Однофазные индукционные двигатели превращают в двигатели, способные к самозапуску, путём обеспечения дополнительного магнитного потока за счёт дополнительных средств. Сейчас, в зависимости от этих самых дополнительных средств, эти двигатели подразделяются следующим образом:
1. Индукционный электродвигатель с расщеплённой фазой.
2. Индукционный электродвигатель с пусковым конденсатором.
3. Индукционный электродвигатель с двойным пусковым конденсатором (двухзначный конденсаторный метод).
4. Электродвигатель с постоянным разделяющим конденсатором.
5. Индукционный электродвигатель с экранированным полюсом.
В дополнение к основной обмотке или же к двигающейся обмотке статор однофазного двигателя имеет ещё одну обмотку, которую называют вспомогательной или стартовой. Центробежный выключатель подключен последовательно к вспомогательной обмотке. Задачей этого выключателя является отключение вспомогательной обмотки от основной схемы, когда скорость электродвигателя достигнет от 75% до 80% от синхронной скорости.
Известно, что движущаяся обмотка является индукционной по своей природе. Наша задача заключается в том, чтобы создать разницу фаз между двумя обмотками. Это возможно, если стартовая обмотка имеет большое сопротивление. Допустим, что Irun является электрическим током, который проходит через основную или движущуюся обмотку, Istart является током, проходящим через стартовую обмотку, и VT является напряжением, которое подаётся.
Известно, что для обмотки с большой резистивностью электрический ток почти в фазе с напряжением, а для обмотки с большой индуктивностью ток отстает от напряжения под большим углом. Стартовая обмотка обладает большой резистивностью, поэтому электрический ток, который идёт через стартовую обмотку, отстаёт от приложенного напряжения с очень маленьким углом. Движущаяся обмотка по сути своей очень индукционная, так что ток в этой обмотке отстаёт от напряжения под большим углом.
Результатом этих двух токов является IT. Данный результат производит вращающееся магнитное поле, которое вращается только в одну сторону. В индукционном двигателе с расщепленной фазой стартовый и основной электрический ток разделены друг с другом под определённым углом, поэтому данный двигатель и получил такое называние.
У данных двигателей имеется низкий стартовый электрический ток, средний стартовый крутящий момент. По этой причине данные двигатели нашли своё применение в таких вещах как центробежные насосы, вентиляторы, стиральные машины, а также во множестве других устройств. Эти двигатели доступны в размерах в диапазоне от 1 / 20 киловатт до 1 / 2 киловатт.
Принцип работы и конструкция индукционного электродвигателя с пусковым конденсатором и индукционного электродвигателя с двойным пусковым конденсатором почти одинаковы. Известно, что однофазный индукционный электродвигатель не способен к запуску самого себя, поскольку магнитное поле, которое возникает в итоге, не относится к вращающемуся типу поля.
Для того чтобы производилось вращающееся магнитное поле, должна быть разница фаз. В случае с индукционным двигателем, имеющим расщеплённую фазу, использовалось сопротивление для того чтобы создать эту разницу фаз, но в данном случае для этой цели используется конденсатор.
Известен тот факт, что электрический ток, проходящий через конденсатор, приводит к возникновению напряжения. Поэтому в данных двух типах электродвигателя используются две обмотки, соответственно, основная обмотка и стартовая обмотка. К стартовой обмотке подключается конденсатор, так что электрический ток, который идёт через конденсатор, Ist приводит к напряжению под определённым углом, φst.
В силу того, что движущаяся обмотка индуктивна по натуре, электрический ток в ней отстает от напряжения под углом, φm. Теперь возникает большой угол фазы, разница между этими двумя электрическими токами, которая производит ток, I, а это уже приводит к образованию вращающегося магнитного поля.
Крутящий момент, производимый этими электродвигателями, зависит от разницы угла фазы, которая почти 90°. Поэтому эти двигатели производят очень большой стартовый крутящий момент. В случае с индукционным мотором со стартовым конденсатором, центробежный выключатель отключает стартовую обмотку, когда двигатель достигает 75-80% от синхронной скорости.
Но в случае с индукционным электродвигателем с двойным пусковым конденсатором отсутствует центробежный выключатель, поэтому конденсатор сохраняется в схеме и помогает улучшить коэффициент мощности и условия движения индукционного однофазного двигателя.
Эти двигатели имеют высокий начальный крутящий момент, поэтому их используют в конвейерах, кондиционерах воздуха, шлифовальных станках и т.д. Они доступны вплоть до 6 киловатт.
Он имеет клеткообразный ротор и статор. У статора имеются две обмотки. Одну называют основной, а другую – вспомогательной. Имеется лишь один конденсатор, подключенный последовательно в стартовой обмотке. Стартовый выключатель отсутствует.
Центробежный выключатель не нужен. Эффективность в данном случае выше, а крутящий момент достаточно мощный. Данный электродвигатель нашёл себе применение в нагнетателях воздуха в обогревателях и кондиционерах воздуха, а также в вентиляторах. Также он используется и в офисном оборудовании.
Статор данного двигателя имеет выдающиеся или выступающие полюсы. Эти полюсы экранированы за счёт медной полосы или кольца, которые по природе своей индукционны. Полюсы в данном случае разделены на две неравные части. Более маленькая составляющая несёт медную полосу. Эту область называют экранированной областью полюса.
ДЕЙСТВИЕ: Когда однофазный ток приходит на статор, получается переменный магнитный поток. Эта перемена магнитного потока вызывает электродвижущую силу в экранированной катушке. С того момента как эта экранированная часть замкнута, электрический ток, который в ней производится, будет в таком направлении, которое будет противоположно главному магнитному потоку.
Магнитный поток в экранированном полюсе отстаёт от магнитного потока в не экранированном полюсе. Разница фаз между этими двумя потоками способствует возникновению результирующего вращающегося магнитного потока.
Известно, что электрический ток обмотки статора является переменным по природе, поэтому и магнитный поток, возникающий из-за данного тока, является переменным. Для того чтобы полностью понять то, как работает индукционный двигатель с экранированным полюсом, стоит рассмотреть три участка:
1. Когда магнитный поток меняет своё значение с нуля на почти что максимальное положительное значение.
2. Когда магнитный поток остаётся почти неизменным на своём максимальном значении.
3. Когда магнитный поток уменьшается с максимального положительного значения до нуля.
На данном участке скорость возрастания магнитного потока, а значит, и электрического тока, является очень высокой. Согласно положению, выдвинутому Фарадеем, когда бы ни происходило изменение магнитного потока, электродвижущая сила всё равно будет возникать. Так как медная полоса замкнута, электрический ток начинает протекать в медной полосе, в силу вызываемой электродвижущей силы. Данный ток производит свой собственный магнитный поток.
Сейчас, согласно положению Ленца, направление этого тока таково, что оно противоположно возрастанию этого тока. Магнитный поток экранирующего кольца противоположен главному магнитному потоку, что приводит, в свою очередь, к скоплению магнитного потока в не экранированной области статора, тогда как магнитный поток в экранированной части слабеет. Такое неравномерное распределение магнитного потока вынуждает магнитную ось сдвигаться в середину не экранированной области.
На данном участке скорость роста электрического тока, а следовательно, и магнитного потока остаётся практически неизменной. Поэтому электродвижущая сила, которая возникает в экранированной области, очень мала. Магнитный поток, который производится этой силой, не имеет эффекта на главный магнитный поток, и поэтому распределение магнитного потока остается равномерным, и магнитная ось лежит по центру полюса.
Скорость уменьшения магнитного потока и тока очень высока. Опять же актуален закон, установленный когда-то Фарадеем, который был актуален на первом участке. Раз медная полоса замкнута, ток начинает проходить в этой полосе, в силу возникшей электродвижущей силы. Этот ток производит свой магнитный поток. Направление этого электрического тока обратно его собственному уменьшению (из положения, выдвинутого Ленцем).
Так что магнитный поток экранирующего кольца помогает главному магнитному потоку. Это приводит к скоплению магнитного потока в экранированной части статора и к ослаблению его в не экранированной области. Это неравномерное распространение потока способствуют смещению магнитной оси в середину экранированной части полюса.
Это смещение магнитной оси продлевает отрицательный цикл, а также приводит к производству вращающегося магнитного поля. Направление этого поля лежит из не экранированной части полюса в его экранированную часть.
Плюсы такого двигателя состоят в следующем:
1. Он очень экономичен, а также очень надёжен.
2. Конструкция проста и прочна, поскольку отсутствует центробежный выключатель.
К недостаткам такого двигателя относятся:
1. Маленький коэффициент мощности.
2. Стартовый крутящий момент очень слаб.
3. Эффективность очень низка, так как потери меди велики из-за наличия медной полосы.
4. Изменение скорости также непросто осуществить, как, впрочем, и затратно, ведь это требует другого комплекта медных коле
В силу их слабых стартовых крутящих моментов и приемлемой цены, эти двигатели в основном используются в маленьких инструментах, игрушках, фенах и т.д. Двигатели такого типа обычно доступны в следующем диапазоне: от 1 / 300 до 1 / 20 киловатт.
Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.
elektronchic.ru
Наиболее простыми однофазными двигателями переменного тока являются микродвигатели с расщепленными экранированными полюсами (рис. 2.19, а) в асинхронном и синхронном исполнении. Статор 1 такого двигателя явнополюсный и состоит из двух пакетов электротехнической стали. На статоре имеется однофазная обмотка возбуждения 2. На каждом из полюсов 3 находится продольный паз, в котором размещается одна из сторон короткозамкнутых витков 4, охватывающих и экранирующих часть (от 1/5 до 1/2 полюсной дуги) полюса. В расточке полюсов помещается ротор 5 двигателя.
Рис. 2.19
Конструкция ротора зависит от типа микродвигателя. В двигателях асинхронного исполнения ротор типа «беличья клетка», полый немагнитный или ферромагнитный. При синхронном варианте ротор может быть с постоянным магнитным (активный), из магнитотвердого материала (гистерезисный) или с переменным вдоль окружности магнитным сопротивлением (реактивный). При подаче однофазного переменного напряжения на зажимы обмотки возбуждения в магнитопроводе статора создается пульсирующий магнитный поток Ф. Проходя по полюсам статора, этот поток расщепляется продольным пазом на два потока Φ' и Ф", сдвинутых в пространстве на угол γ. Поток Ф', замыкаясь по экранированной части полюсов, наводит в короткозамкнутых витках трансформаторную э.д.с. По виткам проходит ток, отстающий от э.д.с. вследствие индуктивного характера сопротивления витков. Под действием м.д.с. витков создается поток Фк, замыкающийся по экранированной части полюсов. В сумме с потоком Ф' он образует результирующий магнитный поток Фэ экранированной частя полюсов, сдвинутый во времени относительно потока неэкранированной части полюсов Ф:
. (2.23)
Векторная диаграмма микродвигателя изображена на рис. 2.19, б.
Магнитные потоки Ф" и Фэ, сдвинутые относительно друг друга в пространстве и во времени, создают результирующее вращающееся магнитное поле. Так как углы сдвига магнитных потоков Ф" и Фэ во времени и пространстве обычно меньше 90°, а значения потоков не равны, магнитное поле будет не круговым, а эллиптическим. Вращающееся магнитное поле взаимодействует с ротором двигателя и создает вращающий момент, природа которого зависит от типа ротора.
Существенным преимуществом однофазных микродвигателей с расщепленными полюсами кроме простоты конструкции и небольшой стоимости является их надежная работа при частых пусках и остановах под напряжением. Это объясняется тем, что основными потерями в двигателе являются электрические потери в короткозамкнутых витках. Следовательно, полные потери в двигателе практически не меняются от режима холостого хода до короткого замыкания (остановки ротора при напряжении на зажимах обмотки возбуждения) и не происходит недопустимого перегрева обмотки возбуждения.
Один из основных недостатков описываемых микродвигателей состоит в том, что вследствие существенной эллиптичности магнитного поля они развивают незначительный пусковой момент. Поясним это на примере асинхронного микродвигателя. В двигателе имеет место самый общий случай несимметрии магнитных потоков Фэ и Ф", образующих вращающееся поле:
; sin β < 1; sin γ < 1. (2.24)
Пусковой момент в относительных единицах у асинхронных микродвигателей равен эффективному коэффициенту сигнала. Если принять за единицу пусковой момент Mп0, развиваемый круговым полем с амплитудой Ф", то пусковой момент реального двигателя с экранированными полюсами
. (2.25)
С учетом неравенств (2.24) получаем, что Mп << Mп0. В экранированных микродвигателях асинхронного типа пусковой момент составляет обычно 20 – 60% от номинального.
Аналогично можно показать, что вследствие такой эллиптичности магнитного поля двигатели развивают небольшую механическую мощность при относительно высоком уровне потерь, к.п.д. у двигателей различной мощности не превышает 0,1 – 0,4. Коэффициент мощности двигателей cos φ = 0,4÷0,6.
Некоторого улучшения энергетических и пусковых характеристик можно достигнуть, выполняя двигатель с неравномерным воздушным зазором или с магнитными шунтами. Примером может служить микродвигатель с составным статором, изображенный на рис. 2.20. Статор состоит из цилиндра 1 и крестовины 2. Крестовина образует полюсы двигателя и магнитные шунты МШ между ними. Магнитные шунты имеют малое сечение, и основная часть потока полюсов проходит через зазор в ротор. При такой конструкции магнитопровода ослабляется эллиптичность вращающегося поля, закон распределения индукции в зазоре приближается к синусоидальному, уменьшаются потери и паразитные моменты от высших гармоник поля.
Рис. 2.20 Рис. 2.21
Такие микродвигатели относятся к нереверсивным. Однофазный микродвигатель с расщепленными экранированными полюсами, позволяющий осуществлять реверсирование, отличается от микродвигателя, представленного на рис. 2.20, только тем, что короткозамкнутые витки заменены катушками с выведенными концами. Четыре катушки расположены на обеих частях полюсов, охватывая каждую половину полюса. Замыкая то одну, то другую пару катушек, можно экранировать то одну, то другую часть полюсов, изменяя таким образом направление вращения магнитного поля и ротора на противоположное.
Теоретически однофазный микродвигатель с расщепленными экранированными полюсами можно рассматривать как двухфазный двигатель, у которого угол сдвига между обмотками фаз не равен 90° и зажимы одной из обмоток замкнуты накоротко.
studfiles.net
Для создания пускового момента в асинхронных двигателях малой мощности применяют конструкцию с явно выраженными экранированными полюсами (рис. 16.10, а), на которых располагают однофазную обмотку. Полюсы1 имеют расщепленную на две части
Рис. 16.10. Асинхронный двигатель с экранированными полюсами
конструкцию, при этом на одну из частей каждого полюса надет короткозамкнутый виток (экран) в виде медного кольца 2. Ротор двигателя короткозамкнутый.
При включении обмотки статора в сеть пульсирующий поток наводит в короткозамкнутом витке (экране) ток, препятствующий нарастанию магнитного потока и вызывающий фазовый сдвиг потока в этой части полюса (рис. 16.10, б). В результате потоки в обеих частях каждого полюса оказываются сдвинутыми по фазе относительно друг друга, что, в свою очередь, приводит к образованию в двигателе вращающегося магнитного поля. Часто для улучшения пусковых и рабочих характеристик двигателя между полюсами помещают магнитные шунты в виде стальных пластинок, замыкающих края полюсных наконечников полюсов статора.
Асинхронные двигатели с экранированными полюсами нереверсивны — ротор всегда вращается в направлении от неэкранированной части полюса к экранированной. Обычно эти двигатели изготовляют мощностью не более 100 Вт и применяют для привода устройств, не требующих большого пускового момента (электропривод вентиляторов, электропроигрывателей и т. п.). Отечественной промышленностью изготовляются асинхронные двигатели с экранированными полюсами серии АД...Е, предназначенные для привода приборов с вентиляторной нагрузкой. Эти двигатели мощностью от 2,5 до 25 Вт рассчитаны на работу от сети напряжением 220 В частотой 50 Гц. Кратность пускового момента этих двигателей Мп/ МНОМ = 0,5 ÷ 0,6.
Контрольные вопросы
1.Почему однофазный двигатель не создает пускового момента?
2. С какой целью в цепь пусковой обмотки двигателя включают ФЭ?
3.Чем отличается однофазный двигатель от конденсаторного?
4. Как можно повысить пусковой момент в конденсаторном двигателе?
5.С какой целью в асинхронном двигателе с экранированными полюсами эти полюсы делают расщепленными?
• Асинхронные машины специального назначения
Индукционный регулятор напряжения (ИР) представляет собой асинхронную машину с фазным ротором, предназначенную для плавного регулирования напряжения. Рассмотрим работу трехфазного ИР, получившего преимущественное применение. Ротор ИР заторможен посредством червячной передачи, которая не только удерживает его в заданном положении, но и позволяет плавно поворачивать его относительно статора. Обмотки статора и ротора в ИР имеют автотрансформаторную связь (рис. 17.1, а), поэтому ИР иногда называют поворотным автотрансформатором.
Напряжение сети U1 подводится к обмотке ротора, при этом ротор создает вращающееся магнитное поле, наводящее в обмотке ротора ЭДС 
= -
, а в обмотке статора — ЭДС
(рис. 17.2, а).
Фазовый сдвиг этих ЭДС относительно друг друга зависит от взаимного пространственного положения осей обмоток статора и ротора, определяемого углом α. При α = 0 оси обмоток совпадают, вращающееся поле одновременно сцепляется с обеими обмотками и ЭДС 
и
совпадают по фазе (при этом
и 
находятся в противофазе). При α = 180 эл. град ЭДС 
и
окажутся в противофазе(
и 
совпадают по фазе). Если пренебречь внутренними падениями напряжения, то напряжение на выходе ИР определяется геометрической суммой:
=
+
(17.1)
При повороте ротора концы векторов 
и 
описывают окружность (рис. 17.2, б), при этом 
изменяется от
=
- 
при α = 0 до 
=
+ 
при α = 180 эл. град (рис. 17.2, в). Поворот ротора осуществляется либо вручную штурвалом, либо дистанционно включением исполнительного двигателя.
ИР применяются во всех случаях, где необходима плавная регулировка напряжения, например в лабораторных исследованиях.
Фазорегулятор (ФР). Предназначен для изменения фазы вторичного напряжения относительно первичного при неизменном вторичном напряжении. В отличие от ИР обмотки ротора и статора ФР электрически не соединены друг с другом, т. е. имеют трансформаторную связь (см. рис. 17.1, б), поэтому ФР иногда называют поворотным трансформатором.
Изменение фазы вторичного напряжения осуществляется поворотом ротора относительно статора. Первичной обмоткой в ФР обычно является обмотка статора. Фазорегуляторы применяются в устройствах автоматики (для фазового управления) и измерительной технике
( для проверки ваттметров и счетчиков).
Рис. 17.1. Схемы соединения индукционного
регулятора напряжения (а) и фазорегулятора (б)
studfiles.net
Для создания пускового момента в асинхронных двигателях малой мощности применяют конструкцию с явно выраженными экранированными полюсами (рис. 16.10, а), на которых располагают однофазную обмотку. Полюсы1 имеют расщепленную на две части
Рис. 16.10. Асинхронный двигатель с экранированными полюсами
конструкцию, при этом на одну из частей каждого полюса надет короткозамкнутый виток (экран) в виде медного кольца 2. Ротор двигателя короткозамкнутый.
При включении обмотки статора в сеть пульсирующий поток наводит в короткозамкнутом витке (экране) ток, препятствующий нарастанию магнитного потока и вызывающий фазовый сдвиг потока в этой части полюса (рис. 16.10, б). В результате потоки в обеих частях каждого полюса оказываются сдвинутыми по фазе относительно друг друга, что, в свою очередь, приводит к образованию в двигателе вращающегося магнитного поля. Часто для улучшения пусковых и рабочих характеристик двигателя между полюсами помещают магнитные шунты в виде стальных пластинок, замыкающих края полюсных наконечников полюсов статора.
Асинхронные двигатели с экранированными полюсами нереверсивны — ротор всегда вращается в направлении от неэкранированной части полюса к экранированной. Обычно эти двигатели изготовляют мощностью не более 100 Вт и применяют для привода устройств, не требующих большого пускового момента (электропривод вентиляторов, электропроигрывателей и т. п.). Отечественной промышленностью изготовляются асинхронные двигатели с экранированными полюсами серии АД...Е, предназначенные для привода приборов с вентиляторной нагрузкой. Эти двигатели мощностью от 2,5 до 25 Вт рассчитаны на работу от сети напряжением 220 В частотой 50 Гц. Кратность пускового момента этих двигателей Мп/ МНОМ = 0,5 ÷ 0,6.
Контрольные вопросы
1.Почему однофазный двигатель не создает пускового момента?
2. С какой целью в цепь пусковой обмотки двигателя включают ФЭ?
3.Чем отличается однофазный двигатель от конденсаторного?
4. Как можно повысить пусковой момент в конденсаторном двигателе?
5.С какой целью в асинхронном двигателе с экранированными полюсами эти полюсы делают расщепленными?
• Асинхронные машины специального назначения
Индукционный регулятор напряжения (ИР) представляет собой асинхронную машину с фазным ротором, предназначенную для плавного регулирования напряжения. Рассмотрим работу трехфазного ИР, получившего преимущественное применение. Ротор ИР заторможен посредством червячной передачи, которая не только удерживает его в заданном положении, но и позволяет плавно поворачивать его относительно статора. Обмотки статора и ротора в ИР имеют автотрансформаторную связь (рис. 17.1, а), поэтому ИР иногда называют поворотным автотрансформатором.
Напряжение сети U1 подводится к обмотке ротора, при этом ротор создает вращающееся магнитное поле, наводящее в обмотке ротора ЭДС 
= -
, а в обмотке статора — ЭДС
(рис. 17.2, а).
Фазовый сдвиг этих ЭДС относительно друг друга зависит от взаимного пространственного положения осей обмоток статора и ротора, определяемого углом α. При α = 0 оси обмоток совпадают, вращающееся поле одновременно сцепляется с обеими обмотками и ЭДС 
и
совпадают по фазе (при этом
и 
находятся в противофазе). При α = 180 эл. град ЭДС 
и
окажутся в противофазе(
и 
совпадают по фазе). Если пренебречь внутренними падениями напряжения, то напряжение на выходе ИР определяется геометрической суммой:
=
+
(17.1)
При повороте ротора концы векторов 
и 
описывают окружность (рис. 17.2, б), при этом 
изменяется от
=
- 
при α = 0 до 
=
+ 
при α = 180 эл. град (рис. 17.2, в). Поворот ротора осуществляется либо вручную штурвалом, либо дистанционно включением исполнительного двигателя.
ИР применяются во всех случаях, где необходима плавная регулировка напряжения, например в лабораторных исследованиях.
Фазорегулятор (ФР). Предназначен для изменения фазы вторичного напряжения относительно первичного при неизменном вторичном напряжении. В отличие от ИР обмотки ротора и статора ФР электрически не соединены друг с другом, т. е. имеют трансформаторную связь (см. рис. 17.1, б), поэтому ФР иногда называют поворотным трансформатором.
Изменение фазы вторичного напряжения осуществляется поворотом ротора относительно статора. Первичной обмоткой в ФР обычно является обмотка статора. Фазорегуляторы применяются в устройствах автоматики (для фазового управления) и измерительной технике
( для проверки ваттметров и счетчиков).
Рис. 17.1. Схемы соединения индукционного
регулятора напряжения (а) и фазорегулятора (б)
studfiles.net
Для создания пускового момента в асинхронных двигателях малой мощности применяют конструкцию с явно выраженными экранированными полюсами (рис. 16.10, а), на которых располагают однофазную обмотку. Полюсы1 имеют расщепленную на две части
Рис. 16.10. Асинхронный двигатель с экранированными полюсами
конструкцию, при этом на одну из частей каждого полюса надет короткозамкнутый виток (экран) в виде медного кольца 2. Ротор двигателя короткозамкнутый.
При включении обмотки статора в сеть пульсирующий поток наводит в короткозамкнутом витке (экране) ток, препятствующий нарастанию магнитного потока и вызывающий фазовый сдвиг потока в этой части полюса (рис. 16.10, б). В результате потоки в обеих частях каждого полюса оказываются сдвинутыми по фазе относительно друг друга, что, в свою очередь, приводит к образованию в двигателе вращающегося магнитного поля. Часто для улучшения пусковых и рабочих характеристик двигателя между полюсами помещают магнитные шунты в виде стальных пластинок, замыкающих края полюсных наконечников полюсов статора.
Асинхронные двигатели с экранированными полюсами нереверсивны — ротор всегда вращается в направлении от неэкранированной части полюса к экранированной. Обычно эти двигатели изготовляют мощностью не более 100 Вт и применяют для привода устройств, не требующих большого пускового момента (электропривод вентиляторов, электропроигрывателей и т. п.). Отечественной промышленностью изготовляются асинхронные двигатели с экранированными полюсами серии АД...Е, предназначенные для привода приборов с вентиляторной нагрузкой. Эти двигатели мощностью от 2,5 до 25 Вт рассчитаны на работу от сети напряжением 220 В частотой 50 Гц. Кратность пускового момента этих двигателей Мп/ МНОМ = 0,5 ÷ 0,6.
Контрольные вопросы
1.Почему однофазный двигатель не создает пускового момента?
2. С какой целью в цепь пусковой обмотки двигателя включают ФЭ?
3.Чем отличается однофазный двигатель от конденсаторного?
4. Как можно повысить пусковой момент в конденсаторном двигателе?
5.С какой целью в асинхронном двигателе с экранированными полюсами эти полюсы делают расщепленными?
• Асинхронные машины специального назначения
Индукционный регулятор напряжения (ИР) представляет собой асинхронную машину с фазным ротором, предназначенную для плавного регулирования напряжения. Рассмотрим работу трехфазного ИР, получившего преимущественное применение. Ротор ИР заторможен посредством червячной передачи, которая не только удерживает его в заданном положении, но и позволяет плавно поворачивать его относительно статора. Обмотки статора и ротора в ИР имеют автотрансформаторную связь (рис. 17.1, а), поэтому ИР иногда называют поворотным автотрансформатором.
Напряжение сети U1 подводится к обмотке ротора, при этом ротор создает вращающееся магнитное поле, наводящее в обмотке ротора ЭДС 
= -
, а в обмотке статора — ЭДС
(рис. 17.2, а).
Фазовый сдвиг этих ЭДС относительно друг друга зависит от взаимного пространственного положения осей обмоток статора и ротора, определяемого углом α. При α = 0 оси обмоток совпадают, вращающееся поле одновременно сцепляется с обеими обмотками и ЭДС 
и
совпадают по фазе (при этом
и 
находятся в противофазе). При α = 180 эл. град ЭДС 
и
окажутся в противофазе(
и 
совпадают по фазе). Если пренебречь внутренними падениями напряжения, то напряжение на выходе ИР определяется геометрической суммой:
=
+
(17.1)
При повороте ротора концы векторов 
и 
описывают окружность (рис. 17.2, б), при этом 
изменяется от
=
- 
при α = 0 до 
=
+ 
при α = 180 эл. град (рис. 17.2, в). Поворот ротора осуществляется либо вручную штурвалом, либо дистанционно включением исполнительного двигателя.
ИР применяются во всех случаях, где необходима плавная регулировка напряжения, например в лабораторных исследованиях.
Фазорегулятор (ФР). Предназначен для изменения фазы вторичного напряжения относительно первичного при неизменном вторичном напряжении. В отличие от ИР обмотки ротора и статора ФР электрически не соединены друг с другом, т. е. имеют трансформаторную связь (см. рис. 17.1, б), поэтому ФР иногда называют поворотным трансформатором.
Изменение фазы вторичного напряжения осуществляется поворотом ротора относительно статора. Первичной обмоткой в ФР обычно является обмотка статора. Фазорегуляторы применяются в устройствах автоматики (для фазового управления) и измерительной технике
( для проверки ваттметров и счетчиков).
Рис. 17.1. Схемы соединения индукционного
регулятора напряжения (а) и фазорегулятора (б)
studfiles.net
Для создания пускового момента в асинхронных двигателях малой мощности применяют конструкцию с явно выраженными экранированными полюсами (рис. 16.10, а), на которых располагают однофазную обмотку. Полюсы1имеют расщепленную на две части
Рис. 16.10. Асинхронный двигатель с экранированными полюсами
конструкцию, при этом на одну из частей каждого полюса надет короткозамкнутый виток (экран) в виде медного кольца 2. Ротор двигателя короткозамкнутый.
При включении обмотки статора в сеть пульсирующий поток наводит в короткозамкнутом витке (экране) ток, препятствующий нарастанию магнитного потока и вызывающий фазовый сдвиг потока в этой части полюса (рис. 16.10, б). В результате потоки в обеих частях каждого полюса оказываются сдвинутыми по фазе относительно друг друга, что, в свою очередь, приводит к образованию в двигателе вращающегося магнитного поля. Часто для улучшения пусковых и рабочих характеристик двигателя между полюсами помещают магнитные шунты в виде стальных пластинок, замыкающих края полюсных наконечников полюсов статора.
Асинхронные двигатели с экранированными полюсами нереверсивны — ротор всегда вращается в направлении от неэкранированной части полюса к экранированной. Обычно эти двигатели изготовляют мощностью не более 100 Вт и применяют для привода устройств, не требующих большого пускового момента (электропривод вентиляторов, электропроигрывателей и т. п.). Отечественной промышленностью изготовляются асинхронные двигатели с экранированными полюсами серии АД...Е, предназначенные для привода приборов с вентиляторной нагрузкой. Эти двигатели мощностью от 2,5 до 25 Вт рассчитаны на работу от сети напряжением 220 В частотой 50 Гц. Кратность пускового момента этих двигателей Мп/ МНОМ= 0,5 ÷ 0,6.
Контрольные вопросы
1.Почему однофазный двигатель не создает пускового момента?
2. Скакой целью в цепь пусковой обмотки двигателя включают ФЭ?
3.Чем отличается однофазный двигатель от конденсаторного?
4. Как можно повысить пусковой момент в конденсаторном двигателе?
5.С какой целью в асинхронном двигателе с экранированными полюсами эти полюсы делают расщепленными?
ГЛАВА 17
• Асинхронные машины специального назначения
stydopedya.ru
имеет на статоре 2 обмотки, которые обе являются рабочими, и в одну из них включается емкость Ср, значение которой рассчитывается так, что при номинальной нагрузке существует только вращающееся поле прямой последовательности. Обе обмотки при этом имеют фазные зоны по 90 эл.град и сдвинуты друг относительно друга в пространстве также на 90. Мощность обеих обмоток при Р=Рн одинакова, но их числа витков, токи и напряжения различны. КД представляет собой 2-фазный Д, который подключен посредством конденсатора Ср к однофазной сети и при Р=Рн имеет симметричную нагрузку фаз. Емкость Ср, подобранная по рабочему режиму, недостаточна для получения высокого пускового момента. Поэтому в необходимых случаях параллельно Ср на время пуска включается добавочная, пусковая мощность Сп. Использование материалов в КД и его КПД значительно выше, чем в 1-фазных двигателях с пусковой обмоткой, и почти такие же, как у 3-фазных Д. Коэффициент мощности КД ввиду наличия конденсатора выше, чем у 3-фазных Д равной мощности. Для схемы включения КАД при заданном напряжении сети U емкость рабочего конденсатора, необходимая для получения кругового вращающего поля, Ф: Ср=Ia*cosa/(Ufk), где а - угол фазового сдвига между током Ia и напряжением U при круговом вращающем поле; k - коэффициент трансформации. Емкость обеспечивает получение в Д кругового вращающегося поля только при k=tga. Обычно КАД рассчитывают так, чтобы круговое вращающее поле соответствовало номинальной или близкой к ней нагрузке. Ср обратно пропорциональна напряжению сети, т.е. чем выше напряжение, тем меньшей емкости требуется конденсатор. КАД используются при повышенных условиях к пусковому моменту.
имеет на статоре явно выраженные полюсы с однофазной обмоткой и ротор с обмоткой в виде беличьей клетки. Часть наконечника каждого полюса охвачена (экранирована) короткозамкнутым витком. Ток статора I1 создает в неэкранированной и экранированной частях полюса пульсирующие потоки Ф''1 и Ф'1. Поток Ф''1 индуктирует в кз витке ЭДС Ек, которая отстает на угол к<90. Кз виток имеет определенное активное и индуктивное сопротивления, и его ток Iк отстает от ЭДС Ек на угол к<90. Ток Iк создает поток Фк, и результирующий поток экранированной части полюса Фэ=Ф'1+Фк сдвинут по фазе относительно потока неэкранированной части полюса Ф'1 на некоторый угол . Т.к. потоки Ф'1 и Фэ также сдвинуты в пространстве, то возникает вращающее поле. Это поле не круговое, а элиптическое, т.е. содержит также составляющую обратной последовательности, т.к. потоки Ф1 и Фэ не равны по значению и сдвинуты в пространстве и во времени на достаточно большие углы. Тем не менее, при пуске создается вращающий момент Мп=(0.2-0.5)Мн. Маг поле простейшего экранированного Д содержит значительную третью пространственную гармонику, которая вызывает большой провал кривой момента. Для улучшения формы поля применяют следующие меры: между наконечниками соседних полюсов устанавливают магнитные шунты из листовой стали, увеличивают зазор под неэкранированной частью полюса, на каждом полюсе помещают 2-3 кз витка разной ширины. Вследствие больших потерь в кз витке Д имеет низкий КПД (до 25-40%). ЭД простейшей конструкции строятся на мощности от долей вата до 20-30 Вт, а при усовершенствованной конструкции - до 300 Вт. Область примения - настольные вентиляторы, магнитофоны и пр.
studfiles.net
