Однофазные асинхронные машины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Однофазные асинхронные машины

Общие сведения

Используются как двигатели небольшой мощности в бытовой технике, как исполнительные двигатели (ИД) в САУ. Однофазный АД (ОАД) имеет на статоре однофазную обмотку, ротор выполняется в виде "беличьей клетки".

Однофазный ток i1 статора однофазного Д создает пульсирующее магнитное поле, а не круговое. Неподвижный пульсирующий поток можно разложить на два идентичных круговых поля, вращающихся в противоположные стороны с одинаковой частотой вращения n1 (см. рисунок ). Каждое из этих полей, взаимодействуя с током ротора, создает при неподвижном роторе равные по величине, но противоположные по направлению моменты (Мпр и Мобр) - прямой и обратный.

При вращении ротора поле, направление вращения которого совпадает с направлением вращения ротора, называют прямым, поле обратного направления - обратным. Моменты, создаваемые взаимодействием этих полей с током ротора, также обозначаются Мпр и Мобр.

При пуске (n = 0) Мпр = Мобр, и результирующий момент М, действующий на ротор, равен нулю. Если же каким-то образом привести ротор во вращение, в ту или иную сторону, то один из моментов будет преобладать. Если при этом М > Мв, двигатель разгонится до определенной скорости вращения. однофазный асинхронный двигатель пусковой

Таким образом, ОАД, в отличие от трехфазного АД, обладает следующими свойствами:

- Мп = 0, и его якорь вращается в том направлении, в которое приводится внешней силой (моментом);

- частота вращения ОАД на ХХ меньше, чем у трехфазного из-за наличия тормозящего момента, создаваемого обратным полем.

Разновидности ОАД

Поскольку ОАД с одной обмоткой на статоре не развивает пускового момента, необходимы дополнительные меры для его создания. Существуют много разновидностей ОАД, различающихся способами создания Мп. Часто применяются следующие:

а) Двигатели с пусковой обмоткой. На статоре укладывают помимо обмотки возбуждения пусковую обмотку (ПО), сдвинутую в пространстве на 90 относительно рабочей (т.е. на период пуска делают машину похожей на двухфазную АМ, в которой может существовать вращающееся - не обязательно круговое - поле). На период пуска эту обмотку присоединяют к той же однофазной сети через фазосдвигающие элементы - активные (резистор RП, как на рисунке ) или реактивные Zп, тем самым создаются условия возникновения вращающегося магнитного поля и пускового момента.

После разгона Д ПО отключают, и АД работает как однофазный (см. рисунок ). Направление вращения определяется направлением пускового момента, созданного вращающимся полем "квазидвухфазного" тока.

Поскольку ПО работает кратковременно (только в период пуска), ее изготавливают из провода меньшего сечения, чем у рабочей обмотки, и укладывают в меньшее число пазов.

В момент пуска вращающееся поле в общем случае эллиптическое. Выбором ZП можно сделать его близким к круговому для получения максимального Мп.

б) асинхронный конденсаторный Д

В таком однофазном двигателе на статоре также имеется вторая обмотка, но она подключена к сети постоянно - и при пуске, и при работе. Обе обмотки здесь имеют одинаковые параметры. Для увеличения пускового момента часто используют увеличенную емкость при пуске. Для этого на время пуска параллельно рабочей емкости С подключают пусковой конденсатор СП, после разгона его отключают.

в) двигатель с экранированными (расщепленными) полюсами.

Обмотка статора, присоединяемая к однофазной сети, выполняется сосредоточенной и укрепляется на явновыраженных полюсах. Каждый полюс разделен на 2 неравные части (П1 и П2) пазом. Меньшая часть полюса охватывается короткозамкнутым витком. Ротор - короткозамкнутый, обычного типа.

Магнитный поток машины Ф можно представить в виде суммы двух составляющих, представляющих собой магнитные потоки двух частей каждого полюса,

Ф = ФП1 + ФП2.

Эти потоки смещены в пространстве на угол . Кроме того, они сдвинуты по фазе во времени, поскольку ток в КЗ витке и создаваемый им поток сдвинуты по фазе относительно ЭДС, наводимой в КЗ витке основным потоком возбуждения.

В результате в машине образуется вращающееся магнитное поле. Оно не круговое, а эллиптическое. Однако, при малых моментах нагрузки Мв развиваемого машиной электромагнитного момента достаточно для приведения ее ротора в движение. Направление вращения определяется чередованием максимумов потоков «фаз».

Для увеличения пускового момента применяют ряд способов: устанавливают магнитные шунты между полюсами; увеличивают воздушный зазор под частью полюса, не охваченной КЗ витком; используют различенные конфигурации отдельных частей полюса.

К недостаткам ОАД относятся низкий Мп, большие габариты, низкий КПД. Достоинства же их - простота конструкции, отсутствие зубцов на статоре и, как следствие, минимальные высокочастотные пульсации.

Размещено на Allbest.ru