Поскольку потребности в энергии систем с одной нагрузкой обычно невелики, все наши дома и офисы снабжены только однофазным источником переменного тока. Для обеспечения надлежащих условий работы при использовании однофазного источника питания необходимо использовать совместимые двигатели. Помимо совместимости, двигатели должны быть экономичными, надежными и простыми в ремонте. Все эти характеристики легко найти в однофазном асинхронном двигателе. Подобно трехфазным двигателям, но с некоторыми изменениями, однофазные асинхронные двигатели являются отличным выбором для бытовой техники. Их простая конструкция и низкая стоимость привлекли множество приложений.
Определение однофазного асинхронного двигателя
Однофазные асинхронные двигатели - это простые двигатели, которые работают от однофазного переменного тока и в которых крутящий момент создается за счет индукции электричества, вызванного переменными магнитными полями. Однофазные асинхронные двигатели бывают разных типов в зависимости от начальных условий и различных факторов. Они есть-
1). Двигатели с расщепленной фазой.
- Двигатели с резистивным пуском.
- Двигатели емкостного пуска.
- Двигатель с постоянным разделенным конденсатором.
- Двухзначный конденсаторный двигатель.
2). Асинхронные двигатели с расщепленными полюсами.
3). Асинхронный двигатель с резистивным пуском.
4). Отталкивание - пуск асинхронного двигателя.
Конструкция однофазного асинхронного двигателя
Основными частями однофазного асинхронного двигателя являются статор, ротор, Обмотки . Статор - это неподвижная часть двигателя, на которую подается переменный ток. Статор содержит два типа обмоток. Одна - основная обмотка, другая - вспомогательная. Эти обмотки размещены перпендикулярно друг другу. К вспомогательной обмотке параллельно подключен конденсатор.
В качестве Поставка переменного тока используется для работы однофазного асинхронного двигателя, необходимо учитывать определенные потери, такие как потеря на вихревые токи, потери на гистерезис. Для устранения потерь на вихревые токи на статоре нанесена ламинированная штамповка. Чтобы уменьшить потери на гистерезис, эти штамповки обычно изготавливаются из кремнистой стали.
Ротор - это вращающаяся часть двигателя. Здесь ротор похож на ротор с короткозамкнутым ротором. Ротор не только цилиндрический, но и имеет по всей поверхности прорези. Чтобы обеспечить плавную и стабильную работу двигателя, предотвращая магнитную блокировку статора и ротора, пазы скошены, а не параллельны.
Жилы ротора представляют собой алюминиевые или медные стержни, размещенные в пазах ротора. Торцевые кольца, изготовленные из алюминия или меди, замыкают проводники ротора. В этом однофазном асинхронном двигателе контактные кольца и коммутаторы не используются, поэтому их конструкция становится очень простой и легкой.
Эквивалентная схема однофазного асинхронного двигателя
На основе теории двойного вращающегося поля можно нарисовать эквивалентную схему однофазного асинхронного двигателя. Схема изображена в двух положениях - состояние покоя ротора состояние заблокированного ротора.
Двигатель с заблокированным ротором действует как трансформатор с короткозамкнутой вторичной обмоткой.
схема замещения однофазного асинхронного двигателя
В состоянии покоя ротора два вращающихся магнитных поля имеют противоположное направление с одинаково разделенными величинами и кажутся соединенными последовательно друг с другом.
цепь однофазного асинхронного двигателя в состоянии покоя ротора
Принцип работы однофазного асинхронного двигателя
На главную обмотку однофазных асинхронных двигателей подается однофазный переменный ток. Это создает флуктуирующий магнитный поток вокруг ротора. Это означает, что при изменении направления переменного тока изменяется направление генерируемого магнитного поля. Этого условия недостаточно, чтобы ротор вращался. Здесь применяется принцип теории двойного вращающегося поля.
Согласно теории двойного вращающегося поля, одиночное переменное поле возникает из-за комбинации двух полей равной величины, но вращающихся в противоположном направлении. Величина этих двух полей равна половине величины переменного поля. Это означает, что при приложении переменного тока создаются два поля половинной величины с равными величинами, но вращающимися в противоположных направлениях.
Итак, теперь в статоре течет ток, а на роторе вращается магнитное поле, таким образом Закон Фарадея электромагнитной индукции действует на ротор. Согласно этому закону, вращающиеся магнитные поля производят электричество в роторе, которое создает силу «F», которая может вращать ротор.
Почему однофазный асинхронный двигатель не запускается автоматически?
Когда к ротору применяется закон электромагнитной индукции Фарадея, индуцируется электричество и создается сила на стержнях ротора. Но согласно теории двойного вращающегося поля, существуют два магнитных поля одинаковой величины, но вращающихся в противоположном направлении. Таким образом, создаются два вектора силы с одинаковой величиной, но противоположными по направлению.
Таким образом, эти векторы силы, поскольку они имеют одинаковую величину, но противоположны по направлению, не вызывают вращения ротора. Итак, однофазные асинхронные двигатели не запускаются самостоятельно. Мотор в таком состоянии просто гудит. Чтобы предотвратить эту ситуацию и вращать ротор, для однофазного двигателя необходимо приложить пусковое усилие. Когда сила в одном направлении становится больше, чем сила в другом направлении, ротор начинает вращаться. В однофазных асинхронных двигателях для этой цели используются вспомогательные обмотки.
Способы пуска однофазного асинхронного двигателя
Однофазный асинхронный двигатель не имеет пускового момента, поэтому для обеспечения этого пускового момента необходима внешняя схема. Для этого в статоре этих двигателей имеется вспомогательная обмотка. Вспомогательная обмотка подключена параллельно конденсатору. Когда конденсатор включен, как и основная обмотка, на вспомогательной обмотке наблюдаются два магнитных поля одинаковой величины, но в противоположном направлении.
Из этих двух магнитных полей вспомогательной обмотки одно нейтрализует одно из магнитных полей основной обмотки, тогда как другое складывается с другим магнитным полем основной обмотки. Таким образом, в результате получается одно вращающееся магнитное поле большой величины. Это создает силу в одном направлении, следовательно, вращает ротор. Когда ротор начинает вращаться, он вращается, даже если конденсатор выключен.
Существуют разные способы определения однофазных асинхронных двигателей. Обычно эти двигатели выбираются в зависимости от способа их запуска. Эти методы можно классифицировать как
- Двухфазный пуск.
- Пуск с расщепленными полюсами.
- Запуск двигателя отталкивания
- Нехватка пуска.
В двухфазных пусках статор имеет два типа обмоток - основная обмотка и вспомогательная обмотка, соединенные параллельно. Двигатели с таким способом запуска
- Двигатели с резистивным разделением фаз.
- Конденсаторные электродвигатели с разделенной фазой.
- Конденсаторы запускают и запускают двигатели.
- Конденсаторный двигатель.
Однофазный индукционный конденсаторный пусковой двигатель
Это также называется конденсаторным электродвигателем с разделенной фазой. Здесь количество витков вспомогательной обмотки равно числу витков основной обмотки. Конденсатор включен последовательно со вспомогательной обмоткой. Вспомогательная обмотка отключается с помощью центробежного переключателя, когда ротор достигает 75% синхронной скорости. Двигатель продолжает ускоряться, пока не достигнет нормальной скорости.
Номинальная мощность двигателей с конденсаторным пуском составляет от 120 до 750 Вт. Эти двигатели обычно выбирают для таких применений, как холодильники, кондиционеры и т. Д. Из-за их высокого пускового момента.
Применение однофазного асинхронного двигателя
Эти двигатели находят применение в вентиляторах, холодильниках, кондиционерах, пылесосах, стиральных машинах, центробежных насосах, инструментах, мелкой сельскохозяйственной технике, воздуходувках и т.д. трехфазное питание недоступно. Двигатели от 1/400 кВт до 1/25 кВт используются в игрушках, фенах и т. Д.
Итак, в основном мы используем однофазный асинхронные двигатели в нашей повседневной жизни часто. Эти моторы легко ремонтировать. Тем не менее, у этих двигателей есть некоторые недостатки. С каким недостатком этих моторов вы столкнулись? Вы можете назвать некоторые из них?
Источник изображения: Цепи однофазных асинхронных двигателей
