Машины переменного тока

3.6 Коэффициент мощности асинхронного двигателя и его зависимость от нагрузки на валу

Коэффициент мощности определяется соотношением

, 3. 2

где Р1, Q1, S1 - активная, реактивная и полная мощность двигателя.

Р1 = Р2 + ?P, 3. 3

где: Р2 - мощность на валу (полезная мощность); ?P - мощность потерь.

3.7 Однофазные асинхронные двигатели

В быту и в технике там, где нужны двигатели небольшой мощности, часто используются так называемые однофазные асинхронные двигатели. Однофазный двигатель отличается от трехфазного конструкцией статорных обмоток, приспособленных к однофазной сети. Ротор этих двигателей ввиду их малой мощности всегда выполняется короткозамкнутым в виде беличьего колеса и ничем не отличается от ротора трехфазного двигателя.

Если обмотку однофазного двигателя включить в сеть, то протекающий по ней переменный ток будет возбуждать в машине, пока ее ротор неподвижен, переменное магнитное поле, ось которого тоже неподвижна. Следовательно, при наличии одной обмотки начальный пусковой момент однофазного двигателя равен нулю, такой двигатель самостоятельно не сможет тронуться с места. Если с помощью какой-либо внешней силы сообщить ротору некоторую скорость вращения, то он начнет вращаться.

Пуск в ход однофазных двигателей осуществляется с помощью того или иного пускового устройства. Работа этих устройств основана на использовании свойства двух магнитных потоков, смещенных в пространстве на 90° и сдвинутых по фазе на р/2, создавать вращающее магнитное поле.

3.8 Однофазные двигатели с пусковой обмоткой

На статоре такого двигателя кроме рабочей обмотки РО находится так называемая пусковая обмотка ПО, повернутая в пространстве относительно рабочей обмотки на 90° (рис. 3.4). В момент пуска пусковая обмотка замыкается кнопкой К, и в результате трансформаторной связи в ней возникает ток, сдвинутый по фазе относительно питающего тока почти на р/2.

Рис. 3. 4

Эти токи создают вращающее магнитное поле, которое и разгоняет ротор. После разгона пусковая обмотка размыкается и в дальнейшей работе двигателя не участвует. Двигатели с таким пуском встречаются иногда в бытовых стиральных машинах.

3.9 Конденсаторные двигатели

В этих двигателях рабочая и пусковая обмотки статора также смещены на статоре друг относительно друга на 90°. На время пуска пусковую обмотку ПО подключают к сети с помощью кнопки К через конденсатор С (рис. 3.5), благодаря которому ток в пусковой обмотке отличается по фазе от тока в рабочей обмотке на р/2, чем и обеспечивается разгон ротора.

Рис. 3. 5

В некоторых двигателях используются два параллельно включенных конденсатора С1 и С2 - оба используются при запуске, а один из них (С2) остается включенным и во время работы двигателя, благодаря чему обе обмотки являются рабочими (рис. 3.6).

Конденсаторные двигатели имеют лучшие пусковые и рабочие характеристики по сравнению с другими однофазными двигателями, поэтому они получили наиболее широкое распространение.

Рис. 3. 6

3.10 Однофазные двигатели с расщепленными полюсами

Статор двигателей очень малой мощности часто делают с явно выраженными полюсами, причем каждый полюс разрезан, а на одну его часть надето медное кольцо, играющее роль пусковой обмотки (рис. 3.7). Под действием переменного магнитного потока, создаваемого обмоткой статора, в кольце индуцируется ЭДС, отстающая по фазе от потока на 90о, эта ЭДС создает в кольце ток. Поскольку сопротивление кольца практически чисто активное, этот ток совпадает по фазе с ЭДС и отстает от потока обмотки тоже на 90о. Этот ток в кольце создает свой магнитный поток, совпадающий с ним по фазе. Таким образом, под полюсом действуют два сдвинутых по фазе на 90о магнитных потока, образуя вращающееся магнитное поле. Это магнитное поле и увлекает за собой короткозамкнутый ротор. Двигатели с расщепленными полюсами широко применяются для маломощного привода (кинопроекторы, вентиляторы и т.п.).

Рис. 3. 7

3.11 Включение трехфазных двигателей в однофазную сеть

Во многих случаях трехфазные асинхронные двигатели можно включать в однофазную сеть переменного тока. На рис. 3.8, а и б показаны схемы включения трехфазных двигателей, у которых выведены лишь по три конца обмоток. Конденсатор С создает дополнительный сдвиг по фазе между током и напряжением, обеспечивая начальный пусковой момент.

Рис. 3. 8

Величина этого конденсатора рассчитывается или подбирается так, чтобы обеспечить примерное равенство всех трех фазных токов. На рисунках 3. 8, в и г показаны схемы включения трехфазных асинхронных двигателей, у которых выведены все шесть концов статорной обмотки. Включение трехфазных двигателей в однофазную сеть позволяет получать от них лишь 40-50% от их номинальной мощности в трехфазном режиме.

Размещено на Allbest.ru