälja ergastamine, mis indutseerib lühisahelates vastavad emf ja voolud.

Lühisvoolude mõjul ergastavad vastavad m.d.-d magnetvälja, mis takistab põhimagnetvälja tugevnemist ja nõrgenemist varjestatud sagedaste pooluste puhul. Pooluste varjestatud ja varjestamata osade magnetväljad on ajas faasist väljas ja ruumis nihkununa moodustavad tekkiva elliptilise pöörleva magnetvälja, mis liigub pooluse varjestamata osa magnetteljest magnettelje suunas. selle varjestatud osast.

Selle välja koostoime rootori mähises indutseeritud vooludega põhjustab algpöördemomendi Mn = (0,2 — 0,6) Mnom ilmnemise ja rootori kiirenduse nimikiirusele, kui mootori võllile rakendatav pidurdusmoment ei peaks olema käivitusmomendi ületamiseks.

Jaotatud või varjutatud poolustega ühefaasiliste asünkroonmootorite algse käivitus- ja maksimaalse pöördemomendi suurendamiseks asetatakse nende pooluste vahele teraslehest magnetilised šundid, mis toovad pöörleva magnetvälja ringikujulisele lähemale.

Varjutatud poolusega mootorid on mittepööratavad seadmed, mis võimaldavad sagedast käivitumist, äkilist seiskamist ja võivad pikka aega edasi lükata. Need on valmistatud kahe- ja neljapooluselise nimivõimsusega 0,5–30 W ja täiustatud konstruktsiooniga kuni 300 W töötamiseks vahelduvpingevõrgust sagedusega 50 Hz efektiivsusega ηnom = 0,20–0,40.
Loe ka: Selsyns: eesmärk, seade, tegevuspõhimõte