Тъй като изискванията за мощност на системите с едно натоварване обикновено са малки, всички наши домове, офиси се доставят само с еднофазно захранване с променлив ток. За да се получат подходящи условия на работа, използвайки това еднофазно захранване, трябва да се използват съвместими двигатели. Освен съвместимост, двигателите трябва да бъдат икономични, надеждни и лесни за ремонт. Всички тези характеристики могат лесно да бъдат намерени в еднофазен асинхронен двигател. Подобно на трифазните двигатели, но с някои модификации, еднофазните асинхронни двигатели са чудесен избор за домакински уреди. Техният опростен дизайн и ниска цена са привлекли много приложения.
Определение на еднофазен асинхронен двигател
Еднофазните асинхронни двигатели са простите двигатели, които работят на еднофазни AC и в които въртящият момент се произвежда поради индукция на електричество, причинено от променливи магнитни полета. Еднофазни асинхронни двигатели са от различни видове въз основа на началните им условия и различни фактори. Те са-
1). Разделени фазови двигатели.
- Двигатели със стартово съпротивление.
- Капацитетно-стартови двигатели.
- Мотор с постоянен разделен кондензатор.
- Двузначен кондензаторен двигател.
2). Асинхронни двигатели със сенчести полюси.
3). Асинхронен двигател с нежелано стартиране.
4). Отблъскване - стартиране на асинхронен двигател.
Конструкция на еднофазен асинхронен двигател
Основните части на еднофазен асинхронен двигател са статорът, роторът, Намотки . Статорът е неподвижната част на двигателя, към която се доставя А.С. Статорът съдържа два вида намотки. Едната е основната намотка, а другата е помощната намотка. Тези намотки са разположени перпендикулярно една на друга. Паралелно към спомагателната намотка е прикрепен кондензатор.
Като Доставка А.С. се използва за работа на еднофазен асинхронен двигател, трябва да се обърне внимание на някои загуби като: Вихрови загуби, загуба на хистерезис. За да се премахнат вихровите загуби, статорът е снабден с ламинирано щамповане. За да се намалят загубите от хистерезис, тези щампования обикновено се изграждат със силициева стомана.
Роторът е въртящата се част на двигателя. Тук роторът е подобен на ротора на клетката на катерицата. Освен че е цилиндричен, роторът има прорези по цялата си повърхност. За да се получи гладка, доста работеща работа на двигателя, като се предотврати магнитното заключване на статора и ротора, слотовете са изкривени, а не паралелни.
Роторните проводници са алуминиевите или медните пръти, поставени в слотовете на ротора. Крайните пръстени, изработени от алуминий или мед, електрически късо съединяват роторните проводници. В този еднофазен асинхронен двигател плъзгащи пръстени и комутатори не се използват, така че тяхната конструкция става много проста и лесна.
Еквивалентна верига на еднофазен асинхронен двигател
Въз основа на теорията за двойно въртящо се поле може да се направи еквивалентната схема на еднофазния асинхронен двигател. Веригата е изтеглена в две положения - състояние на ротора в покой блокирано състояние на ротора.
Двигателят със блокирано състояние на ротора действа като трансформатор със своята вторична намотка на късо съединение.
еквивалентна схема на еднофазен асинхронен двигател
В състояние на неподвижен ротор две въртящи се магнитни полета са в противоположна посока с еднакво разделени величини и изглеждат свързани последователно едно с друго.
верига на еднофазен асинхронен двигател в състояние на неподвижен ротор
Принцип на работа на еднофазен асинхронен двигател
Основната намотка на еднофазни асинхронни двигатели се захранва с еднофазен ток на променлив ток. Това води до колебания магнитен поток около ротора. Това означава, че когато посоката на тока на променлив ток се промени, посоката на генерираното магнитно поле се променя. Това не е достатъчно условие, за да предизвика въртене на ротора. Тук се прилага принципът на двойно въртящата се теория на полето.
Съгласно теорията за двойното въртящо се поле, едно редуващо се поле се дължи на комбинацията от две полета с еднаква величина, но въртящи се в обратна посока. Величината на тези две полета е равна на половината от величината на редуващото се поле. Това означава, че когато се прилага A.C., се получават две полета с половин величина с еднакви величини, но се въртят в противоположни посоки.
И така, сега има ток, протичащ в статора и магнитно поле, въртящо се върху ротора, следователно Законът на Фарадей на електромагнитната индукция действа върху ротора. Съгласно този закон, въртящите се магнитни полета произвеждат електричество в ротора, което генерира сила „F“, която може да върти ротора.
Защо еднофазният асинхронен двигател не се самозадейства?
Когато се прилага закон за електромагнитна индукция на Фарадей към ротора, се индуцира електричество и се генерира сила върху роторните пръти. Но според теорията за двойното въртящо се поле има две магнитни полета със същата величина, но въртящи се в обратна посока. По този начин се получават два вектора на сила с еднаква величина, но противоположни по посока.
По този начин тези вектори на силата, тъй като те са със същата величина, но противоположни по посока, не карат ротора да се върти. Така че, еднофазните асинхронни двигатели не се самозадействат. Моторът просто жужи в това състояние. За да се предотврати тази ситуация и да се завърти роторът, стартовата сила трябва да се приложи за еднофазен двигател. Тъй като силата в едната посока става по-голяма от силата в другата посока, роторът започва да се върти. В еднофазни асинхронни двигатели за тази цел се използват спомагателни намотки.
Методи за стартиране на еднофазен асинхронен двигател
Еднофазният асинхронен двигател няма начален въртящ момент, така че за осигуряването на този стартов въртящ момент са необходими външни схеми. Статорът на тези двигатели съдържа спомагателна намотка за тази цел. Спомагателната намотка е свързана паралелно с кондензатор. Кога кондензатора е включен, подобно на основната намотка, въртящи се две магнитни полета със същата величина, но противоположна посока се наблюдават на помощната намотка.
От тези две магнитни полета на спомагателната намотка едното отменя едно от магнитните полета на основната намотка, докато другото се събира с друго магнитно поле на основната намотка. По този начин се получава едно въртящо се магнитно поле с висока величина. Това произвежда сила в една посока, като по този начин върти ротора. След като роторът започне да се върти, той се завърта, дори ако кондензаторът е изключен.
Съществуват различни методи за заявяване на еднофазни асинхронни двигатели. Обикновено тези двигатели се избират въз основа на техните методи за стартиране. Тези методи могат да бъдат класифицирани като
- Стартиране на разделена фаза.
- Стартиране на сенчести полюси.
- Стартиране на отблъскващ мотор
- Започва нежелание.
При стартовете с разделена фаза статорът има два вида намотки - основна намотка и спомагателна намотка, свързани паралелно. Двигателите с този тип стартови методи са
- Резисторно разделени фазни двигатели.
- Кондензаторни двуфазни двигатели.
- Кондензаторите стартират и работят двигатели.
- Кондензаторен мотор.
Еднофазен асинхронен кондензаторен двигател
Това се нарича още кондензатор с разделена фаза на двигателя. Тук броят на завъртанията на спомагателната намотка е равен на този на основната намотка. Кондензаторът е свързан последователно с помощна намотка. Допълнителната намотка се изключва с помощта на центробежен превключвател, когато роторът достигне 75% от синхронната скорост. Двигателят продължава да ускорява, докато достигне нормалната скорост.
Номиналните мощности на кондензаторните стартови двигатели са между 120W и 750W. Тези двигатели обикновено избират приложения като хладилници, климатици и др. Поради високия си стартов въртящ момент.
Приложения на еднофазен асинхронен двигател
Тези двигатели намират приложение във вентилатори, хладилници, климатици, прахосмукачки, перални машини, центробежни помпи, инструменти, малки селскостопански уреди, вентилатори и др .... Те се използват най-вече за устройства с ниска мощност, но с постоянна скорост, като селскостопански инструменти и машини, където не са налични трифазни захранвания. Двигатели от 1/400 kW до 1/25 kW се използват в играчки, сешоари и др ...
Така че, по принцип, ние използваме еднофазна асинхронни двигатели в ежедневието ни често. Тези двигатели са лесни за ремонт. И все пак има някои недостатъци на тези двигатели. На кой от недостатъците на тези двигатели сте попаднали? Можете ли да посочите някои от тях?
Източник на изображението: Еднофазни вериги на асинхронен двигател
