Если у статора двигателя только одна однофазная обмотка (рис. 14.33), то переменный ток в ней будет возбуждать в машине, пока ее ротор неподвижен, переменное магнитное поле, ось которого тоже неподвижна. Это поле будет индуктировать в обмотке ротора ЭДС, под действием которой в ней возникнут токи. Взаимодействие токов ротора с магнитным полем статора создаст электромагнитные силы F,противоположно направленные в правой и левой половинах ротора, так что результирующий момент, действующий на ротор, окажется равным нулю. Следовательно, при наличии одной обмотки начальный пусковой момент однофазного двигателя равен нулю, т. е. такой двигатель сам с места тронуться не может.
Применяют два способа создания в двигателях, подключаемых к одной фазе сети, начального пускового момента, в соответствии с чем эти двигатели делятся на двухфазные и однофазные.
Двухфазные синхронные двигатели. Они помимо обмотки, включаемой непосредственно в сеть, имеют вторую обмотку, присоединяемую последовательно с тем или другим фазосдвигаю- щим устройством (конденсатором, катушкой индуктивности). Наиболее выгодным из них является конденсатор (рис. 14.34), и соответствующие двигатели называют конденсаторными. В пазах статора подобных двигателей размещают две фазные обмотки, оси которых
смещены в пространстве (относительно друг друга на уголit/2). Таким путем выполняется условие получения вращающегося магнитного поля: наличие двух переменных магнитных потоков, смещенных в пространстве и сдвинутых по фазе.
Предпочтительней иметь круговое вращающееся магнитное поле. Действительно, если у токов в обмотках статора Д и /2 равные действующие значения, а сдвиг фаз равен -к/2, то у возбуждаемого ими магнитного поля составляющие Вх и Ву определяются выражениями (14.3) и (14.4). Поэтому и получается круговое результирующее магнитное поле.
Если емкость конденсатора подобрана так, что круговое магнитное поле создается при пуске двигателя, то при номинальной нагрузке изменение тока второй обмотки вызовет изменение напряжения на конденсаторе, а следовательно, и напряжения на второй обмотке по значению и фазе. В результате вращающееся магнитное поле станет эллиптическим (при вращении поток будет пульсировать), что обусловит уменьшение вращающего момента.
За счет усложнения установки — отключения части конденсаторов при переходе от пусковых условий к рабочим (штриховые линии на рис. 14.34) — этот недостаток можно устранить. Уменьшение емкости конденсаторов может быть получено или автоматически центробежным выключателем, срабатывающим, когда частота вращения двигателя достигает 75 — 80 % номинальной, или воздействием реле времени.
Двухфазные двигатели применяются в автоматических устройствах также в качестве управляемых двигателей: частота вращения или вращающий момент регулируется изменением действующего значения или фазы напряжения на одной из обмоток. Такие двигатели вместо обычного ротора с короткозамкнутой обмоткой имеютротор в виде полого тонкостенного алюминиевого цилиндра («стаканчика»), вращающегося в узком воздушном зазоре между статором и неподвижным центральным сердечником из листовой стали (внутренним статором). Двигатели с полым ротором обладают ничтожной инерцией, что практически очень важно при регулировании некоторых производственных процессов. На рис. 14.35 показаны зависимости частоты вращения такого двигателя от напряжения па управляющей обмотке при постоянных тормозных моментах.
Однофазные асинхронные двигатели. Они не развивают начального пускового момента. Но если ротор однофазного двигателя раскрутить в любую сторону с помощью внешней силы, то в дальнейшем этот ротор будет вращаться самостоятельно и может развивать значительный вращающий момент.
Сходные условия создаются у трехфазного двигателя при перегорании предохранителя в одной из фаз. В таких условиях однофазного питания трехфазный двигатель продолжает работать. При этом во избежание сильного нагрева двух обмоток, остающихся включенными, необходимо, чтобы нагрузка двигателя не превышала 50 — 60 % номинальной.
Работу однофазного двигателя можно объяснить, рассматривая переменное магнитное поле как результат наложения двух магнитных полей, вращающихся в противоположные стороны с постоянной угловой скоростью w/р. Амплитудные значения магнитных потоков этих полей Ф/т и ФПт одинаковы и равны половине амплитуды магнитного потока переменного поля машины, т.е. Ф/т = ФПт = — Фт/2. Простое графическое построение (рис. 14.36) показывает, как в результате сложения двух одинаковых магнитных потоков Ф1т и ФПт1 вращающихся в противоположные стороны, получается магнитный поток, изменяющийся по синусоидальному закону: Ф = = Фто8тш£
|
|
В однофазном двигателе это справедливо до тех пор, пока ротор неподвижен. Рассматривая переменное поле как складывающееся из двух вращающихся полей, можно заключить, что под действием обоих полей в обмотке ротора будут одинаковые токи. Токи ротора,
|
Рис. 14.36 |
взаимодействуя с вращающимися полями, создают два одинаковых вращающих момента, направленных в противоположные стороны и уравновешивающих друг друга.
Равенство двух моментов нарушается, если привести ротор во вращение в любом направлении. В этих условиях вращающий момент, создаваемый полем, вращающимся в ту же сторону, что и ротор (короче, прямым полем), становится значительно больше момента, развиваемого обратно вращающимся полем (короче, обратным полем), благодаря чему ротор может не только сам вращаться, но и приводить во вращение какой-либо механизм.
Ослабление противодействующего момента при вращении ротора вызывается ослаблением обратного поля. Относительно этого поля, вращающегося против направления вращения ротора, скольжение ротора
_ Щ+ п _ щ + Пх( 1 - Sj)_ Sjj— — = —Z — Sj,
пл
где Sj — скольжение ротора по отношению к прямому полю.
Выражение (14.36) показывает, что частота токов, индуктируемых в роторе обратным полем, относительно высока — близка к удвоенной частоте сети. Для токов такой повышенной частоты индуктивное сопротивление ротора во много раз больше его активного сопротивления, вследствие чего токи, индуктируемые обратным полем, становятся почти чисто реактивными. Поле этих токов (см. рис. 14.21) оказывает размагничивающее действие на поле, их индуктирующее, следовательно, на обратное поле двигателя. В результате при малых скольжениях srсуммарное магнитное поле машины становится почти круговым и противодействующий момент обратного поля достаточно мал.
Учитывая зависимость момента от скольжения для обычного трехфазного асинхронного двигателя (см. рис. 14.25), определим результирующий вращающий момент Мвр однофазного двигателя как разность прямого Мвр1 и обратного МврП моментов (рис. 14.37). Существенной особенностью однофазного двигателя является наличие небольшого отрицательного вращающего момента Мвр0 при синхронной частоте вращения ротора по отношению к прямому полю.
Возрастание скольжения $7при увеличении нагрузки вызывает у однофазного двигателя увеличение тормозного момента обратного поля, вследствие чего его работа менее устойчива, чем трехфазного. Из-за ряда дополнительных потерь КПД однофазного двигателя значительно ниже, чем трехфазного.
Задача пуска в ход однофазного двигателя решается посредством применения того или другого пускового устройства. Чаще всего это дополнительная обмотка, подобная второй обмотке двухфазного двигателя, рассчитанная на кратковременную нагрузку током и отключаемая по окончании пуска. Последовательно с дополнительной обмоткой включается то или иное фазосдвигающее устройство.
|
з-ОПравое*-1 Левое |
| вращение вращение
Рис. 14.37 |
|
|
Асинхронные двигатели с расщепленными полюсами. Их можно рассматривать как промежуточные конструкции между однофазными и двухфазными асинхронными двигателями (рис. 14.38). Этот двигатель имеет короткозамкнутую обмоткуwK,охватывающую часть явновыраженного полюса, на котором размещена главная (первичная) обмотка 1. Ток ixв обмотке У, подключенной к сети, возбуждает магнитный поток Фх. Часть последнего пронизывает обмоткуwKи индуктирует в ней ток /2, значительно отстающий по фазе от Ток /2 возбуждает второй магнитный поток двигателя. Таким образом, в двигателе создается система двух переменных магнитных потоков, не совмещенных пространственно и сдвинутых по фазе, подобно условиям в индукционных электроизмерительных приборах (см. рис. 12.23). Следовательно, возникает вращающееся магнитное поле, которое, воздействуя на обмотку 2 короткозамкнутого ротора, создает соответствующий вращающий момент. Эти двигатели изготовляются миниатюрными (мощностью 0,5 — 30 Вт) и широко применяются для самых различных цепей — главным образом в качестве привода исполнительных механизмов.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 3; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ
studopedia.net
Для некоторых механизмов нужны двигатели переменного тока, которые питаются от одной фазы трехфазной системы, т. е. посредством только двух проводов. Для этих целей используют асинхронные бесколлекторные двигатели и коллекторные двигатели переменного тока.
В случае, если статор двигателя имеет только одну однофазную обмотку, протекающий по ней переменный ток возбудит в машине переменное магнитное поле. Данное поле способно индуктировать в обмотке ротора токи, и взаимодействие индуктированных токов с магнитным полем будет создавать электромагнитные силы, которые имеют противоположные направления. Результирующий момент, который действует на ротор, будет равен нулю, т. е. при наличии одной обмотки двигатель не будет вращаться.
Для создания начального пускового момента используются два способа, в соответствии с чем двигатели разделяют на двухфазные и однофазные.
Двухфазные двигатели, кроме обмотки, которая включена непосредственно в сеть, снабжаются второй обмоткой, которая соединена последовательно с одним из фазосмещающих устройств (конденсатором, реактивной катушкой).
Наиболее удобно для этой цели использовать конденсатор. Такие двигатели называются конденсаторными. В пазы статора таких двигателей укладываются две фазные обмотки, каждая из которых занимает половину всех пазов. Таким способом достигается условие получения вращающего момента через индукционный механизм — присутствие двух изменяющихся магнитных потоков, которые не совмещены в пространстве, сдвинуты по фазе относительно друг к другу.
Недостатком такого двигателя являются пульсации тока, что приводит к уменьшению вращающего момента. Этот недостаток устраняется путем усложнения установки — отключения части емкости при условии перехода от пусковых условий к рабочим.
В качестве двухфазных конденсаторных двигателей можно использовать малый трехфазный асинхронный двигатель. Для этого две фазные обмотки соединяют последовательно и включают непосредственно под напряжение, а третьи фазные обмотки соединяют последовательно с конденсатором и включают под то же напряжение.
Применение двухфазных двигателей чаще всего связано с автоматическими устройствами. Также их используют как управляемые двигатели: частоту их вращения или вращающий момент можно регулировать, изменяя величины или фазы напряжения одной из обмоток. Подобный двигатель вместо обычных коротко- замкнутых роторов снабжается ротором в форме полого тонкостенного алюминиевого цилиндра, который вращается в небольшом воздушном зазоре между статором и неподвижным центральным. Такой двигатель с полым ротором обладает очень маленькой инерцией, что используется при регулировании производственных процессов.
Однофазные двигатели не развивают пускового момента. Однако если раскрутить его ротор в любую сторону, то он сможет вращаться сам и будет способен развивать большой вращающий момент.
Подобные условия наблюдаются у трехфазного двигателя при перегорании предохранителей в одной из фаз. При этом трехфазный двигатель будет продолжать работать. Объяснить работу двигателя при однофазном возбуждении можно, зная, что переменное пульсирующее магнитное поле — это поле, созданное наложением двух магнитных полей, которые вращаются в противоположные стороны с синхронной угловой скоростью. Для однофазного двигателе это положение справедливо при условии, что ротор неподвижен. Рассматривая при этом переменное поле, которое складывается из двух вращающихся полей, можно сделать вывод, что оба эти поля индуктируют в обмотке ротора равные по силе токи. Данные токи взаимодействуют только с индуктирующими их полями и создают два равных вращающих момента, которые направлены в противоположные стороны, благодаря чему взаимно уравновешивают друг друга.
Равенство этих двух моментов нарушается в случаях, когда ротор начинает вращаться. При этом вращающий момент, который создается прямо вращающимся полем, приобретает большую величину, а ротор может не только самостоятельно вращаться, но и вращать некоторый механизм.
worldofscience.ru
Легкость преобразования напряжения переменного тока сделала его наиболее широко используемым в электроснабжении. В сфере конструирования электродвигателей открылось другое достоинство переменного тока: возможность создания вращающегося магнитного поля без дополнительных преобразований или с их минимальным количеством.
Поэтому, даже несмотря на определенные потери из-за реактивного (индуктивного) сопротивления обмоток, простота создания электродвигателей переменного тока внесла свой вклад в победу над электроснабжением постоянным током в начале XX века.
Принципиально электродвигатели переменного тока можно разделить на две группы:
Асинхронные
B них вращение ротора отличается по скорости от вращения магнитного поля, благодаря чему они могут работать на самых разных оборотах. Этот тип электродвигателей переменного тока наиболее распространен в наше время. Синхронные
Эти двигатели имеют жесткую связь оборотов ротора и скорости вращения магнитного поля. Они сложнее в производстве и менее гибки в применении (изменение оборотов при фиксированной частоте питающей сети возможно только изменением числа полюсов статора).
Они находят применение только на высоких мощностях в несколько сотен киловатт, где их больший по сравнению с асинхронными электродвигателями КПД значительно снижает тепловые потери.
Наиболее распространенный тип асинхронного двигателя – это электродвигатель с короткозамкнутым ротором типа «беличья клетка», где в наклонные пазы ротора уложен набор токопроводящих стержней, с торцов соединенных кольцами.
История этого типа электродвигателей насчитывает более сотни лет, когда было замечено, что токопроводящий предмет, помещенный в зазор сердечника электромагнита переменного тока, стремится вырваться из него за счет возникновения в нем ЭДС индукции с противонаправленным вектором.
Таким образом, асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором не имеет каких-либо механических контактирующих узлов, кроме опорных подшипников ротора, что обеспечивает моторам такого типа не только низкую цену, но и высочайшую долговечность. Благодаря этому электродвигатели такого типа стали наиболее распространенными в современной промышленности.
Однако им присущи и определенные недостатки, которые приходится учитывать при проектировании асинхронных электродвигателей подобного типа:
Высокий пусковой ток – так как в момент включения асинхронного бесколлекторного электродвигателя в сеть на реактивное сопротивление обмотки статора еще не влияет магнитное поле, создаваемое ротором, возникает сильный бросок тока, в несколько раз превосходящий номинальный ток потребления.
Эту особенность работы двигателей подобного типа необходимо закладывать во все проектируемое электроснабжение во избежание перегрузок, особенно при подключении асинхронных электродвигателей к мобильным генераторам с ограниченной мощностью.
Низкий пусковой момент – электродвигатели с короткозамкнутой обмоткой имеют ярко выраженную зависимость
realapex.ru
Однофазные и двухфазные асинхронные двигатели.
Принцип действия однофазного двигателя. В однофазном асинхронном двигателе обмотка статора расположена в пазах, занимающих примерно 2/3 окружности, соответствующей паре полюсов (рис. 270, а). По этой причине мощность однофазного двигателя также составляет около 2/3 мощности трехфазного двигателя с теми же габаритными размерами.
Однофазная обмотка статора 2 создает пульсирующее магнитное поле, которое можно представить в виде двух полей, вращающихся
в разные стороны с частотой n1 (рис. 270,б). Поле 5, которое вращается в том же направлении, что и ротор 3, называется прямым полем; поле 6, вращающееся в противоположном направлении,— обратным полем. Эти поля, воздействуя на ротор, создают два противоположно направленных электромагнитных момента Мпр и Мобр. Следовательно однофазный асинхронный
Рис. 270. Разрез однофазного асинхронного двигателя (а), прямое и обратное вращающиеся магнитные поля (б)
Рис. 271. Зависимости М(s) однофазного двигателя от прямого и обратного вращающихся полейдвигатель может быть представлен в виде двух совершенно одинаковых трехфазных двигателей, роторы которых тесно связаны друг с другом, а обмотки подключены к трехфазной сети так, что их магнитные поля вращаются в противоположных направлениях.
Однако если ротор раскрутить в каком-либо направлении, то моменты Мпр и Мобр не будут равны. В этом случае на вал двигателя будет действовать некоторый результирующий момент Mрез, который обеспечит его дальнейшее вращение в заданном направлении. Объясняется это тем, что ток в обмотке ротора, созданный обратным полем, оказывает сильное размагничивающее действие и существенно ослабляет обратное поле.
Из анализа кривых М (s), показанных на рис. 271, следует, что:
однофазный двигатель не имеет начального пускового момента так как при s=1, т. е. при неподвижном роторе, результирующий момент Мрeз = 0;
частота вращения однофазного двигателя при холостом ходе меньше, чем у трехфазного двигателя, из-за наличия тормозящего момента Мобр. По этой же причине однофазный двигатель имеет худшие рабочие характеристики: меньший к. п. д., меньшую перегрузочную способность, повышенное скольжение при номинальной нагрузке.
Пусковые устройства. Чтобы получить пусковой момент, однофазные двигатели снабжают пусковой обмоткой Я, расположенной со сдвигом на 90° по отношению к основной рабочей обмотке Р (рис. 272,а и б). На период пуска пусковую обмотку присоединяют к сети через фазосдвигающие элементы — конденсатор или резистор. После окончания разгона двигателя пусковую обмотку отключают, и двигатель продолжает работать как однофазный. Поскольку пусковая обмотка работает лишь короткое время, ее изготовляют из провода меньшего сечения по сравнению с рабочей обмоткой и укладывают в меньшее число пазов.
Если использовать в качестве фазосдвигающего элемента конденсатор С (рис. 273, а), то можно получить режим работы при пуске, близкий к симметричному, т. е. получить круговое вращающееся поле.
При легких условиях пуска (небольшой нагрузочный момент в пусковой период) применяют двигатели с пусковым резистором R (рис. 273,б). Наличие резистора в цепи пусковой обмотки обеспечивает меньший сдвиг фаз ?1 между напряжением и током в этой обмотке, чем сдвиг фаз ?2 в рабочей обмотке. В связи с этим
Рис. 272. Расположение обмоток статора в двухфазной двухполюсной машинетоки в рабочей и пусковой обмотках оказываются сдвинутыми по фазе на угол ?1 – ?2 и образуют несимметричное (эллиптическое) вращающееся поле, благодаря чему и возникает пусковой момент. Однофазные двигатели с конденсаторным пуском и двигатели с пусковым резистором имеют высокую эксплуатационную надежность.
Поскольку включение второй обмотки существенно улучшает характеристики двигателя, в некоторых случаях применяют двухфазные двигатели, в которых обе обмотки включены постоянно. Если сдвиг по фазе 90° между токами в фазах А и В (рис. 274) осуществляется путем включения в одну из них конденсаторов, то такие двигатели называются конденсаторными.
В двухфазных двигателях обе обмотки А и В занимают, как правило, одинаковое число пазов и имеют равную мощность. При пуске конденсаторного двигателя рационально иметь увеличенную емкость Ср + Сп. После разгона двигателя и уменьшения тока часть конденсаторов Сп отключают, чтобы увеличить емкостное сопротивление и при номинальном режиме (когда ток двигателя становится меньшим, чем при пуске) обеспечить режим работы дви-
Рис. 273. Схемы пуска однофазного асинхронного двигателя при использовании конденсатора (а) и резистора (б)
Рис. 274. Схема конденсаторного асинхронного двигателя
Рис. 275. Устройство однофазного асинхронного двигателя с беличьей клеткой на роторе (а) и с полым немагнитным ротором (б): 1-обмотка статора; 2 – корпус; 3 – внешний статор; 4 – ротор; 5 — подшипниковый щит; 6 — вал; 7 — внутренний статоргателя в условиях, близких условиям работы при круговом вращающемся поле.
Устройство. Однофазные и двухфазные асинхронные двигатели устроены также, как и трехфазные: в них имеются однофазные или двухфазные обмотки статора и короткозамкнутый ротор с беличьей клеткой (рис. 275, а). Широкое распространение получили однофазные двигатели с полым немагнитным ротором (рис. 275, б) и внешним статором, на котором расположены две обмотки, сдвинутые в пространстве на 90°. Ротор выполнен в виде тонкостенного полого цилиндра из алюминия. Для уменьшения магнитного сопротивления магнитопровода двигателя имеется внутренний статор, набираемый из листов электротехнической стали, так же, как и внешний статор.
Полый ротор можно представить в виде совокупности элементарных проводников. Вращающееся магнитное поле, создаваемое обмоткой статора, индуцирует в каждом элементарном проводнике полого ротора э. д. с, под действием которой по ним протекают вихревые токи. В результате взаимодействия этих токов с вращающимся полем возникают электромагнитные силы и вращающий момент.
asinhrond.blogspot.com
Принцип действия однофазного двигателя. В однофазном асинхронном двигателе обмотка статора расположена в пазах, занимающих примерно 2/3 окружности, соответствующей паре полюсов (рис. 270, а). По этой причине мощность однофазного двигателя также составляет около 2/3 мощности трехфазного двигателя с теми же габаритными размерами.
Однофазная обмотка статора 2 создает пульсирующее магнитное поле, которое можно представить в виде двух полей, вращающихся в разные стороны с частотой n1 (рис. 270,б). Поле 5, которое вращается в том же направлении, что и ротор 3, называется прямым полем; поле 6, вращающееся в противоположном направлении,— обратным полем. Эти поля, воздействуя на ротор, создают два противоположно направленных электромагнитных момента Мпр и Мобр. Следовательно однофазный асинхронный
Рис. 270. Разрез однофазного асинхронного двигателя (а), прямое и обратное вращающиеся магнитные поля (б)
Рис. 271. Зависимости М(s) однофазного двигателя от прямого и обратного вращающихся полей
двигатель может быть представлен в виде двух совершенно одинаковых трехфазных двигателей, роторы которых тесно связаны друг с другом, а обмотки подключены к трехфазной сети так, что их магнитные поля вращаются в противоположных направлениях.
Однако если ротор раскрутить в каком-либо направлении, то моменты Мпр и Мобр не будут равны. В этом случае на вал двигателя будет действовать некоторый результирующий момент Mрез, который обеспечит его дальнейшее вращение в заданном направлении. Объясняется это тем, что ток в обмотке ротора, созданный обратным полем, оказывает сильное размагничивающее действие и существенно ослабляет обратное поле.
Из анализа кривых М (s), показанных на рис. 271, следует, что:
однофазный двигатель не имеет начального пускового момента так как при s=1, т. е. при неподвижном роторе, результирующий момент Мрeз = 0;
частота вращения однофазного двигателя при холостом ходе меньше, чем у трехфазного двигателя, из-за наличия тормозящего момента Мобр. По этой же причине однофазный двигатель имеет худшие рабочие характеристики: меньший к. п. д., меньшую перегрузочную способность, повышенное скольжение при номинальной нагрузке.
Пусковые устройства. Чтобы получить пусковой момент, однофазные двигатели снабжают пусковой обмоткой Я, расположенной со сдвигом на 90° по отношению к основной рабочей обмотке Р (рис. 272,а и б). На период пуска пусковую обмотку присоединяют к сети через фазосдвигающие элементы — конденсатор или резистор. После окончания разгона двигателя пусковую обмотку отключают, и двигатель продолжает работать как однофазный. Поскольку пусковая обмотка работает лишь короткое время, ее изготовляют из провода меньшего сечения по сравнению с рабочей обмоткой и укладывают в меньшее число пазов.
Если использовать в качестве фазосдвигающего элемента конденсатор С (рис. 273, а), то можно получить режим работы при пуске, близкий к симметричному, т. е. получить круговое вращающееся поле.
При легких условиях пуска (небольшой нагрузочный момент в пусковой период) применяют двигатели с пусковым резистором R (рис. 273,б). Наличие резистора в цепи пусковой обмотки обеспечивает меньший сдвиг фаз ?1 между напряжением и током в этой обмотке, чем сдвиг фаз ?2 в рабочей обмотке. В связи с этим
Рис. 272. Расположение обмоток статора в двухфазной двухполюсной машине
токи в рабочей и пусковой обмотках оказываются сдвинутыми по фазе на угол ?1 – ?2 и образуют несимметричное (эллиптическое) вращающееся поле, благодаря чему и возникает пусковой момент. Однофазные двигатели с конденсаторным пуском и двигатели с пусковым резистором имеют высокую эксплуатационную надежность.
Поскольку включение второй обмотки существенно улучшает характеристики двигателя, в некоторых случаях применяют двухфазные двигатели, в которых обе обмотки включены постоянно. Если сдвиг по фазе 90° между токами в фазах А и В (рис. 274) осуществляется путем включения в одну из них конденсаторов, то такие двигатели называются конденсаторными.
В двухфазных двигателях обе обмотки А и В занимают, как правило, одинаковое число пазов и имеют равную мощность. При пуске конденсаторного двигателя рационально иметь увеличенную емкость Ср+ Сп. После разгона двигателя и уменьшения тока часть конденсаторов Сп отключают, чтобы увеличить емкостное сопротивление и при номинальном режиме (когда ток двигателя становится меньшим, чем при пуске) обеспечить режим работы дви-
Рис. 273. Схемы пуска однофазного асинхронного двигателя при использовании конденсатора (а) и резистора (б)
Рис. 274. Схема конденсаторного асинхронного двигателя
Рис. 275. Устройство однофазного асинхронного двигателя с беличьей клеткой на роторе (а) и с полым немагнитным ротором (б): 1-обмотка статора; 2 – корпус; 3 – внешний статор; 4 – ротор; 5 — подшипниковый щит; 6 — вал; 7 — внутренний статор
гателя в условиях, близких условиям работы при круговом вращающемся поле.
Устройство.Однофазные и двухфазные асинхронные двигатели устроены также, как и трехфазные: в них имеются однофазные или двухфазные обмотки статора и короткозамкнутый ротор с беличьей клеткой (рис. 275, а). Широкое распространение получили однофазные двигатели с полым немагнитным ротором (рис. 275, б) и внешним статором, на котором расположены две обмотки, сдвинутые в пространстве на 90°. Ротор выполнен в виде тонкостенного полого цилиндра из алюминия. Для уменьшения магнитного сопротивления магнитопровода двигателя имеется внутренний статор, набираемый из листов электротехнической стали, так же, как и внешний статор.
Полый ротор можно представить в виде совокупности элементарных проводников. Вращающееся магнитное поле, создаваемое обмоткой статора, индуцирует в каждом элементарном проводнике полого ротора э. д. с, под действием которой по ним протекают вихревые токи. В результате взаимодействия этих токов с вращающимся полем возникают электромагнитные силы и вращающий момент.
14. Асинхронные конденсаторные двигатели. Конденсаторные асинхронные двигатели. Выбор рабочей и пусковой емкости. Работа трехфазного АД от однофазной сети.
1) Асинхронный электродвигатель, питаемый от однофазнойсети и имеющий на статоре две обмотки, одна из которых включается в сеть непосредственно, а другая —последовательно с электрическим конденсатором для образования вращающегося магнитного поля.Конденсаторы создают сдвиг фаз между токами обмоток, оси которых сдвинуты в пространстве. Наибольшийвращающий момент развивается, когда сдвиг фаз токов составляет 90°, а их амплитуды подобраны так, чтовращающееся поле становится круговым. При пуске К. а. д. оба конденсатора включены, а после его разгонаодин из конденсаторов отключают; это обусловлено тем, что при номинальной частоте вращения требуетсязначительно меньшая емкость, чем при пуске. К. а. д. по пусковым и рабочим характеристикам близок ктрёхфазному асинхронному двигателю. Применяется в электроприводах малой мощности; при мощностяхсвыше 1 квт используется редко вследствие значительной стоимости и размеров конденсаторов.
2) Трёхфазный асинхронный электродвигатель, включаемый через конденсатор в однофазную сеть.Рабочая ёмкость конденсатора для 3-фазного двигателя определяется по формуле Ср = 2800 
(мкф), еслиобмотки соединены по схеме «звезда», или Ср = 4800 (мкф), если обмотки соединены по схеме«треугольник». Ёмкость пускового конденсатора Сп=(2,5 — 3)․Ср. Рабочее напряжение конденсаторовдолжно быть в 1,5 раза выше напряжения сети; конденсаторы устанавливаются обязательнобумажные.
Рис. 1. Схема (а) и векторная диаграмма (б) конденсаторного асинхронного двигателя: U, UБ, UC —напряжения; IA, IБ — токи; А и Б — обмотки статора; В — центробежный выключатель для отключенияС1 после разгона двигателя; C1 и C2 — конденсаторы.
Рис. 2. Схема включения в однофазную сеть трёхфазного асинхронного двигателя с обмоткамистатора, соединёнными по схеме «звезда» (а) или «треугольник» (б): B1 и В2 — выключатели; Ср —рабочий конденсатор; Cп — пусковой конденсатор; АД — асинхронный электродвигатель.
15. Индукционный регулятор напряжения. Фазорегулятор. Принципы работы. Асинхронные тахогенераторы с полым ротором. Конструкции сельсинов.
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 U1подводится 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)
Сельсинами называют электрические микромашины переменного тока,обладающие способностью самосинхронизации и применяемые в синхронных системах дистанционной передачи угла в качестве датчиков и приемников. Передача угловой величины в такой системе происходит синхронно, синфазно и плавно. При этом между устройством, задающим угол (датчиком), и устройством, принимающим передаваемую величину (приемником), существуют только электрические соединения в виде линии связи.
Индикаторный режим используется при отсутствии другого исполнительного двигателя. Синхронизирующий момент между валами сельсина- датчика и сельсина- приемника создается при наличии некоторого пространственного угла =-, называемого углом рассогласования. Появляющиеся при этом ЭДС обеспечивают протекание тока по обмоткам синхронизации датчика и приемника. В результате в сельсине- приемнике возникает момент, старающийся повернуть его вал на угол равный углу поворота датчика. Из - за наличия механической нагрузки на валу приемника угол рассогласования, как правило, больше нуля.
Источники: http://studopedia.ru/7_155712_odnofaznie-i-dvuhfaznie-asinhronnie-dvigateli.html
master-informa.ru
