Однофазные электродвигатели: принцип работы, устройство

Однофазные асинхронные двигатели выпускают от 5 Вт до 10 кВт.

Схема устройства асинхронного двигателя

Схема устройства асинхронного двигателя.

Данные двигатели используются: в приводе стиральных машин, холодильников, центрифуг, заточных и небольших обрабатывающих станков и т.д.

Схема включения однофазного АД

Рисунок 1. Схема включения однофазного АД.

Отметим, что однофазные АД по сравнению с трехфазными двигателями обычно имеют несколько худшие технические характеристики. Мощность однофазного АД составляет не более 70% от мощности трехфазного АД в том же габарите. Однофазные АД, кроме того, имеют более низкую перегрузочную способность.

Схема включения однофазного АД представлена на рисунке 1.

Двигатель имеет на статоре две обмотки – основную (рабочую) и пусковую, которая используется для пуска АД. Ротор АД выполнен короткозамкнутым в виде беличьей клетки.

Рассмотрим принцип работы однофазного АД.

Чтобы понять, для чего нужна пусковая обмотка, рассмотрим пример, когда двигатель подключен к сети 220 В только на одну обмотку - рабочую.

Однофазный ток I1 этой обмотки создает пульсирующие магнитное поле, которое можно разложить на два поля Фа и Фв, имеющие равные амплитуды и вращающиеся в противоположные стороны с одинаковой скоростью.
При неподвижном роторе магнитные поля Фа и Фв создают одинаковые по величине, но противоположные по знаку крутящиеся моменты М1 и М2. Поэтому при пуске результирующий момент ( Мn=M1-M2 ) равен нулю, и двигатель не может прийти во вращение даже без нагрузки на вале.

Принципиальная схема однофазного асинхронного двигателя

Рисунок 2. Принципиальная схема однофазного асинхронного двигателя.

В связи с этим для пуска однофазного АД и используется дополнительная пусковая обмотка, которая позволяет получить вращающееся магнитное поле, за счет которого обеспечивается начальный пусковой момент, определяющий и направление вращения вала.

Принципиальная схема однофазного асинхронного двигателя представлена на рисунке 2.

Как известно из теории электрических машин, для получения вращающего магнитного поля на статоре двигателя должны быть расположены как минимум две обмотки, смещенные в пространстве на определенный угол и обтекаемые переменными токами.

В соответствии с этим пусковая обмотка укладывается на статоре двигателя со смещением ее оси на 90% по отношению к оси рабочей обмотки, а сдвиг токов обеспечивается включением в ее цепь дополнительного фазосдвигающего элемента, в качестве которого могут быть использованы: активный резистор, катушка индуктивности или конденсатор. Либо пусковая обмотка мотается с небольшим количеством витков в обратную сторону (бифиляр).

http://youtu.be/0bnY6LWnME0

Дальше электродвигатель может работать только на рабочей обмотке, этот принцип применяется в холодильниках, где для запуска устанавливается пусковое реле, после запуска пусковая обмотка отключается (рисунок 3).

Принцип работы электродвигателя

Рисунок 3. Принцип работы электродвигателя.

Есть схемы подключения, в которых пусковая обмотка остается в работе и после пуска, такой принцип применялся в стиральных машинках российского производства, и, кроме того, есть возможность работы - реверс, т.е. вращение в другую сторону.

К однофазным электродвигателям относятся и электроинструмент и бытовые электроприборы: дрели, шлифмашинки, пылесосы, триммеры (газонокосилки) и т.д., для которых необходимо вращение более 3000 об/мин, а максимальное вращение электродвигателя при частоте 50 Гц ограничено примерно 3000 об/мин.

Для эффективной работы вышеперечисленных агрегатов таких оборотов недостаточно. Поэтому были изобретены однофазные коллекторные электродвигатели с количеством оборотов в минуту более 3000.

КОММЕНТАРИИ
  • Добавить комментарий

×
Top