ЕЛЕКТРОТЕХНІКА У БУДІВНИЦТВІ

Однофазний асинхронний двигун

Однофазний двигун має одну обмотку, розташовану на статорі. Однофазна обмотка, що живиться змінним струмом, створює пульсуюче магнітне поле. Якщо помістити в це поле ротор з короткозамкненою обмоткою, він обертатися не буде. Якщо ж розкрутити ротор сторонньою механічною силою в будь-яку сторону, двигун буде стійко працювати. Пояснити це можна в такий спосіб. Пульсуюче ма­гнітне поле можна замінити двома магнітними полями, що обертаються у проти­лежних напрямках з синхронною частотою n1 і мають амплітуди магнітних пото­ків, які дорівнюють половині амплітуди магнітного потоку пульсуючого поля. Одне з магнітних полів називається прямим, друге - зворотним. Кожне з магнітних полів індуктує у роторній обмотці вихрові струми. При їх взаємодії з магнітними полями утворюються обертові моменти, спрямовані назустріч один одному.

На рис. 11.18 зображені за­лежності моменту від прямого поля М, моменту від зворотного поля М' і результуючого моменту М = М - M" у функції ковзання s. Осі ковзань спрямовані назустріч одна до одної. У пусковому ре­жимі на ротор діють обертові мо­менти, однакові за величиною і протилежні за напрямком.

Якщо розкрутити ротор сторонньою силою в напрямку прямого магнітного поля, з'яв­иться надлишковий (результую­чий) обертовий момент, що роз­ганяє ротор до швидкості, бли­зької до синхронної. При цьому ковзання двигуна відносно

прямого магнітного поля sn « 0, n1«n2.

Ковзання двигуна відносно зворотного магнітного поля

s ю n1-(-n0 „ 2.

n1

Розглядаючи результуючу характеристику, можна зробити наступні висновки:

1. Однофазний двигун не має пускового моменту. Він буде обертатися в ту сторону, в яку розкручений зовнішньою силою.

2. Через гальмову дію зворотного поля характеристики однофазного дви­гуна гірші, ніж трифазного.

Однофазний асинхронний двигун (рис. 11.19) розраховують на живлення від однофазної мережі, він має на статорі дві обмотки: робочу А і пускову Б; ротор двигуна виконують короткозамкненим. Змінний струм, протікаючи по робочій обмотці, що займає звичайно 2/3 пазів статора, створює пульсуючу на­магнічуючу силу, а остання - пульсуюче магнітне поле.

Рис.11.19 - Схеми включення однофазного двигуна: а - з активним опором; б - з конденсатором

Для пуску однофазного асинхронного двигуна використовують пускову об­мотку Б, зміщену в просторі відносно робочої обмотки на 90°. При цьому струми робочої і пускової обмоток повинні бути зміщені в часі, що досягається підклю­ченням їх або до симетричної двофазної мережі, або до однофазної мережі. В останньому випадку для одержання зрушення фаз між струмами в обмотках робо­чу обмотку А підключають до мережі безпосередньо, а пускову Б - через актив­ний опір (рис. 11.19,а) або конденсатор (рис. 11.19,б). Пускова обмотка Б включа­ється тільки на період пуску двигуна; при частоті обертання порядку 0,7 від син­хронної частоти обертання пускова обмотка за допомогою кнопки-вимикача або електромагнітного реле відключається і двигун далі працює як однофазний.

Однофазні асинхронні двигуни в порівнянні з трифазними мають гірші експлуатаційні характеристики, менші ККД і коефіцієнти потужності.

Від однофазної мережі можуть працювати й трифазні асинхронні двигу­ни, якщо використати одну із схем, представлених на рис. 11.20.

У схемі на рис.11.20,а статорні обмотки з'єднані «зіркою», а в схемі на рис.11.20,б - «трикутником». Конденсатор C є пусковим, включається до мере­жі тільки на час пуску і величина його ємності C ~ 60 мкф на 1 кВт потужності двигуна. Використовують ще інші схеми включення трифазних АД до однофа­зної мережі, наприклад, через активний опір.

б

Рис.11.20 - Схеми включення трифазних двигунів в однофазну мережу

Трифазні двигуни, працюючи в однофазному режимі, можуть розвивати по­тужність Р = (0,45 ^ 0,65) Рном, де Рном - номінальна потужність трифазного двигуна.