11.10. Однофазний асинхронний двигун

Однофазний двигун має одну обмотку, розташовану на статорі. Однофаз­на обмотка, що живиться змінним струмом, створює пульсуюче магнітне поле. Якщо помістити в це поле ротор з короткозамкненою обмоткою, він обертатися не буде. Якщо ж розкрутити ротор сторонньою механічною силою у будь-який бік, двигун буде стійко працювати. Пояснити це можна в такий спосіб. Пуль­суюче магнітне поле можна замінити двома магнітними полями, що обертають­ся у протилежних напрямках з синхронною частотою n1 і мають амплітуди маг­нітних потоків, які дорівнюють половині амплітуди магнітного потоку пульсу­ючого поля. Одне з магнітних полів називається прямим, друге - зворотним. Кожне з магнітних полів індуктує у роторній обмотці вихрові струми. При їх взаємодії з магнітними полями утворюються обертові моменти, спрямовані на­зустріч один одному.

На рис. 11.18 зображені залежності моменту від прямо­го поля М, моменту від зворо­тного поля М" і результуючого моменту М = М - M" у функції ковзання s. Осі ковзань спря­мовані назустріч одна одній. У пусковому режимі на ротор ді­ють обертові моменти, од­накові за величиною і проти­лежні за напрямком.

Якщо розкрутити ротор сторонньою силою в напрямку прямого магнітного поля, з'яви­ться надлишковий (результу­ючий) обертовий момент, що розганяє ротор до швидкості, близької до синхронної. При

2.

цьому ковзання двигуна відносно прямого магнітного поля sn » 0, n1»n2. Ковзання двигуна відносно зворотного магнітного поля

Однофазний двигун не має пускового моменту. Він буде обертатися у той бік, у який розкручений зовнішньою силою.

Через гальмову дію зворотного поля характеристики однофазного дви­гуна гірші, ніж трифазного.


Однофазний асинхронний двигун (рис. 11.19) розраховують на живлення від однофазної мережі, він має на статорі дві обмотки: робочу А і пускову Б; ротор двигуна виконують короткозамкненим. Змінний струм, протікаючи робо­чою обмоткою, що займає звичайно 2/3 пазів статора, створює пульсуючу нама­гнічуючу силу, а остання - пульсуюче магнітне поле.

Для пуску однофазного асинхронного двигуна використовують пускову обмотку Б, зміщену в просторі відносно робочої обмотки на 90°. При цьому струми робочої і пускової обмоток повинні бути зміщені в часі, що досягається підключенням їх або до симетричної двофазної мережі, або до однофазної ме­режі. В останньому випадку для одержання зсуву фаз між струмами в обмотках робочу обмотку А вмикають у мережу безпосередньо, а пускову Б - через акти­вний опір (рис. 11.19,а) або конденсатор (рис. 11.19,б). Пускова обмотка Б вми­кається тільки на період пуску двигуна; при частоті обертання порядку 0,7 від синхронної частоти обертання пускова обмотка за допомогою кнопки-вимикача або електромагнітного реле вимикається і двигун далі працює як однофазний.

Однофазні асинхронні двигуни порівняно з трифазними мають гірші екс­плуатаційні характеристики, менші ККД і коефіцієнти потужності.

Від однофазної мережі можуть працювати й трифазні асинхронні двигу­ни, якщо використати одну із схем, представлених на рис. 11.20.

У схемі на рис.11.20,а статорні обмотки з'єднані «зіркою», а в схемі на рис.11.20,б - «трикутником». Конденсатор C є пусковим, вмикається у мережу тільки на час пуску і величина його ємності C ~ 60 мкф на 1 кВт потужності двигуна. Використовують ще інші схеми вмикання трифазних АД у однофазну мережу, наприклад, через активний опір.

Трифазні двигуни, працюючи в однофазному режимі, можуть розвивати потужність Р = (0,45 ^ 0,65) Рном, де Рном - номінальна потужність трифазного двигуна.

Висновки

Асинхронна машина може працювати в режимах двигуна і генератора. Залежно від величини ковзання розрізняють режим двигуна, генераторний і ре­жим проти включення АМ.

АД мають високу чутливість до відхилень напруги мережі живлення. При порівняно невеликих зниженнях напруги зменшується перевантажувальна здатність, що може призвести до зупинки двигуна.

На момент включення пусковий струм АД в 5 ^ 7 разів перевищує своє номінальне значення. Для зниження пускових струмів застосовують спеціальні схеми пуску АД.

Відмінною рисою однофазних АД є наявність пускової обмотки, що вмикається на час пуску до роботи двигуна.

Запитання для самоперевірки

Як виконують магнітопровід АД?

Поясніть принцип виконання обмотки статора АД.

Як виконують обмотку ротора короткозамкненого двигуна?

Поясніть будову обмотки ротора двигуна з контактними кільцями.

Як обирають схему з'єднань обмоток статора і як встановити одно­йменні виводи фазних обмоток статора?

Від чого залежить швидкість обертання магнітного поля? Чим визнача­ється кількість пар полюсів двигуна?

Як створюється обертовий момент АД, чому ротор не може самостійно досягти синхронної швидкості обертання?

Як визначають ковзання й швидкість обертання ротора і як впливає на АД зміна навантаження на валу?

Що розуміють під механічною характеристикою двигуна і який ви­гляд механічної характеристики АД?

Як визначають діючі значення фазних ЕРС статора й ротора?

Як залежать ЕРС ротора й частота струму ротора від ковзання?

Як враховують ЕРС розсіювання статора й ротора?

Поясніть роль ЕРС статора. Як записується рівняння напруг статора?

Запишіть рівняння напруг ротора. Як залежить від ковзання струм ро­тора і його фаза?

На підставі яких рівнянь будується повна векторна діаграма й схема заміщення асинхронного двигуна? Як будується векторна діаграма?

Які види втрат потужності мають місце в АД? Що розуміють під еле­ктромагнітною й механічною потужністю двигуна?

Визначте поняття «номінальна потужність двигуна».

Як залежать електричні втрати в роторі від ковзання?

Від чого залежить обертовий момент двигуна?

Проаналізуйте залежність обертового моменту від ковзання.

Що розуміють під коефіцієнтом перевантажувальної здатності і яка його величина для звичайних АД?

Поясніть умову усталеної роботи двигуна.

Від чого і як залежить критичний момент і критичне ковзання?

Які є можливості впливу на механічну характеристику АД?

За якими показниками оцінюють пускові властивості двигуна?

Позитивні якості й недоліки прямого пуску асинхронних короткозам-кнених двигунів.

Позитивні якості й недоліки запуску двигунів на зниженій напрузі.

Як пускають в хід двигуни з контактними кільцями? Дайте загальну оцінку їхніх пускових властивостей.

Що розуміють під робочими характеристиками двигуна? Поясніть ха­рактер цих залежностей для АД.

Умова переходу асинхронного двигуна до генераторного режиму. По­ясніть практичне значення такого режиму.

Які можливі способи гальмування асинхронного двигуна? Дайте їхню оцінку й поясніть практичне значення.

Поясніть будову і принцип дії однофазного АД.

Як пускають в хід одноф

азні двигуни?


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я