Однофазный асинхронный электродвигатель

Конструкция однофазного двигателя с вспомогательной или пусковой обмоткой

Основными компонентами любого электродвигателя являются ротор и статор. Ротор — вращающаяся часть электродвигателя, статор — неподвижная часть электродвигателя, с помощью которого создается магнитное поле для вращения ротора.

Основные части однофазного двигателя: ротор и статор

Статор имеет две обмотки, расположенные под углом 90° относительно друг друга. Основная обмотка называется главной (рабочей) и обычно занимает 2/3 пазов сердечника статора, другая обмотка называется вспомогательной (пусковой) и обычно занимает 1/3 пазов статора.

Двигатель фактически является двухфазным, но так как рабочей является только одна обмотка, электродвигатель называют однофазным.

Ротор обычно представляет из себя короткозамкнутую обмотку, также из-за схожести называемой «беличьей клеткой». Медные или алюминиевые стержни которого с торцов замкнуты кольцами, а пространство между стержнями чаще всего заливается сплавом алюминия. Так же ротор однофазного двигателя может быть выполнен в виде полого немагнитного или полого ферромагнитного цилиндра.

Однофазный двигатель с вспомогательной обмоткой имеет 2 обмотки расположенные перпендикулярно относительно друг друга

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

Для того чтобы лучше понять работу однофазного асинхронного двигателя, давайте рассмотрим его только с одним витком в главной и вспомогательной обмотки.

Проанализируем случай с двумя обмотками имеющими по оному витку

Рассмотрим случай когда в вспомогательной обмотки не течет ток. При включении главной обмотки статора в сеть, переменный ток, проходя по обмотке, создает пульсирующее магнитное поле, неподвижное в пространстве, но изменяющееся от +Ф_mах до -Ф_mах.

Пульсирующее магнитное поле

Если поместить ротор, имеющий начальное вращение, в пульсирующее магнитное поле, то он будет продолжать вращаться в том же направлении.

Чтобы понять принцип действия однофазного асинхронного двигателя разложим пульсирующее магнитное поле на два одинаковых круговых поля, имеющих амплитуду равную Ф_mах/2 и вращающихся в противоположные стороны с одинаковой частотой:

• где n_пр – частота вращения магнитного поля в прямом направлении, об/мин,
• n_обр – частота вращения магнитного поля в обратном направлении, об/мин,
• f₁ – частота тока статора, Гц,
• p – количество пар полюсов,
• n₁ – скорость вращения магнитного потока, об/мин

Разложение пульсирующего магнитного потока на два вращающихся

Действие пульсирующего поля на вращающийся ротор

Рассмотрим случай когда ротор, находящийся в пульсирующем магнитном потоке, имеет начальное вращение. Например, мы вручную раскрутили вал однофазного двигателя, одна обмотка которого подключена к сети переменного тока. В этом случае при определенных условиях двигатель будет продолжать развивать вращающий момент, так как скольжение его ротора относительно прямого и обратного магнитного потока будет неодинаковым.

Будем считать, что прямой магнитный поток Ф_пр, вращается в направлении вращения ротора, а обратный магнитный поток Ф_обр — в противоположном направлении. Так как, частота вращения ротора n₂ меньше частоты вращения магнитного потока n₁, скольжение ротора относительно потока Ф_пр будет:

• где s_пр – скольжение ротора относительно прямого магнитного потока,
• n₂ – частота вращения ротора, об/мин,
• s – скольжение асинхронного двигателя

Прямой и обратный вращающиеся магнитные потоки вместо пульсирующего магнитного потока

Магнитный поток Ф_обр вращается встречно ротору, частота вращения ротора n₂ относительно этого потока отрицательна, а скольжение ротора относительно Ф_обр

• где s_обр – скольжение ротора относительно обратного магнитного потока

Вращающееся магнитное поле пронизывающее ротор

Ток индуцируемый в роторе переменным магнитным полем

Согласно закону электромагнитной индукции прямой Ф_пр и обратный Ф_обр магнитные потоки, создаваемые обмоткой статора, наводят в обмотке ротора ЭДС, которые соответственно создают в короткозамкнутом роторе токи I_2пр и I_2обр. При этом частота тока в роторе пропорциональна скольжению, следовательно:

• где f_2пр – частота тока I_2пр наводимого прямым магнитным потоком, Гц

• где f_2обр – частота тока I_2обр наводимого обратным магнитным потоком, Гц

Таким образом, при вращающемся роторе, электрический ток I_2обр, наводимый обратным магнитным полем в обмотке ротора, имеет частоту f_2обр, намного превышающую частоту f_2пр тока ротора I_2пр, наведенного прямым полем.

Пример: для однофазного асинхронного двигателя, работающего от сети с частотой f₁ = 50 Гц при n₁ = 1500 и n₂ = 1440 об/мин,

скольжение ротора относительно прямого магнитного потока s_пр = 0,04;
частота тока наводимого прямым магнитным потоком f_2пр = 2 Гц;
скольжение ротора относительно обратного магнитного потока s_обр = 1,96;
частота тока наводимого обратным магнитным потоком f_2обр = 98 Гц

Согласно закону Ампера, в результате взаимодействия электрического тока I_2пр с магнитным полем Ф_пр возникает вращающий момент

• где M_пр – магнитный момент создаваемый прямым магнитным потоком, Н∙м,
• с_M — постоянный коэффициент, определяемый конструкцией двигателя

Электрический ток I_2обр, взаимодействуя с магнитным полем Ф_обр, создает тормозящий момент М_обр, направленный против вращения ротора, то есть встречно моменту М_пр:

• где M_обр – магнитный момент создаваемый обратным магнитным потоком, Н∙м

Результирующий вращающий момент, действующий на ротор однофазного асинхронного двигателя,

Справка: В следствие того, что во вращающемся роторе прямым и обратным магнитным полем будет наводиться ток разной частоты, моменты сил действующие на ротор в разных направлениях будут не равны. Поэтому ротор будет продолжать вращаться в пульсирующем магнитном поле в том направлении в котором он имел начальное вращение.

Тормозящее действие обратного поля

При работе однофазного двигателя в пределах номинальной нагрузки, то есть при небольших значениях скольжения s = s_пр, крутящий момент создается в основном за счет момента М_пр. Тормозящее действие момента обратного поля М_обр — незначительно. Это связано с тем, что частота f_2обр много больше частоты f_2пр, следовательно, индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора х_2обр = x₂s_обр току I_2обр намного больше его активного сопротивления. Поэтому ток I_2обр, имеющий большую индуктивную составляющую, оказывает сильное размагничивающее действие на обратный магнитный поток Ф_обр, значительно ослабляя его.

• где r₂ — активное сопротивление стержней ротора, Ом,
• x_2обр — реактивное сопротивление стержней ротора, Ом.

Если учесть, что коэффициент мощности невелик, то станет, ясно, почему М_обр в режиме нагрузки двигателя не оказывает значительного тормозящего действия на ротор однофазного двигателя.

С помощью одной фазы нельзя запустить ротор

Ротор имеющий начальное вращение будет продолжать вращаться в поле создаваемом однофазным статором

Действие пульсирующего поля на неподвижный ротор

При неподвижном роторе (n₂ = 0) скольжение s_пр = s_обр = 1 и М_пр = М_обр, поэтому начальный пусковой момент однофазного асинхронного двигателя М_п = 0. Для создания пускового момента необходимо привести ротор во вращение в ту или иную сторону. Тогда s ≠ 1, нарушается равенство моментов М_пр и М_обр и результирующий электромагнитный момент приобретает некоторое значение .

Пуск однофазного двигателя. Как создать начальное вращение?

Одним из способов создания пускового момента в однофазном асинхронном двигателе, является расположение вспомогательной (пусковой) обмотки B, смещенной в пространстве относительно главной (рабочей) обмотки A на угол 90 электрических градусов. Чтобы обмотки статора создавали вращающееся магнитное поле токи I_A и I_B в обмотках должны быть сдвинуты по фазе относительно друг друга. Для получения фазового сдвига между токами I_A и I_B в цепь вспомогательной (пусковой) обмотки В включают фазосмещающий элемент, в качестве которого используют активное сопротивление (резистор), индуктивность (дроссель) или емкость (конденсатор).

После того как ротор двигателя разгонится до частоты вращения, близкой к установившейся, пусковую обмотку В отключают. Отключение вспомогательной обмотки происходит либо автоматически с помощью центробежного выключателя, реле времени, токового или дифференциального реле, или же вручную с помощью кнопки.

Таким образом, во время пуска двигатель работает как двухфазный, а по окончании пуска — как однофазный.

Электродвигатель постоянного тока. Принцип действия и устройство. – www.motors33.ru

На рис. 1-1 представлена простейший электродвигатель постоянного тока, а на рис. 1-2 дано его схематическое изображение в осевом направлении. Неподвижная часть двигателя, называемая индуктор, состоит из полюсов и круглого стального ярма, к которому прикрепляются полюсы. Назначением индуктора является создание в электродвигателе основного магнитного потока. Индуктор изображенной на рис. 1-1 имеет два полюса 1 (ярмо индуктора на рис. 1-1 не показано).
Вращающаяся часть электродвигателя состоит из укрепленных на валу цилиндрического якоря 2 и коллектора. 3. Якорь состоит из сердечника, набранного из листов электротехнической стали, и обмотки, укрепленной на сердечнике якоря. Обмотка якоря в показанном на рис. 1-1 и 1-2 простейшем электродвигателе имеет один виток. Концы витка соединены с изолированными от вала медными пластинами коллектора, число которых в рассматриваемом случае равно двум. На коллектор налегают две неподвижные щетки 4, с помощью которых обмотка якоря соединяется с внешней цепью.
Основной магнитный поток в нормальных электродвигателях постоянного тока создается обмоткой возбуждения, которая расположена на сердечниках полюсов и питается постоянным током. Магнитный поток проходит от северного полюса N через якорь к южному полюсу S и от него через ярмо снова к северному полюсу. Сердечники полюсов и ярмо также изготовляются из ферромагнитных материалов.

Рис. 1-1. Простейший электродвигатель постоянного тока
Рис. 1-2. Работа простейшего электродвигателя постоянного тока в режиме генератора (а) и двигателя (б).

Генератор постоянного тока.

Рассмотрим сначала работу электродвигателя в режиме генератора.

Предположим, что якорь электродвигателя (рис. 1-1 и 1-2, а) приводится во вращение по часовой стрелке. Тогда в проводниках обмотки якоря индуктируется Э. Д. С., направление которой может быть определено по «правилу правой руки» и показано на рис. 1-1 и 1-2, а. Поскольку поток полюсов предполагается неизменным, то эта Э. Д. С. индуктируется только вследствие вращения якоря и называется Э. Д. С. вращения. В обоих проводниках вследствие симметрии индуктируются одинаковые Э. Д. С., которые по контуру витка складываются. Частота Э. Д. С. f в двухполюсном электродвигателе равна скорости вращения якоря n, выраженной в оборотах в секунду:
f = n,
а в общем случае, когда машина имеет р пар полюсов с чередующейся полярностью:
f = pn

Таким образом, в генераторе коллектор является механическим выпрямителем, который преобразовывает переменный ток обмотки якоря в постоянный ток во внешней цепи.

Двигатель постоянного тока.

Рассматриваемая простейшая машина может работать также двигателем, если к обмотке ее якоря подвести постоянный ток от внешнего источника. При этом на проводники обмотки якоря будут действовать электромагнитные силы и возникнет электромагнитный момент. Величины силы и момента определяются как и для генератора. При достаточной величине Мэм якорь электродвигателя придет во вращение и будет развивать механическую мощность. Момент Мэм при этом является движущим и действует в направлении вращения.
Если мы желаем, чтобы при той же полярности полюсов направления вращения генератора (рис. 1-2, а) и двигателя (рис. 1-2, б) были одинаковы, то направление действия а следовательно, и направление тока у двигателя должны быть обратными по сравнению с генератором (рис. 1-2, б).
В режиме двигателя коллектор превращает потребляемый из внешней цепи постоянный ток в переменный ток в обмотке якоря и работает, таким образом, в качестве механического инвертора тока.
Принцип обратимости. Из изложенного выше следует, что каждый электродвигателя постоянного тока может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Такое свойство присуще всем типам вращающихся электрических машин и называется обратимостью.
Для перехода машины постоянного тока из режима генератора в режим двигателя и обратно, при неизменной полярности полюсов и щеток и при неизменном направлении вращения требуется только изменение направления тока в обмотке якоря.
Поэтому такой переход может осуществляться весьма просто и в определенных условиях даже автоматически.
Аналогичным образом может происходить изменение режима работы также в электродвигателях переменного тока.

Вращающаяся часть двигателя — ответы на кроссворды

Кроссворд Вращающаяся часть двигателя с 8 буквами в последний раз видели 12 марта 2017 года. Мы нашли 20 возможных решений для этой подсказки. Ниже приведены все возможные ответы на эту подсказку, упорядоченные по рангу. Вы можете легко улучшить поиск, указав количество букв в ответе.

Вращающаяся часть двигателя0007

Уточните результаты поиска, указав количество букв. Если какие-то буквы уже известны, вы можете предоставить их в виде шаблона: «CA????».

Последние улики

• Африканская страна, которая является самой большой в мире, окружена землей и/или внутренними водами другой страны.
• Дебаты, наконец, обеспечены политиком, становясь исчерпанным ключом к кроссворду
• Кроссворд кабельной сети «Mayfair Witches»
• Доказательство отцовства, возможно, разгадка кроссворда
• Игрушка-кроссворд со струной и катушкой
• Фамилия кроссворда «Король скиффла»
• С 40 в поперечнике, ответ на кроссворд Juice Choice
• Кроссворд Морей-Ферт-Ривер
• Фрукты, это необходимость на пенсии Кроссворд
• Управляется частными компаниями, как и большинство британских железных дорог, 1996 г. 2021 г. Кроссворд
• Кроссворд безвредной неядовитой британской рептилии
• Приближает к земле Кроссворд
• Мероприятие с рукопожатиями и фотографиями Кроссворд
• Автомобиль за рулем Тельмы и Луизы, семейный кроссворд
• Chamber The Vp председательствует над кроссвордом
• Транспортные компании? Кроссворд
• Ха Кодеш: иврит для разгадки кроссворда «Святой ковчег»
• Уронил подсказку Кроссворд
• Места для «Добро пожаловать в. ..» Дорожные знаки Кроссворд Подсказка
• Кроссворд «Пора спать»
• Ударь снежками Кроссворд
• Имя, которое может заполнить пробел, чтобы сформировать другое имя: Подсказка кроссворда F X
• «Предполагая, что вы правы?» Кроссворд
• Кроссворд Фэн
• Темп быстрее, чем ходьба Кроссворд
• Образцы ботаников Кроссворд
• Фиксированная максимальная подсказка кроссворда
• Поймите, как было придумано в кроссворде 1961 года «Чужак в чужой стране»
• Крис с семью титулами Открытого чемпионата Франции в одиночном разряде Кроссворд
• 5, 6 или 7, Кроссворд для гольфа
• Кроссворд «Крутая» сумма денег
• Home On The — это кроссворд «Неофициальный гимн американского Запада»
• Верх? Кроссворд
• Валюта, которую вы использовали бы для оплаты кофе в Кабуле.
• Индуистский бог удовольствия Кроссворд Clive
• Ключ к кроссворду ценного депозита
• Енос и Енох, разгадка кроссворда Еве
• Заклятый враг человека в медиа-франшизе Mattel Masters Of The Universe Media Кроссворд Подсказка
• био. И хим., Кроссворд на двоих
• Стабильная частица с положительным зарядом
• Раньше в прошлом Кроссворд
• Бегун Себастьян с четырьмя олимпийскими медалями Кроссворд
• Палаццо, Флорентийская ратуша Кроссворд
• Карьерист? Кроссворд
• Автомобиль за рулем Тельмы и Луизы, фамильярный кроссворд
• Разновидности включают Worcester Pearmain и Blenheim Orange Crossword Clue.
• Усильте разгадку кроссворда
• Разрешить кроссворд
• Improv Bits Кроссворд Clive
• Жировая ткань животных Кроссворд Clive

Вращающаяся часть двигателя последний раз видели на 12 марта 2017 . Мы нашли 1 возможных решений этой подсказки в зависимости от популярности, рейтинга и частоты поиска.

С crossword-solver.io вы найдете 1 решений. Мы используем исторические головоломки, чтобы найти наилучшие ответы на ваш вопрос. Мы добавляем много новых подсказок на ежедневной основе.

С помощью нашей поисковой системы для решения кроссвордов у вас есть доступ к более чем 7 миллионам подсказок. Вы можете сузить возможные ответы, указав количество букв, которые он содержит. Мы нашли более 1 ответов на Вращающаяся часть двигателя .

Актуальные подсказки

• Кроссворд рэпера из «Плохих девчонок»
• Кроссворд от реки до Морей-Ферт
• Темно-красный оттенок Кроссворд
• Кит, дельфин или морская свинья Кроссворд
• ___ кислота (ингредиент для заправки) Кроссворд
• Подписание, для краткости Кроссворд
• Балтиморская команда по мячу, для краткости Кроссворд
• Гладиаторская площадка Кроссворд
• Менее пудровый кроссворд
• Кузен норки Кроссворд
• Ширина верстки Кроссворд Подсказка
• Будь в курсе, разгадывай кроссворд
• Триггерная функция Подсказка кроссворда
• Талисман Кроссворд Подсказка
• Поднять снова? Кроссворд
• Тунисский кинорежиссер Тлатли Кроссворд Подсказка
• Альтернатива будням Кроссворд
• Древние писания на санскрите Кроссворд
• Достижение Виолы Дэвис, кратко Кроссворд
• Как людоеды, в фольклоре Кроссворд
• Лабораторные мониторы? Кроссворд
• Целая куча кроссвордов
• Преемник Джона Мейджора на посту лидера Консервативной партии.
• В них могут носить младенцев Кроссворд
• Французский шеф-повар «Та-да!» Кроссворд
• Проигнорированная подсказка кроссворда
• Преемник Джона Мейджора Кроссворд
• __ of undying: предмет Minecraft Кроссворд
• Копченая колбаса. Кроссворд
• Балконное окно, возможно, кроссворд.
• Хоккейное преимущество Кроссворд
• Кнопка с изогнутой стрелкой в ​​веб-браузере Кроссворд
• Культовый кроссворд на пляже Рио-де-Жанейро
• Теночтитлан, например, Кроссворд
• Парк в Нью-Йорке Кроссворд
• Носить щеголеватые шмотки, с подсказкой кроссворда «вне»
• Относящийся к медведям Кроссворд
• Возможность онлайн-оплаты Кроссворд
• Певица и автор песен Лиза Кроссворд Подсказка
• Социальное отличие. Кроссворд
• Липкие древесные материалы Кроссворд
• Ботокс мишень Кроссворд Подсказка
• Поддержите того, кто в конечном итоге не разгадает кроссворд
• Корпоративный технический руководитель, для краткости Подсказка кроссворда
• Рисунок 8 Подсказка кроссворда
• Девиз Род-Айленда Кроссворд
• Автомобиль часто упоминается комиком Джаспером Кэрроттом.
• Целоваться в автобусе, например: Сокр. Кроссворд
• Светильники для демонстрации свадебных платьев, скажем, Кроссворд.
• Усиление «Марио Карт» Кроссворд

Повторяющиеся подсказки

• Места для пинты Кроссворд
• Старкеры, По эту сторону пруда Кроссворд
• Расскажи сказки Кроссворд
• Нострадамус, За один кроссворд
• Кроссворд столицы Альберты
• Итак, разгадка кроссворда
• Собери кроссворд
• Не работает. Кроссворд
• Сделайте более мощную подсказку для кроссворда
• Как оживленная прогулка в парке Кроссворд
• Пиратский кроссворд
• Кроссворд Причина задержки движения
• Быть нездоровым Кроссворд
• Выкрикнул кроссворд
• Тонкая подсказка о кроссворде
• Кроссворд со звездой Стэна Лорела
• Разгадать кроссворд
• Район между горами Кроссворд
• Непреклонный кроссворд
• Кроссворд Aviv Preceder
• линия на карте погоды. Кроссворд
• Светло-коричневый. Кроссворд
• Тревор из «The Daily Show» Кроссворд
• Добро пожаловать в семейный кроссворд
• Крылатый кроссворд
• Немного древнего сценария Кроссворд
• Кроссворд африканской нации
• Кроссворд Candy In A Roll
• Кроссворд реки Испании
• Совсем не буколический кроссворд
• Продан кроссворд
• «Jfk» Актер Гэри Кроссворд Подсказка
• Правила кроссворда
• Подсказка о кроссворде показала неодобрение
• Идеально выполненный кроссворд
• Кроссворд Королевского Ордена
• «Хватит дразнить меня!» Кроссворд
• Рекомендательные письма Кроссворд
• 301 римскими цифрами Кроссворд
• Кроссворд реки Нью-Йорка
• Тони Родственник Кроссворд Подсказка
• Отправить в облако Девять кроссвордов
• Озорной кроссворд
• Разгадка кроссворда
• Использует подсказку кроссворда шпателя
• Де Шоссе: Кроссворд на первом этаже
• Телефон горячей линии? Кроссворд
• Питьевой тост. Кроссворд
• Кроссворд Северо-Восточной Африки
• Сайт с обзорами ресторанов, кроссворд

2-3-2. Принцип вращения асинхронного двигателя

Рис. 2.35 Мощный двигатель для промышленного использования

Как описано в главе 1, существует много типов двигателей с вращающимся магнитным полем.

В этой главе рассматриваются силовые двигатели, используемые на заводах (рис. 2.35), а также асинхронные двигатели , широко используемые в быту для электровентиляторов и стиральных машин.

Вводная книга по двигателям объясняет принцип вращения асинхронного двигателя с использованием Диск Араго (см. рис. 2.42).

Ротор асинхронных двигателей общего назначения имеет конструкцию, показанную на рис. 2.36 (а). Если вы разберете ротор, вы увидите, что это не диск, а состоит из пластины из кремнистой стали и алюминиевой детали в форме клетки, как показано на рис. 2. 36 (б). Такой ротор называется короткозамкнутым ротором .

Диск Араго не подходит для объяснения принципа вращения двигателей с короткозамкнутым ротором. Это можно лучше объяснить с помощью подхода, используемого для двигателей постоянного тока.

                                                Рис. 2.36 Конструкция короткозамкнутого ротора

Как показано на рис. 2.37, замкнутая катушка помещена в магнитное поле, а внешний магнит вращается. Затем, как видно из принципа выработки мощности двигателей постоянного тока, действие выработки энергии происходит на катушке, и ток течет через катушку.

По мере прохождения тока катушка создает крутящий момент, который взаимодействует с исходным магнитным полем, после чего катушка начинает вращаться.

Если увеличить количество витков, как показано на рис. 2.38, можно заменить витки клеткой.

А именно, корпус асинхронных двигателей соответствует обмотке двигателей постоянного тока.

                                                Рис. 2.38 Замена на короткозамкнутый ротор

Ниже вкратце изложен принцип вращения асинхронных двигателей.

• <1> Вращение магнитного поля
• <2> Генерация индукционного тока
• <3> Генерация силы при взаимодействии тока с магнитным полем
• <4> Вращение ротора

В реальных двигателях механизм последовательно возбуждает несколько катушек вместо перемещения магнитов для достижения того же эффекта. Для изменения возбуждения необходимы две или более сдвинутых во времени синусоид.

В основном на предприятиях применяют трехфазные сети переменного тока напряжением 200 В, смещенные друг от друга на 120 градусов (рис. 2.39).

Рис. 2.39 При использовании трехфазной сети переменного тока со сдвигом фаз на 120 градусов одна относительно другой

Поскольку источник питания для домашнего использования однофазный 100 В переменного тока, мы должны создать, тем или иным образом, синусоиды, сдвинутые от источника питания при использовании асинхронного двигателя.