Импульсный индукционный однофазный электродвигатель. Индукционный двигатель однофазный


Принцип действия асинхронного двигателя и частотных преобразователей

Асинхронный (индукционный) двигатель (АД) – устройство, преобразовывающий электрическую энергию в механическую. «Асинхронный» означает разновременный. Электродвигатели асинхронные питаются от сети переменного тока.

Особенности асинхронных двигателей

Применение

Такие электродвигатели (частотные преобразователи) не используются в сетях постоянного тока.  Но они имеют широкое применение во всех отраслях народного хозяйства. По статистике, до 70% электроэнергии, которая преобразуется в механическую энергию поступательного либо вращательного движения, потребляется именно индукционными электродвигателями.

Асинхронная машина не подключается к сети постоянного тока.

Асинхронные частотные преобразователи не требуют сложного производства и просты по своей конструкции, но в тоже время очень надежны. Такие двигатели могут работать от однофазной и трехфазной сети, используя разные частоты. Преобразователи не подходят для сетей постоянного тока. Для их управления применяют сравнительно несложные схемы.

При выборе асинхронного двигателя зачастую возникают проблемы с определением:

  • его мощности;
  • характеристик и приемлемой схемы, с помощью которой осуществляется  управление электродвигателем;
  • расчетом мощности конденсаторов, которые нужны, чтобы преобразователь работал от одной фазы;
  • марки и сечения провода;
  • устройств защиты и управления, которыми оснащен преобразователь.

Чтобы во всем этом разобраться, необходимо знать устройство и особенности работы асинхронного агрегата. Это поможет правильно подобрать преобразователь для решения конкретной задачи.

Индукционный агрегат свое название получил благодаря тому, что магнитное поле вращается с более высокой скоростью, чем сам ротор, поэтому последний всегда пытается «догнать» скорость вращения поля.

Устройство АД

Ротор и статор – главные элементы индукционного двигателя.

Схема устройства асинхронного агрегата

Схема: вал (1), подшипники (2,6), лапы (4), крыльчатка (7), статор (10), коробка выводов (11), ротор (9), кожух вентилятора (5), щиты подшипниковые (3,8).

На рисунке представлено устройство типового агрегата. Статор АД имеет форму цилиндра. Внутренняя часть имеет размеры, обеспечивающие зазор между ротором и статором. В пазах сердечника расположены обмотки. Их оси для нормальной работы расположены относительно одна другой под углом 1200. Между собой концы обмоток собираются с помощью схемы «звезда» либо «треугольник», но это зависит непосредственно от напряжения. Ротор может быть фазным либо короткозамкнутым.

Ротор вращается по ходу движения магнитного поля.

Трехфазную обмотку устанавливают на фазный ротор, она напоминает обмотку статора. С одной стороны концы обмотки фазного ротора обычно соединяются в «звезду», а свободные концы подсоединяются к контактным кольцам. Для включения в цепь обмотки фазного ротора дополнительного сопротивления используются щетки, подключенные к кольцам. Такая конструкция не предназначена для работы в цепях постоянного тока, так как необходимое вращение обеспечивает изменение фазы.

Короткозамкнутый ротор – это сердечник, который сделан из стальных листов. Пазы в короткозамкнутом роторе заполняются расплавленным алюминием, в результате чего получаются стержни, замыкаемые накоротко торцевыми кольцами.

Таким короткозамкнутым ротором создаются условия для минимального электрического сопротивления. Эта конструкция получила название «беличья клетка» или «беличье колесо».

Конструкция «беличья клетка»

В короткозамкнутом роторе повышенной мощности пазы заполняются медью или латунью. Беличье колесо – это и есть короткозамкнутая обмотка ротора.

В зависимости от подключаемой фазы индукционный агрегат подразделяется на однофазный и трехфазный. С помощью учета данного параметра различают принцип действия асинхронного двигателя.

Однофазная индукционная машина

Чаще всего индукционный однофазный двигатель переменного тока устанавливается в бытовой технике, так как электроснабжение дома осуществляется от однофазной электросети. Преимуществом таких двигателей переменного тока является достаточно прочная конструкция и низкая стоимость, отсутствие сложных схем управления.

Они вполне подходят для длительной работы, так как не нуждаются в техническом обслуживании. Обычно однофазный двигатель малой мощности – до 0,5 кВт. Такие электродвигатели устанавливаются в стиральных машинах, компрессорах холодильников и другой бытовой технике, где ротором создается небольшая скорость вращения,  сравнительно небольшой объем силы тока.

Схема работы однофазного двигателя малой мощности

В однофазных индукционных агрегатах на статоре установлено управление ротором от двух обмоток, которые сдвинуты одна от другой на 900 тока для образования пускового момента. Одна обмотка является пусковой, а вторая – рабочей.

Однофазные электродвигатели не подходят для сетей постоянного тока. Они характеризуются низкими энергопоказателями и малой перегрузочной способностью. Агрегаты функционируют в нормальном режиме, если не нарушен определенный диапазон частоты поля. После начала вращения устройство управления подключает рабочую обмотку. Это позволяет уменьшить потребление энергии.

В электрических приводах с обычным запуском устанавливаются, как правило, однофазные индукционные двигатели, имеющие экранированные полюса. В таком асинхронном электродвигателе в качестве вспомогательной фазы выступают короткозамкнутые витки, имеющие минимальные сопротивления, размещенные на выраженных полюсах статора.

Учитывая то, что пространственный угол, образованный витком и осями основной фазы, гораздо меньше 900, в таком электродвигателе есть эллиптическое поле. С помощью него создаются сравнительно небольшие силы, чем и объясняются невысокие рабочие и пусковые свойства индукционных электродвигателей, оснащенных экранированными полюсами с фазным включением.

Индукционные однофазные электродвигатели, имеющие короткозамкнутый ротор подразделяются на:

  • с усиленным сопротивлением фазы пуска;
  • агрегаты с короткозамкнутым ротором, оснащенные рабочим конденсатором;
  • оснащенные фазным пусковым конденсатором;комбинированные с фазным управлением, короткозамкнутым ротором;
  • комбинированные с фазным управлением, короткозамкнутым ротором;
  • с экранированными полюсами.

Асинхронным однофазным машинам не рекомендуется работать на холостом ходу. Пренебрежение данным правилом приводит к сильному перегреву фазного двигателя.

Трехфазный двигатель

В трехфазной индукционной машине обмотка предназначена для образования вращающегося по кругу магнитного поля, которое проходит через короткозамкнутую обмотку ротора. Созданные с фазным управлением аппараты не применяются в цепях постоянного тока. При прохождении поля через проводники обмотки статора образуется электродвижущая сила, которая и вызывает прохождение переменного тока в обмотке, управляющей ротором, имеющим собственное магнитное поле. Данное магнитное поле при взаимодействии с фазным магнитным вращающимся полем статора вызывает вращение определенной частоты вслед за полями между ним и ротором.

Схема работы индукционного трехфазного агрегата

Данный принцип разработал академик из Франции Араго. Иными словами, если подковообразный магнит установить вблизи металлического диска свободно закрепленным на оси и вращать его с поддержанием определенной  частоты оборотов, то металлический диск без дополнительного управления начнет движение за магнитом, однако скорость его вращения будет меньше, чем скорость движения магнита.

Данное явление обусловлено правилами электромагнитной индукции. Во время вращения около поверхности металлического диска полюсов магнита в контурах под полюсом образуется электродвижущая сила соответствующей частоты, и возникают токи, создающие магнитное поле металлического диска. Магнитное поле диска начинает взаимодействовать с полем полюсов вращающегося магнита, в результате чего диск «увлекается» своим магнитным полем.

Так и в асинхронном агрегате, в качестве металлического диска выступает короткозамкнутая обмотка ротора, а в качестве магнита – магнитопровод и обмотка статора.

Чтобы облегчить управление и запуск трехфазного электродвигателя при подключении к однофазной сети (переменного, а не постоянного тока), на момент пуска дополнительно устанавливается параллельно с рабочим и пусковой конденсатор. Им компенсируют отсутствие фазы и соответствующей частоты поля.

Запуск трехфазного двигателя

Двигатель в работе. Видео

О том, как работает асинхронный двигатель в режиме генератора, можно посмотреть в этом видео. Здесь представлены дельные советы по оптимизации процесса, в том числе и те, которые относятся к схемам управления фазным вращением.

Таким образом, зная особенности работы индукционной машины, с уверенностью можно сказать, что преобразование в механическую энергию электрической происходит в результате вращения вала электродвигателя (ротора).

Скорость вращения магнитного поля ротора и статора напрямую зависит от частоты питающей сети и количества пар полюсов. В случае, когда тип двигателя ограничивает число пар полюсов, то для управления изменением частоты питающей сети в больший диапазон используют частотный преобразователь.

Выше рассмотрены особенности управления фазным вращением. Также приведены отличия конструкции с короткозамкнутым минимальным ротором, который используется для уменьшения сопротивления. Следует помнить, что устройство некоторых агрегатов подразумевает возможность их применения только в цепях постоянного тока. Преобразователи с фазным вращением работают при питании переменным током.

 

Оцените статью:

elquanta.ru

Однофазный индукционный электродвигатель

Однофазный индукционный электрический двигатель содержит устройство, предотвращающее потребление мощности, которое включает элемент передачи сигнала и переключатель. Переключатель замыкается/размыкается в зависимости от токового сигала, поступающего от элемента передачи токового сигнала. Предотвращающее потребление мощности устройство не допускает поступление тока к пусковому устройству при работе электродвигателя в нормальном режиме, благодаря чему обеспечивается технический результат - предотвращается потребление мощности пусковым устройством при работе двигателя в нормальном режиме - и не происходит снижение коэффициента полезного действия однофазного индукционного электрического двигателя. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к однофазным индукционным электродвигателям, а более конкретно к однофазным индукционным электродвигателям, имеющим средство для предотвращения прохождения малых токов к пусковому устройству, включающее элемент с положительным температурным коэффициентом (ПТК), или ему подобный, при работе электродвигателя в нормальном режиме для предотвращения снижения коэффициента полезного действия электродвигателя из-за потребления мощности пусковым устройством при работе электродвигателя в нормальном режиме.

Уровень техники

Типовой однофазный индукционный электродвигатель описан со ссылкой на фиг.1.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема обычного однофазного индукционного электродвигателя. Как видно на фиг.1, типовой однофазный индукционный электродвигатель запускается от источника электропитания Е и включает основную обмотку М, вспомогательную обмотку S, соединенный последовательно со вспомогательной обмоткой S рабочий конденсатор Cr и соединенный параллельно с рабочим конденсатором Cr элемент с положительным термическим коэффициентом (далее называемый ПТК-элемент). Последовательно с пусковым устройством может быть соединен пусковой конденсатор Cs.

ПТК-элемент, который используется в качестве пускового устройства, представляет собой элемент, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры. При высокой температуре сопротивление элемента является высоким, а при низкой - низким.

Выполненный, как описано выше, типовой однофазный индукционный электродвигатель работает следующим образом.

При запуске электродвигателя от источника электропитания Е сопротивления ПТК-элемент является низким, при этом электрический ток, подаваемый на вспомогательную обмотку S, проходит через ПТК-элемент и пусковой конденсатор Cs. Соответственно, при запуске электродвигателя возникает высокий пусковой крутящий момент.

С другой стороны, когда после прохождения определенного времени от запуска электродвигателя он начинает работать в нормальном режиме, температура ПТК-элемента увеличивается и его сопротивление становится очень высоким, замыкая тем самым соединительную линию пускового устройства, посредством которой ПТК-элемент соединен с электросхемой. Когда соединительная линия пускового устройства замкнута, ток, подаваемый на вспомогательную обмотку S, протекает через рабочий конденсатор Cr и основная обмотка М, вспомогательная обмотка S и рабочий конденсатор Cr создают магнитные поля, взаимодействие которых с ротором (не показано) заставляет последний вращаться с синхронной скоростью.

В идеале, когда электродвигатель находится в нормальном рабочем режиме, сопротивление ПТК-элемент становится очень высоким и электроток не проходит через него. Однако на практике и при нормальном рабочем режиме электродвигателя малые токи все же проходят через ПТК-элемент, вызывая тем самым ненужное потребление мощности, из-за чего снижается общий коэффициент полезного действия электродвигателя.

Одним из вариантов решения этой проблемы является снабжение однофазного индукционного электродвигателя средством для предотвращения потребления ПТК-элементом мощности при нормальной работе электродвигателя.

На фиг.2 показана принципиальная электрическая схема однофазного индукционного электродвигателя, включающего средство для предотвращения потребления мощности пусковым устройством при нормальном режиме работы. Как видно на фиг.2, однофазный индукционный электродвигатель включает основную обмотку М, вспомогательную обмотку S, поисковую катушку 1 и симметричный триодный тиристор 2. Основная обмотка М создает изменяемый по времени магнитный поток, который наводит напряжение в поисковой катушке 1. Наведенное в поисковой катушке 1 напряжение прикладывается к затвору симметричного триодного тиристора 2, который является полупроводниковым коммутационным элементом.

При запуске электродвигателя на основную обмотку М поступают большие электротоки, соответственно, в поисковой катушке 1 наводится высокое напряжение, благодаря чему происходит отпирание симметричного триодного тиристора 2. Как только симметричный триодный тиристор 2 отпирается, электроток, подаваемый на вспомогательную обмотку S, проходит через симметричный триодный тиристор 2 и сопротивление R, соответствующее пусковому устройству.

С другой стороны, когда электродвигатель работает уже в нормальном режиме, на основную обмотку М подается малый электроток, поэтому в поисковой катушке 1 наводится низкое напряжение, запирая тем самым симметричный триодный тиристор 2. При запертом симметричном триодном тиристоре 2 все подаваемые на вспомогательную обмотку S токи проходят через рабочий конденсатор Cr, предотвращая тем самым потребление ПТК-элементом (соответствует сопротивлению R) мощности при работе электродвигателя в нормальном режиме.

Однако при применении вышеуказанного средства для предотвращения потребления мощности ПТК-элементом при работе электродвигателя в нормальном режиме трудно установить поисковую катушку, а также дополнительное устройство для наведения напряжения изменяющимися по времени магнитными полями, что влечет затраты на установку и ведет к снижению коэффициента полезного действия электродвигателя.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение было сделано с учетом вышеуказанных проблем, и его задачей является создание однофазного индукционного электрического двигателя, в котором можно предотвратить поступление тока к пусковому устройству с тем, чтобы не допустить нежелательное потребление им мощности в нормальном режиме работы, что может быть осуществлено за счет введения устройства для предотвращения нежелательного потребления мощности пусковым устройством, благодаря чему повышается эффективность установки и общий коэффициент полезного действия электродвигателя.

В соответствии с одним из аспектов изобретения эти и другие задачи могут быть решены благодаря созданию однофазного индукционного электродвигателя, имеющего основную обмотку, вспомогательную обмотку и рабочий конденсатор и содержащего также пусковое устройство для создания высокого пускового крутящего момента при запуске электродвигателя; и средство для предотвращения потребления мощности, не позволяющее току проходить к пусковому устройству, чтобы избежать потребление мощности пусковым устройством при работе электродвигателя в нормальном режиме.

Предпочтительно данное средство для предотвращения потребления мощности содержит элемент передачи токового сигнала и переключатель для управления прохождением тока к пусковому устройству в зависимости от токового сигнала, полученного от элемента передачи токового сигнала. При работе электродвигателя в нормальном режиме переключатель разомкнут, предотвращая тем самым прохождение тока к пусковому устройству.

Элемент передачи токового сигнала предпочтительно содержит трансформатор тока, имеющий первичную и вторичную обмотки, при этом во вторичной обмотке наводится ток в зависимости от величины тока, поступающего в первичную обмотку, и трансформатор тока передает наведенный в первичной обмотке ток к внешнему элементу.

Когда трансформатор тока используется как элемент передачи токового сигнала, этот трансформатор соединен последовательно с одним из концов основной обмотки или с одним выходом источника электропитания. Переключатель предпочтительно представляет собой симметричный триодный тиристор с затвором, на который поступает ток, наведенный во вторичной обмотке трансформатора тока, при этом симметричный триодный тиристор отпирается/запирается в зависимости от величины тока, подаваемого на его затвор. В качестве переключателя может быть использовано реле, которое замыкается/размыкается в зависимости от величины тока, полученного со вторичной обмотки трансформатора тока.

В соответствии с другим аспектом изобретения его задачи могут быть решены благодаря созданию однофазного индукционного электродвигателя, имеющего основную обмотку, вспомогательную обмотку и рабочий конденсатор и содержащего также пусковое устройство для создания высокого пускового крутящего момента при запуске электродвигателя; и соленоидный выключатель для управления прохождением тока к пусковому устройству так, что предотвращается поступление тока к пусковому устройству и потребление мощности при работе электродвигателя в нормальном режиме.

Предпочтительно соленоидный выключатель содержит катушку, через которую протекает подаваемый на основную обмотку М ток для обеспечения или предотвращения прохождения тока к пусковому устройству в зависимости от величины протекающего через катушку тока.

Краткое описание чертежей

Указанные выше возможности и преимущества изобретения будут более понятны из последующего подробного описания и прилагаемых чертежей, на которых:

фиг.1 представляет собой принципиальную электрическую схему типового однофазного индукционного электродвигателя;

фиг.2 представляет собой принципиальную электрическую схему типового однофазного индукционного электродвигателя, имеющего средство для предотвращения потребления мощности пусковым устройством в нормальном режиме работы;

фиг.3 представляет собой принципиальную электрическую схему однофазного индукционного электродвигателя в соответствии с первым вариантом выполнения изобретения;

фиг.4 представляет собой принципиальную электрическую схему однофазного индукционного электродвигателя в соответствии со вторым вариантом выполнения изобретения;

фиг.5 представляет собой принципиальную электрическую схему однофазного индукционного электродвигателя в соответствии с третьим вариантом выполнения изобретения;

фиг.6 представляет собой принципиальную электрическую схему однофазного индукционного электродвигателя в соответствии с четвертым вариантом выполнения изобретения.

Осуществление изобретения

Далее варианты выполнения типового однофазного индукционного электродвигателя будут более подробно описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи. Одни и те же элементы будут одинаково названы в описании и имеют одинаковые ссылочные номера на чертежах.

На фиг.3-6 представлены принципиальные электрические схемы однофазного индукционного электродвигателя в соответствии с первым, вторым, третьим и четвертым вариантами выполнения изобретения. Однофазные индукционные двигатели в соответствии с настоящим изобретением обычно включают основную обмотку М, вспомогательную обмотку S, рабочий конденсатор Cr и пусковое устройство (например, ПТК-элемент), соединенное параллельно с рабочим конденсатором Cr. Однофазный индукционный электродвигатель может также включать пусковой конденсатор Cs, подключаемый параллельно с пусковым устройством.

На фиг.3 представлена принципиальная электрическая схема однофазного индукционного электродвигателя в соответствии с первым вариантом выполнения изобретения. В этом варианте однофазный индукционный электродвигатель включает средство для предотвращения потребления мощности пусковым устройством из-за невозможности протекания тока через пусковое устройство в нормальном рабочем режиме электродвигателя (т.е. индукционном режиме). Средство для предотвращения нежелательного потребления мощности включает трансформатор тока 10 (токовый трансформатор 10) и переключатель, как показано на фиг.3. В данном варианте выполнения переключатель содержит симметричный триодный тиристор 20.

Трансформатор тока 10 соединен последовательно с одним концом основной обмотки М так, что ток, подаваемый к основной обмотке М, проходит по первичной обмотке трансформатора тока 10, а ток, наводимый во вторичной обмотке трансформатора тока 10 в соответствии с величиной тока на первичной обмотке, поступает на затвор симметричного триодного тиристора 20.

На фиг.4 представлена принципиальная электрическая схема однофазного индукционного электродвигателя в соответствии со вторым вариантом выполнения изобретения. Как видно на фиг.4, однофазный индукционный электродвигатель в соответствии с этим вариантом выполнения также включает переключатель и токовый трансформатор 10, который служит для передачи токового сигнала как переключающего сигнала на переключатель. В данном варианте выполнения переключатель содержит симметричный триодный тиристор 20. В частности, трансформатор тока 10 соединен последовательно с одним выходом источника электропитания Е, поэтому ток от источника электропитания подается на первичную обмотку трансформатора тока 10.

На фиг.5 представлена принципиальная электрическая схема однофазного индукционного электродвигателя в соответствии с третьим вариантом выполнения изобретения. Как видно на фиг.5, в однофазном индукционном электрическом электродвигателе в соответствии с этим вариантом выполнения использован токовый трансформатор 10 для передачи токового сигнала на переключатель точно так же, как и в вышеуказанном варианте. Электродвигатель в соответствии с этим вариантом характеризуется тем, что переключатель содержит реле 21, которое замыкается/размыкается в зависимости от величины тока, полученного со вторичной обмотки токового трансформатора 10.

На фиг.6 представлена принципиальная электрическая схема однофазного индукционного электродвигателя в соответствии с четвертым вариантом выполнения изобретения. Как видно на фиг.6, однофазный индукционный электродвигатель в соответствии с этим вариантом выполнения также содержит основную обмотку М, вспомогательную обмотку S, рабочий конденсатор Cr, пусковой конденсатор Cs и пусковое устройство, а также соленоидный выключатель 40 в качестве средства для предотвращения потребления мощности пусковым устройством при работе электродвигателя в нормальном режиме.

Соленоидный выключатель 40 содержит переключающую часть 41, соленоид 42, пружину 43 и пластину 44. В типичном случае соленоид 42 имеет намотанную вокруг металлического цилиндра обмотку, охватывающую сердечник. Переключающая часть 41, расположенная выше соленоида 42, замыкается/размыкается для открывания или закрывания соединительной линии пускового устройства, посредством которой пусковой конденсатор Cs и ПТК-элемент 30 соединены последовательно. Пружина 43 и пластина 44, имеющая определенный вес, расположены под соленоидом 42. Переключающая часть 41 для осуществления закрывания или открывания соединительной линии пускового устройства соединена последовательно с пусковым устройством так, что ток не может протекать к пусковому устройству когда переключающая часть 41 разомкнута.

Как показано на фиг.3-6, пусковое устройство может содержать ПТК-элемент 30.

Далее будет более подробно описана со ссылкой на фиг.3-6 конструкция и работа однофазного индукционного электродвигателя, выполненного в соответствии с первым - четвертым вариантами выполнения изобретения.

Как показано на фиг.3, однофазный индукционный электродвигатель в соответствии с этим вариантом выполнения содержит основную обмотку М, вспомогательную обмотку S, рабочий конденсатор Cr, пусковой конденсатор Cs и пусковое устройство. При подаче электропитания от источника Е основная обмотка М и вспомогательная обмотка S создают магнитные поля, благодаря взаимодействию которых возникает крутящий момент. Рабочий конденсатор Cr соединен последовательно со вспомогательной обмоткой S, а пусковое устройство соединено параллельно с рабочим конденсатором Cr. К примеру, пусковое устройство содержит ПТК-элемент 30, как показано на фиг.3.

Однофазный индукционный электродвигатель в соответствии с этим вариантом выполнения содержит трансформатор тока 10 и симметричный триодный тиристор 20 для предотвращения ненужного потребления энергии, которое может иметь место в обычных электродвигателях при нормальном режиме работы из-за малых токов, протекающих через ПТК-элемент 30. Благодаря такому выполнению увеличивается общий коэффициент полезного действия электродвигателя.

Трансформатор тока 10 по конструкции аналогичен обычному трансформатору напряжения. То есть, трансформатор тока 10 содержит первичную обмотку с небольшим количеством витков, намотанную на ламинированный сердечник, и вторичную обмотку с большим количеством витков. Ток индуцируется во вторичной обмотке в соответствии с величиной тока, подаваемого на первичную обмотку. Величина тока, индуцируемого во вторичной обмотке, обратно пропорциональна количеству витков вторичной обмотки.

Симметричный триодный тиристор 20 соединен последовательно с ПТК-элементом 30. Ток, возбуждаемый во вторичной обмотке токового трансформатора 10, подается на затвор симметричного триодного тиристора 20, так что симметричный триодный тиристор 20 запирается/отпирается в зависимости от величины тока, поступающего на затвор.

Первый вариант выполнения характеризуется тем, что трансформатор тока 10 соединен последовательно с одним концом основной обмотки М, так что ток, поступающий на основную обмотку М от источника электропитания Е, течет на первичную обмотку токового трансформатора 10.

При запуске электродвигателя ток от источника электропитания Е разделяется и поступает на основную обмотку М и на вспомогательную обмотку S. При этом на основную обмотку М поступает ток большой величины, поэтому и на первичную обмотку токового трансформатора 10 приходит ток большой величины. При поступлении тока большой величины на первичную обмотку токового трансформатора 10 в его вторичной обмотке наводится ток тоже большой величины. При поступлении большого тока от вторичной обмотки на затвор симметричного триодного тиристора 20 последний отпирается. Более того, при запуске электродвигателя ПТК-элемент 30 имеет низкое сопротивление, так что ток, поступивший на вспомогательную обмотку S, протекает через соединительную линию пускового устройства, посредством которой симметричный триодный тиристор 20, пусковой конденсатор Cs и ПТК-элемент 30 соединены последовательно.

Таким способом ток от вспомогательной обмотки S течет через пусковой конденсатор Cs при запуске электродвигателя, тем самым улучшая его пусковые характеристики.

По истечении определенного времени электродвигатель начинает работать в нормальном режиме, при этом величина тока, поступающего от источника Е на основную обмотку М, невелика. После того как электродвигатель проработает какое-то определенное время, температура ПТК-элемента 30 увеличивается, следовательно, увеличивается и его сопротивление. Соответственно, общее эквивалентное сопротивление соединительной линии пускового устройства также увеличивается, из-за чего изменяется протекание тока так, что большая часть подаваемого на вспомогательную обмотку S тока течет через рабочий конденсатор Cr.

В типовом однофазном индукционном электрическом электродвигателе через ПТК-элемент 30 все же протекают небольшие токи даже, когда электродвигатель работает в нормальном режиме, поэтому ПТК-элемент 30 потребляет нежелательную энергию, снижая тем самым коэффициент полезного действия электродвигателя.

Однако в однофазном индукционном электрическом электродвигателе в соответствии с первым вариантом выполнения изобретения используется токовый трансформатор 10 и симметричный триодный тиристор 20 для предотвращения нежелательного потребления энергии ПТК-элементом 30. Более конкретно, когда электродвигатель работает в нормальном режиме, величина тока, поступающего к основной обмотке М, уменьшается, как это было описано выше, поэтому величина тока, текущего к первичной обмотке токового трансформатора 10, также уменьшается, и, соответственно, уменьшается величина тока во вторичной обмотке.

Так как величина тока, наводимого во вторичной обмотке, уменьшается, уменьшается и величина тока, поступающего с вторичной обмотки токового трансформатора 10 на затвор симметричного триодного тиристора 20, из-за чего симметричный триодный тиристор 20 запирается. С запиранием симметричного триодного тиристора 20 предотвращается протекание тока через пусковой конденсатор Cs и ПТК-элемент 30 при работе электродвигателя в нормальном режиме. Следовательно, при выполнении электродвигателя в соответствии с первым вариантом предотвращается нежелательное потребление мощности, вызываемое в типовых электродвигателях небольшими токами, протекающими через пусковой конденсатор Cs и ПТК-элемент 30 при работе электродвигателя в нормальном режиме, соответственно, увеличивается общий коэффициент полезного действия электродвигателя.

Далее будет дано подробное описание однофазного индукционного электродвигателя в соответствии со вторым вариантом выполнения. Как показано на фиг.4, однофазный индукционный электродвигатель в соответствии с этим вариантом содержит основную обмотку М, вспомогательную обмотку S, рабочий конденсатор Cr, пусковой конденсатор Cs и пусковое устройство. Точно так же, как и в первом варианте выполнения, основная обмотка М и вспомогательная обмотка S создают магнитные поля, благодаря взаимодействию которых возникает крутящий момент. Рабочий конденсатор Cr соединен последовательно со вспомогательной обмоткой, а пусковой конденсатор Cs соединен параллельно с рабочим конденсатором Cr. Пусковое устройство содержит, например, ПТК-элемента 30, как показано на фиг.4.

Однофазный индукционный электродвигатель в соответствии с этим вариантом выполнения содержит трансформатор тока 10 и симметричный триодный тиристор 20 для предотвращения протекания тока от ПТК-элемента 30 при нормальном режиме работы электродвигателя. Токовый трансформатор 10 соединен последовательно с одним выходом источника электропитания Е, так что при запуске электродвигателя ток от источника электропитания Е поступает на основную обмотку токового трансформатора 10.

Когда электродвигатель работает в нормальном режиме, величина тока, подаваемого на первичную обмотку токового трансформатора 10, уменьшается и поэтому уменьшается и величина тока, наводимого во вторичной обмотке. С уменьшением величины тока, наводимого во вторичной обмотке, уменьшается и величина тока, поступающего с вторичной обмотки токового трансформатора 10 на затвор симметричного триодного тиристора 20, из-за чего симметричный триодный тиристор 20 запирается. С запиранием симметричного триодного тиристора 20 предотвращается поступление тока к ПТК-элементу 30 при нормальном режиме работы электродвигателя.

Теперь будет дано подробное описание однофазного индукционного электродвигателя в соответствии с третьим вариантом выполнения. Как показано на фиг.5, однофазный индукционный электродвигатель в соответствии с этим вариантом содержит основную обмотку М, вспомогательную обмотку S, рабочий конденсатор Cr, пусковой конденсатор Cs и пусковое устройство (например, ПТК-элемент 30), как и в вышеприведенных вариантах.

Однофазный индукционный электродвигатель в соответствии с третьим вариантом выполнения включает токовый трансформатор 10 и переключатель (в данном варианте - это реле 21), в качестве средства для предотвращения нежелательного потребления мощности ПТК-элементом 30 при работе электродвигателя в нормальном режиме. Реле 21 замыкается/размыкается в зависимости от интенсивности магнитного поля, создаваемого током, полученным с вторичной обмотки токового трансформатора 10. Токовый трансформатор 10 и переключатель (т.е. реле 21) работают точно так же, как и в вышеприведенных вариантах, и предотвращают поступление тока на ПТК-элемент 30 при нормальном режиме работы электродвигателя.

В этом варианте токовый трансформатор 10 может быть соединен последовательно с одним выходом источника электропитания Е, поэтому ток от источника электропитания попадает на первичную обмотку токового трансформатора 10. В ином случае токовый трансформатор 10 может быть соединен последовательно с одним из концов основной обмотки М, так что ток, подающийся на основную обмотку М, поступает на первичную обмотку токового трансформатора 10.

Далее будет дано подробное описание однофазного индукционного электродвигателя в соответствии с четвертым вариантом выполнения. Как показано на фиг.6, однофазный индукционный электродвигатель в соответствии с этим вариантом содержит основную обмотку М, вспомогательную обмотку S, соединенный последовательно со вспомогательной обмоткой рабочий конденсатор Cr и ПТК-элемент 30, соединенный параллельно с рабочим конденсатором Cr. Однофазный индукционный электродвигатель может также включать пусковой конденсатор Cs, соединенный последовательно с ПТК-элементом 30, как и в вышеприведенных вариантах. Эти элементы электродвигателя работают точно так же, как и в вышеприведенных вариантах.

В однофазном индукционном электрическом электродвигателе в соответствии с четвертым вариантом используется соленоидный выключатель 40 в качестве средства для предотвращения потребления мощности ПТК-элементом 30 за счет невозможности прохождения через него тока при работе электродвигателя в нормальном режиме.

Соленоидный выключатель 40 содержит переключающую часть 41, соленоид 42, пружину 43 и пластину 44. Обычный соленоид имеет катушку, накрученную вокруг металлического цилиндра, охватывающего сердечник. Переключающая часть 41, расположенная над соленоидом 42, замыкается или размыкается для открытия или закрытия соединительной линии пускового устройства, посредством которой последовательно соединены пусковой конденсатор Cs и ПТК-элемент 30. Пружина 43 и пластина 44, имеющая определенный вес, расположены под соленоидом 42.

Если через обмотку соленоида 42 проходит небольшой ток, сердечник соленоида из-за веса пластины 44 находится в нижнем положении, сохраняя тем самым переключающую часть разомкнутой. Наоборот, при протекании через обмотку соленоида 42 большого тока обмотка создает сильные магнитные поля, вынуждая сердечник двигаться вверх и входить в металлический цилиндр. Когда сердечник окажется полностью в цилиндре, соединенная с ним переключающая часть 41 становится замкнутой, закрывая тем самым соединительную линию пускового устройства.

В соответствии с настоящим изобретением катушка, через которую поступает ток от источника электропитания Е или ток на основную обмотку М, образует соленоид 42.

На фиг.6 изображен конкретный пример, когда катушка, через которую проходит ток на основную обмотку М, накручена в виде соленоида 42.

Переключающая часть 41, образованная на одном конце соединительной линии пускового устройства, посредством которой соединены пусковой конденсатор Cs и ПТК-элемент 30, замыкается/размыкается в зависимости от величины тока, проходящего через соленоид 42 так, чтобы предотвращать протекание тока через ПТК-элемент 30 при нормальном режиме работы электродвигателя.

При запуске электродвигателя большой ток идет от источника электропитания Е на основную обмотку М, поэтому и через катушку соленоида 42 тоже течет большой ток.

Соответственно, катушка соленоида 42 создает сильные магнитные поля, вынуждающие сердечник двигаться, так что находящаяся выше соленоида 42 переключающая часть 41 замкнута, закрывая тем самым соединительную линию пускового устройства, посредством которой последовательно связаны пусковой конденсатор Cs и ПТК-элемент 30.

С другой стороны, при запуске электродвигателя ПТК-элемент 30 имеет низкое сопротивление, позволяя току, подаваемому на вспомогательную обмотку S, проходить через соединительную линию пускового устройства.

Когда по истечении определенного времени электродвигатель окажется в нормальном режиме работы, величина тока, подаваемого на основную обмотку М, уменьшается и, соответственно, уменьшается также величина тока, подаваемого на катушку соленоида 42, и соленоид 42 создает слабые магнитные поля.

Когда электродвигатель работает в нормальном режиме, сердечник соленоида 42 тянется вниз механизмом пружины 43 и пластиной 44, которые расположены под соленоидом 42. При движении сердечника вниз переключающая часть 41, находящаяся выше соленоида 42, размыкается, предотвращая тем самым прохождение тока к пусковому конденсатору Cs и ПТК-элементу 30.

Как следует из приведенного описания, настоящее изобретение представляет собой однофазный индукционный электродвигатель, содержащий устройство, предотвращающее потребление мощности от источника электропитания, имеющее элемент передачи токового сигнала и переключатель, который находится в замкнутом/разомкнутом положении в зависимости от токового сигнала, полученного от элемента передачи токового сигнала. Устройство, предотвращающее потребление мощности, препятствует прохождению тока к пусковому устройству при работе электродвигателя в нормальном режиме и таким образом позволяет избежать нежелательного потребления мощности пусковым устройством при работе электродвигателя в нормальном режиме, предотвращая уменьшение коэффициента полезного действия однофазного индукционного электродвигателя из-за нежелательного потребления мощности.

Приведенные варианты выполнения изобретения были раскрыты для иллюстрации, и любой специалист понимает, что допускаются различные модификации, дополнения и замены, не нарушая объема и духа изобретения, как оно сформулировано в формуле изобретения.

1. Однофазный индукционный электродвигатель, содержащий основную обмотку, вспомогательную обмотку и рабочий конденсатор, характеризующийся тем, что он дополнительно содержит пусковое устройство для создания высокого пускового крутящего момента при запуске электродвигателя, пусковой конденсатор и средство для предотвращения потребления мощности, не позволяющее току проходить к пусковому устройству при работе электродвигателя в нормальном режиме, чтобы избежать потребления мощности пусковым устройством, при этом пусковое устройство содержит элемент с положительным температурным коэффициентом, а средство для предотвращения потребления мощности содержит трансформатор тока, имеющий первичную и вторичную обмотки, при этом во вторичной обмотке наводится ток, который зависит от величины тока, поступающего в первичную обмотку, и переключатель для предотвращения прохождения тока к элементу с положительным температурным коэффициентом в зависимости от токового сигнала, полученного со вторичной обмотки трансформатора тока при работе электродвигателя в нормальном режиме.

2. Электродвигатель по п.1, характеризующийся тем, что трансформатор тока соединен последовательно с одним из концов основной обмотки.

3. Электродвигатель по п.1, характеризующийся тем, что переключатель представляет собой симметричный триодный тиристор с затвором, на который поступает ток, наведенный во вторичной обмотке трансформатора тока, при этом симметричный триодный тиристор выполнен с возможностью отпирания/запирания в зависимости от величины тока, подаваемого на его затвор.

4. Электродвигатель по п.1, характеризующийся тем, что переключатель представляет собой реле, которое имеет возможность замыкаться/размыкаться в зависимости от величины тока, полученного со вторичной обмотки трансформатора тока.

5. Электродвигатель по п.1, характеризующийся тем, что трансформатор тока соединен последовательно с одним выходом источника электропитания.

6. Однофазный индукционный электродвигатель, содержащий основную обмотку, вспомогательную обмотку и рабочий конденсатор, характеризующийся тем, что он дополнительно содержит пусковое устройство для создания высокого пускового крутящего момента при запуске электродвигателя, и соленоидный выключатель для управления прохождением тока к пусковому устройству так, что при работе электродвигателя в нормальном режиме предотвращено поступление тока к пусковому устройству и потребление мощности пусковым устройством, при этом соленоидный выключатель содержит катушку для протекания по ней тока, подаваемого на основную обмотку, для обеспечения или предотвращения прохождения тока к пусковому устройству в зависимости от величины протекающего через катушку тока.

7. Электродвигатель по п.6, характеризующийся тем, что дополнительно содержит пусковой конденсатор.

8. Электродвигатель по п.6, характеризующийся тем, что пусковое устройство содержит элемент с положительным температурным коэффициентом.

www.findpatent.ru

Импульсный индукционный однофазный электродвигатель

 

О П И СА Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советокин

Социалистически» республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 01.1Ч.1970 (№ 1447261/24-7) М. Кл. Н 02k 17/10 с присоединением заявок № 1426716/24-7 и

1438581/24-7

Приоритет

Комитет по делам изобретений и атнры"..в при Совете Мииистроа

CCGP

Опубликовано 15.Ч.1972. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 8Х1.1972

УДК 621.313.33.025.1 (088.81

Авторы изобрете,ния

В. В. Павлов и Ю. П. Злобин

Заявитель

ИМПУЛЬСНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ ОДНОФАЗНЫЙ

3JI ЕКТРОДВ И ГАТЕЛ Ь

Известны импульсные индукционные однофазные электродвигатели, содержащие индуктор, короткозамкнутый ротор и токопроводящий экран. Последний установлен на полюсе магнитопровода статора.

В описываемом двигателе индуктор выполнен в виде однослойной спирали, на поверхности которой непосредственно установлен экран, при этом магнитопр>овод статора отсутствует. Это приводит к уменьшению веса двигателя.

На фиг. 1 схематично показан описываемый электродвигатель с цилиндрическим ротором, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид сверху, Электродвигатель состоит из ицдуктора 1, выполненного из проволоки с малым удельным сопротивлением. Индуктор,установлеH на верхних лапах двух боковин 2. Нижние лапы боковин 2 соединены между собой основанием

8. В боковина.: установлены подшипники 4, через которые проходит вал 5 ротора-барабана 6, выполненного из металлического материала. II3 поверхности ротора, образук цей ццлиггдp> установлеltht ин,(>>1

7 в виде металлических колец. Сверху, спереди н сзади ротор дополшггсльно закрыт крышками. Индуктор, боковины, основание и крышка образуют статор и корпус двигателя.

На ипдукгоре установлен экран 8, закрывающий его наполовину, Такой двигатель может оыть выполнен линейным, а также с дисковым ротором.

Предлагаемый электродвигатель работает следующим образом. Питание к ипдуктору /

5 подается от генератора электрическтгх импульсов. Электрическая энергия, потребляемая ппдуктором, излучается в виде силового поля.

Г!оле индуктора наводит в индукторах-отражателях 7 э.д.с., и следовательно, возникает и

10 их собственное поле, В результате взаимодействия полей индуктора и отражателей появляются выталкивающие силы, которые выталкивают отражатели из поля пндуктора. Действие выталкивающих сил на отражатели пере15 дается на бараоан, в результате чего возникает вращающий элемент»а валу.

Экран обеспечивает несимметричность воздействия излучения индуктора на ротор, необходимую в однофазных двигателях для соз20 дания вращающего момента.

Г1редмет изобретения

Импульсный индукционный однофазный электродвигатель, содержащий индуктор, ко25 роткозамкнутыи немагнитный ротор и токопроводящий экран, от гггчпгощийся тем, что, с пелью уменьшения веса, индуктор выполнен в виде однослойной спирали, на поверхности которой непосредственно установлен токопрово30 дящпц экран

Фиг, 1

Составитель 3. Горник

Техред T. Курилко

Редактор В, Фельдман

Корректор Л. Бадылама

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ !767!! Изд. ¹ 666 Тираж 448 Подписное

ЦНИИП!! Когпитета по делагп изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Импульсный индукционный однофазный электродвигатель Импульсный индукционный однофазный электродвигатель 

www.findpatent.ru

Однофазный индукционный двигатель

 

169664

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 16.Х1,1962 (№ 803572/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 17.lll.1965. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 17Х1.1965

Кл. 21d>, 18е

Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

МПК H 02k

УД К 621.313.333.2 (088.8) Автор изобретения

3. Г. Церцвадзе

Заявитель

ОДНОФАЗНЪ|Й ИНДУКЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

10.Подписная epgnna № 98

Из вестны однофазные индукционные двигатели с двумя парами явно выраженных полюсов с короткозамкнутыми витками и сосредоточенными катушками, соединенными последовательно.

В предложенном двигателе, с целью повышения пускового момента, одна пара полюсов смещена по окружности к другой паре на 90, а в а ксиальном направлении на величину, приблизительно рав ную ширине полюса.

Короткозамкнутые витки могут быть расположены и на одной, паре полюсов.

На фиг. 1 изображен продольный разрез двигателя,по полюсам одной фазы; на фиг.

2 — то же, по полюсам другой фазы.

Полюса, соответствующие фазам А и Б, сдвинуты относительно друг друга на определенный угол (— или близко к — ). Форма

2 2 полюсных башмаков выбрана такой, чтобы обеспечивалось приблизительно синусоидальное распределение магнитной индукции по полюсной дуге.

Обмотки фаз соединены последовательно, а на полюсах одной из них расположены короткозамкнутые витки, обеспечивающие сдвиг во времени между потоками фаз.

5 Для ревесирования двигателя следует изменить направление тока в фазе А или Б.

Предмет изобретения

1. Однофазный индукционный двигатель с двумя парами явно выраженных полюсов с коромкозамкнутыми витками и сосредоточенБ ными катушками, соединенными последовательно, отличающийся тем, что, с целью повышения пускового момента, одна пара полюсов смещена по окружности к другой паре на 90 и в аксиальном направлении на величину, 20 приблизительно равную ширине полюса.

2. Двигатель по п, 1, отличающийся тем, что короткозамынутые,витки расположены только на одной паре полюсов.

169664

Фе/2 1

Составитель С. Ситникова

Редактор Т. Каранова Техред T. П. Курилко

Корректор Л. М. Комарова

Заказ 1265/1 Тираж 1675 Формат бум. 600(90 /8 Обьем 0,13 изд. л. Цена 5 кои.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыт-tA СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2

Однофазный индукционный двигатель Однофазный индукционный двигатель 

www.findpatent.ru

Однофазный индукционный электродвигатель | Банк патентов

Однофазный индукционный электрический двигатель содержит устройство, предотвращающее потребление мощности, которое включает элемент передачи сигнала и переключатель. Переключатель замыкается/размыкается в зависимости от токового сигала, поступающего от элемента передачи токового сигнала. Предотвращающее потребление мощности устройство не допускает поступление тока к пусковому устройству при работе электродвигателя в нормальном режиме, благодаря чему обеспечивается технический результат - предотвращается потребление мощности пусковым устройством при работе двигателя в нормальном режиме - и не происходит снижение коэффициента полезного действия однофазного индукционного электрического двигателя. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к однофазным индукционным электродвигателям, а более конкретно к однофазным индукционным электродвигателям, имеющим средство для предотвращения прохождения малых токов к пусковому устройству, включающее элемент с положительным температурным коэффициентом (ПТК), или ему подобный, при работе электродвигателя в нормальном режиме для предотвращения снижения коэффициента полезного действия электродвигателя из-за потребления мощности пусковым устройством при работе электродвигателя в нормальном режиме.

Уровень техники

Типовой однофазный индукционный электродвигатель описан со ссылкой на фиг.1.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема обычного однофазного индукционного электродвигателя. Как видно на фиг.1, типовой однофазный индукционный электродвигатель запускается от источника электропитания Е и включает основную обмотку М, вспомогательную обмотку S, соединенный последовательно со вспомогательной обмоткой S рабочий конденсатор Cr и соединенный параллельно с рабочим конденсатором Cr элемент с положительным термическим коэффициентом (далее называемый ПТК-элемент). Последовательно с пусковым устройством может быть соединен пусковой конденсатор Cs.

ПТК-элемент, который используется в качестве пускового устройства, представляет собой элемент, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры. При высокой температуре сопротивление элемента является высоким, а при низкой - низким.

Выполненный, как описано выше, типовой однофазный индукционный электродвигатель работает следующим образом.

При запуске электродвигателя от источника электропитания Е сопротивления ПТК-элемент является низким, при этом электрический ток, подаваемый на вспомогательную обмотку S, проходит через ПТК-элемент и пусковой конденсатор Cs. Соответственно, при запуске электродвигателя возникает высокий пусковой крутящий момент.

С другой стороны, когда после прохождения определенного времени от запуска электродвигателя он начинает работать в нормальном режиме, температура ПТК-элемента увеличивается и его сопротивление становится очень высоким, замыкая тем самым соединительную линию пускового устройства, посредством которой ПТК-элемент соединен с электросхемой. Когда соединительная линия пускового устройства замкнута, ток, подаваемый на вспомогательную обмотку S, протекает через рабочий конденсатор Cr и основная обмотка М, вспомогательная обмотка S и рабочий конденсатор Cr создают магнитные поля, взаимодействие которых с ротором (не показано) заставляет последний вращаться с синхронной скоростью.

В идеале, когда электродвигатель находится в нормальном рабочем режиме, сопротивление ПТК-элемент становится очень высоким и электроток не проходит через него. Однако на практике и при нормальном рабочем режиме электродвигателя малые токи все же проходят через ПТК-элемент, вызывая тем самым ненужное потребление мощности, из-за чего снижается общий коэффициент полезного действия электродвигателя.

Одним из вариантов решения этой проблемы является снабжение однофазного индукционного электродвигателя средством для предотвращения потребления ПТК-элементом мощности при нормальной работе электродвигателя.

На фиг.2 показана принципиальная электрическая схема однофазного индукционного электродвигателя, включающего средство для предотвращения потребления мощности пусковым устройством при нормальном режиме работы. Как видно на фиг.2, однофазный индукционный электродвигатель включает основную обмотку М, вспомогательную обмотку S, поисковую катушку 1 и симметричный триодный тиристор 2. Основная обмотка М создает изменяемый по времени магнитный поток, который наводит напряжение в поисковой катушке 1. Наведенное в поисковой катушке 1 напряжение прикладывается к затвору симметричного триодного тиристора 2, который является полупроводниковым коммутационным элементом.

При запуске электродвигателя на основную обмотку М поступают большие электротоки, соответственно, в поисковой катушке 1 наводится высокое напряжение, благодаря чему происходит отпирание симметричного триодного тиристора 2. Как только симметричный триодный тиристор 2 отпирается, электроток, подаваемый на вспомогательную обмотку S, проходит через симметричный триодный тиристор 2 и сопротивление R, соответствующее пусковому устройству.

С другой стороны, когда электродвигатель работает уже в нормальном режиме, на основную обмотку М подается малый электроток, поэтому в поисковой катушке 1 наводится низкое напряжение, запирая тем самым симметричный триодный тиристор 2. При запертом симметричном триодном тиристоре 2 все подаваемые на вспомогательную обмотку S токи проходят через рабочий конденсатор Cr, предотвращая тем самым потребление ПТК-элементом (соответствует сопротивлению R) мощности при работе электродвигателя в нормальном режиме.

Однако при применении вышеуказанного средства для предотвращения потребления мощности ПТК-элементом при работе электродвигателя в нормальном режиме трудно установить поисковую катушку, а также дополнительное устройство для наведения напряжения изменяющимися по времени магнитными полями, что влечет затраты на установку и ведет к снижению коэффициента полезного действия электродвигателя.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение было сделано с учетом вышеуказанных проблем, и его задачей является создание однофазного индукционного электрического двигателя, в котором можно предотвратить поступление тока к пусковому устройству с тем, чтобы не допустить нежелательное потребление им мощности в нормальном режиме работы, что может быть осуществлено за счет введения устройства для предотвращения нежелательного потребления мощности пусковым устройством, благодаря чему повышается эффективность установки и общий коэффициент полезного действия электродвигателя.

В соответствии с одним из аспектов изобретения эти и другие задачи могут быть решены благодаря созданию однофазного индукционного электродвигателя, имеющего основную обмотку, вспомогательную обмотку и рабочий конденсатор и содержащего также пусковое устройство для создания высокого пускового крутящего момента при запуске электродвигателя; и средство для предотвращения потребления мощности, не позволяющее току проходить к пусковому устройству, чтобы избежать потребление мощности пусковым устройством при работе электродвигателя в нормальном режиме.

Предпочтительно данное средство для предотвращения потребления мощности содержит элемент передачи токового сигнала и переключатель для управления прохождением тока к пусковому устройству в зависимости от токового сигнала, полученного от элемента передачи токового сигнала. При работе электродвигателя в нормальном режиме переключатель разомкнут, предотвращая тем самым прохождение тока к пусковому устройству.

Элемент передачи токового сигнала предпочтительно содержит трансформатор тока, имеющий первичную и вторичную обмотки, при этом во вторичной обмотке наводится ток в зависимости от величины тока, поступающего в первичную обмотку, и трансформатор тока передает наведенный в первичной обмотке ток к внешнему элементу.

Когда трансформатор тока используется как элемент передачи токового сигнала, этот трансформатор соединен последовательно с одним из концов основной обмотки или с одним выходом источника электропитания. Переключатель предпочтительно представляет собой симметричный триодный тиристор с затвором, на который поступает ток, наведенный во вторичной обмотке трансформатора тока, при этом симметричный триодный тиристор отпирается/запирается в зависимости от величины тока, подаваемого на его затвор. В качестве переключателя может быть использовано реле, которое замыкается/размыкается в зависимости от величины тока, полученного со вторичной обмотки трансформатора тока.

В соответствии с другим аспектом изобретения его задачи могут быть решены благодаря созданию однофазного индукционного электродвигателя, имеющего основную обмотку, вспомогательную обмотку и рабочий конденсатор и содержащего также пусковое устройство для создания высокого пускового крутящего момента при запуске электродвигателя; и соленоидный выключатель для управления прохождением тока к пусковому устройству так, что предотвращается поступление тока к пусковому устройству и потребление мощности при работе электродвигателя в нормальном режиме.

Предпочтительно соленоидный выключатель содержит катушку, через которую протекает подаваемый на основную обмотку М ток для обеспечения или предотвращения прохождения тока к пусковому устройству в зависимости от величины протекающего через катушку тока.

Краткое описание чертежей

Указанные выше возможности и преимущества изобретения будут более понятны из последующего подробного описания и прилагаемых чертежей, на которых:

фиг.1 представляет собой принципиальную электрическую схему типового однофазного индукционного электродвигателя;

фиг.2 представляет собой принципиальную электрическую схему типового однофазного индукционного электродвигателя, имеющего средство для предотвращения потребления мощности пусковым устройством в нормальном режиме работы;

фиг.3 представляет собой принципиальную электрическую схему однофазного индукционного электродвигателя в соответствии с первым вариантом выполнения изобретения;

фиг.4 представляет собой принципиальную электрическую схему однофазного индукционного электродвигателя в соответствии со вторым вариантом выполнения изобретения;

фиг.5 представляет собой принципиальную электрическую схему однофазного индукционного электродвигателя в соответствии с третьим вариантом выполнения изобретения;

фиг.6 представляет собой принципиальную электрическую схему однофазного индукционного электродвигателя в соответствии с четвертым вариантом выполнения изобретения.

Осуществление изобретения

Далее варианты выполнения типового однофазного индукционного электродвигателя будут более подробно описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи. Одни и те же элементы будут одинаково названы в описании и имеют одинаковые ссылочные номера на чертежах.

На фиг.3-6 представлены принципиальные электрические схемы однофазного индукционного электродвигателя в соответствии с первым, вторым, третьим и четвертым вариантами выполнения изобретения. Однофазные индукционные двигатели в соответствии с настоящим изобретением обычно включают основную обмотку М, вспомогательную обмотку S, рабочий конденсатор Cr и пусковое устройство (например, ПТК-элемент), соединенное параллельно с рабочим конденсатором Cr. Однофазный индукционный электродвигатель может также включать пусковой конденсатор Cs, подключаемый параллельно с пусковым устройством.

На фиг.3 представлена принципиальная электрическая схема однофазного индукционного электродвигателя в соответствии с первым вариантом выполнения изобретения. В этом варианте однофазный индукционный электродвигатель включает средство для предотвращения потребления мощности пусковым устройством из-за невозможности протекания тока через пусковое устройство в нормальном рабочем режиме электродвигателя (т.е. индукционном режиме). Средство для предотвращения нежелательного потребления мощности включает трансформатор тока 10 (токовый трансформатор 10) и переключатель, как показано на фиг.3. В данном варианте выполнения переключатель содержит симметричный триодный тиристор 20.

Трансформатор тока 10 соединен последовательно с одним концом основной обмотки М так, что ток, подаваемый к основной обмотке М, проходит по первичной обмотке трансформатора тока 10, а ток, наводимый во вторичной обмотке трансформатора тока 10 в соответствии с величиной тока на первичной обмотке, поступает на затвор симметричного триодного тиристора 20.

На фиг.4 представлена принципиальная электрическая схема однофазного индукционного электродвигателя в соответствии со вторым вариантом выполнения изобретения. Как видно на фиг.4, однофазный индукционный электродвигатель в соответствии с этим вариантом выполнения также включает переключатель и токовый трансформатор 10, который служит для передачи токового сигнала как переключающего сигнала на переключатель. В данном варианте выполнения переключатель содержит симметричный триодный тиристор 20. В частности, трансформатор тока 10 соединен последовательно с одним выходом источника электропитания Е, поэтому ток от источника электропитания подается на первичную обмотку трансформатора тока 10.

На фиг.5 представлена принципиальная электрическая схема однофазного индукционного электродвигателя в соответствии с третьим вариантом выполнения изобретения. Как видно на фиг.5, в однофазном индукционном электрическом электродвигателе в соответствии с этим вариантом выполнения использован токовый трансформатор 10 для передачи токового сигнала на переключатель точно так же, как и в вышеуказанном варианте. Электродвигатель в соответствии с этим вариантом характеризуется тем, что переключатель содержит реле 21, которое замыкается/размыкается в зависимости от величины тока, полученного со вторичной обмотки токового трансформатора 10.

На фиг.6 представлена принципиальная электрическая схема однофазного индукционного электродвигателя в соответствии с четвертым вариантом выполнения изобретения. Как видно на фиг.6, однофазный индукционный электродвигатель в соответствии с этим вариантом выполнения также содержит основную обмотку М, вспомогательную обмотку S, рабочий конденсатор Cr, пусковой конденсатор Cs и пусковое устройство, а также соленоидный выключатель 40 в качестве средства для предотвращения потребления мощности пусковым устройством при работе электродвигателя в нормальном режиме.

Соленоидный выключатель 40 содержит переключающую часть 41, соленоид 42, пружину 43 и пластину 44. В типичном случае соленоид 42 имеет намотанную вокруг металлического цилиндра обмотку, охватывающую сердечник. Переключающая часть 41, расположенная выше соленоида 42, замыкается/размыкается для открывания или закрывания соединительной линии пускового устройства, посредством которой пусковой конденсатор Cs и ПТК-элемент 30 соединены последовательно. Пружина 43 и пластина 44, имеющая определенный вес, расположены под соленоидом 42. Переключающая часть 41 для осуществления закрывания или открывания соединительной линии пускового устройства соединена последовательно с пусковым устройством так, что ток не может протекать к пусковому устройству когда переключающая часть 41 разомкнута.

Как показано на фиг.3-6, пусковое устройство может содержать ПТК-элемент 30.

Далее будет более подробно описана со ссылкой на фиг.3-6 конструкция и работа однофазного индукционного электродвигателя, выполненного в соответствии с первым - четвертым вариантами выполнения изобретения.

Как показано на фиг.3, однофазный индукционный электродвигатель в соответствии с этим вариантом выполнения содержит основную обмотку М, вспомогательную обмотку S, рабочий конденсатор Cr, пусковой конденсатор Cs и пусковое устройство. При подаче электропитания от источника Е основная обмотка М и вспомогательная обмотка S создают магнитные поля, благодаря взаимодействию которых возникает крутящий момент. Рабочий конденсатор Cr соединен последовательно со вспомогательной обмоткой S, а пусковое устройство соединено параллельно с рабочим конденсатором Cr. К примеру, пусковое устройство содержит ПТК-элемент 30, как показано на фиг.3.

Однофазный индукционный электродвигатель в соответствии с этим вариантом выполнения содержит трансформатор тока 10 и симметричный триодный тиристор 20 для предотвращения ненужного потребления энергии, которое может иметь место в обычных электродвигателях при нормальном режиме работы из-за малых токов, протекающих через ПТК-элемент 30. Благодаря такому выполнению увеличивается общий коэффициент полезного действия электродвигателя.

Трансформатор тока 10 по конструкции аналогичен обычному трансформатору напряжения. То есть, трансформатор тока 10 содержит первичную обмотку с небольшим количеством витков, намотанную на ламинированный сердечник, и вторичную обмотку с большим количеством витков. Ток индуцируется во вторичной обмотке в соответствии с величиной тока, подаваемого на первичную обмотку. Величина тока, индуцируемого во вторичной обмотке, обратно пропорциональна количеству витков вторичной обмотки.

Симметричный триодный тиристор 20 соединен последовательно с ПТК-элементом 30. Ток, возбуждаемый во вторичной обмотке токового трансформатора 10, подается на затвор симметричного триодного тиристора 20, так что симметричный триодный тиристор 20 запирается/отпирается в зависимости от величины тока, поступающего на затвор.

Первый вариант выполнения характеризуется тем, что трансформатор тока 10 соединен последовательно с одним концом основной обмотки М, так что ток, поступающий на основную обмотку М от источника электропитания Е, течет на первичную обмотку токового трансформатора 10.

При запуске электродвигателя ток от источника электропитания Е разделяется и поступает на основную обмотку М и на вспомогательную обмотку S. При этом на основную обмотку М поступает ток большой величины, поэтому и на первичную обмотку токового трансформатора 10 приходит ток большой величины. При поступлении тока большой величины на первичную обмотку токового трансформатора 10 в его вторичной обмотке наводится ток тоже большой величины. При поступлении большого тока от вторичной обмотки на затвор симметричного триодного тиристора 20 последний отпирается. Более того, при запуске электродвигателя ПТК-элемент 30 имеет низкое сопротивление, так что ток, поступивший на вспомогательную обмотку S, протекает через соединительную линию пускового устройства, посредством которой симметричный триодный тиристор 20, пусковой конденсатор Cs и ПТК-элемент 30 соединены последовательно.

Таким способом ток от вспомогательной обмотки S течет через пусковой конденсатор Cs при запуске электродвигателя, тем самым улучшая его пусковые характеристики.

По истечении определенного времени электродвигатель начинает работать в нормальном режиме, при этом величина тока, поступающего от источника Е на основную обмотку М, невелика. После того как электродвигатель проработает какое-то определенное время, температура ПТК-элемента 30 увеличивается, следовательно, увеличивается и его сопротивление. Соответственно, общее эквивалентное сопротивление соединительной линии пускового устройства также увеличивается, из-за чего изменяется протекание тока так, что большая часть подаваемого на вспомогательную обмотку S тока течет через рабочий конденсатор Cr.

В типовом однофазном индукционном электрическом электродвигателе через ПТК-элемент 30 все же протекают небольшие токи даже, когда электродвигатель работает в нормальном режиме, поэтому ПТК-элемент 30 потребляет нежелательную энергию, снижая тем самым коэффициент полезного действия электродвигателя.

Однако в однофазном индукционном электрическом электродвигателе в соответствии с первым вариантом выполнения изобретения используется токовый трансформатор 10 и симметричный триодный тиристор 20 для предотвращения нежелательного потребления энергии ПТК-элементом 30. Более конкретно, когда электродвигатель работает в нормальном режиме, величина тока, поступающего к основной обмотке М, уменьшается, как это было описано выше, поэтому величина тока, текущего к первичной обмотке токового трансформатора 10, также уменьшается, и, соответственно, уменьшается величина тока во вторичной обмотке.

Так как величина тока, наводимого во вторичной обмотке, уменьшается, уменьшается и величина тока, поступающего с вторичной обмотки токового трансформатора 10 на затвор симметричного триодного тиристора 20, из-за чего симметричный триодный тиристор 20 запирается. С запиранием симметричного триодного тиристора 20 предотвращается протекание тока через пусковой конденсатор Cs и ПТК-элемент 30 при работе электродвигателя в нормальном режиме. Следовательно, при выполнении электродвигателя в соответствии с первым вариантом предотвращается нежелательное потребление мощности, вызываемое в типовых электродвигателях небольшими токами, протекающими через пусковой конденсатор Cs и ПТК-элемент 30 при работе электродвигателя в нормальном режиме, соответственно, увеличивается общий коэффициент полезного действия электродвигателя.

Далее будет дано подробное описание однофазного индукционного электродвигателя в соответствии со вторым вариантом выполнения. Как показано на фиг.4, однофазный индукционный электродвигатель в соответствии с этим вариантом содержит основную обмотку М, вспомогательную обмотку S, рабочий конденсатор Cr, пусковой конденсатор Cs и пусковое устройство. Точно так же, как и в первом варианте выполнения, основная обмотка М и вспомогательная обмотка S создают магнитные поля, благодаря взаимодействию которых возникает крутящий момент. Рабочий конденсатор Cr соединен последовательно со вспомогательной обмоткой, а пусковой конденсатор Cs соединен параллельно с рабочим конденсатором Cr. Пусковое устройство содержит, например, ПТК-элемента 30, как показано на фиг.4.

Однофазный индукционный электродвигатель в соответствии с этим вариантом выполнения содержит трансформатор тока 10 и симметричный триодный тиристор 20 для предотвращения протекания тока от ПТК-элемента 30 при нормальном режиме работы электродвигателя. Токовый трансформатор 10 соединен последовательно с одним выходом источника электропитания Е, так что при запуске электродвигателя ток от источника электропитания Е поступает на основную обмотку токового трансформатора 10.

Когда электродвигатель работает в нормальном режиме, величина тока, подаваемого на первичную обмотку токового трансформатора 10, уменьшается и поэтому уменьшается и величина тока, наводимого во вторичной обмотке. С уменьшением величины тока, наводимого во вторичной обмотке, уменьшается и величина тока, поступающего с вторичной обмотки токового трансформатора 10 на затвор симметричного триодного тиристора 20, из-за чего симметричный триодный тиристор 20 запирается. С запиранием симметричного триодного тиристора 20 предотвращается поступление тока к ПТК-элементу 30 при нормальном режиме работы электродвигателя.

Теперь будет дано подробное описание однофазного индукционного электродвигателя в соответствии с третьим вариантом выполнения. Как показано на фиг.5, однофазный индукционный электродвигатель в соответствии с этим вариантом содержит основную обмотку М, вспомогательную обмотку S, рабочий конденсатор Cr, пусковой конденсатор Cs и пусковое устройство (например, ПТК-элемент 30), как и в вышеприведенных вариантах.

Однофазный индукционный электродвигатель в соответствии с третьим вариантом выполнения включает токовый трансформатор 10 и переключатель (в данном варианте - это реле 21), в качестве средства для предотвращения нежелательного потребления мощности ПТК-элементом 30 при работе электродвигателя в нормальном режиме. Реле 21 замыкается/размыкается в зависимости от интенсивности магнитного поля, создаваемого током, полученным с вторичной обмотки токового трансформатора 10. Токовый трансформатор 10 и переключатель (т.е. реле 21) работают точно так же, как и в вышеприведенных вариантах, и предотвращают поступление тока на ПТК-элемент 30 при нормальном режиме работы электродвигателя.

В этом варианте токовый трансформатор 10 может быть соединен последовательно с одним выходом источника электропитания Е, поэтому ток от источника электропитания попадает на первичную обмотку токового трансформатора 10. В ином случае токовый трансформатор 10 может быть соединен последовательно с одним из концов основной обмотки М, так что ток, подающийся на основную обмотку М, поступает на первичную обмотку токового трансформатора 10.

Далее будет дано подробное описание однофазного индукционного электродвигателя в соответствии с четвертым вариантом выполнения. Как показано на фиг.6, однофазный индукционный электродвигатель в соответствии с этим вариантом содержит основную обмотку М, вспомогательную обмотку S, соединенный последовательно со вспомогательной обмоткой рабочий конденсатор Cr и ПТК-элемент 30, соединенный параллельно с рабочим конденсатором Cr. Однофазный индукционный электродвигатель может также включать пусковой конденсатор Cs, соединенный последовательно с ПТК-элементом 30, как и в вышеприведенных вариантах. Эти элементы электродвигателя работают точно так же, как и в вышеприведенных вариантах.

В однофазном индукционном электрическом электродвигателе в соответствии с четвертым вариантом используется соленоидный выключатель 40 в качестве средства для предотвращения потребления мощности ПТК-элементом 30 за счет невозможности прохождения через него тока при работе электродвигателя в нормальном режиме.

Соленоидный выключатель 40 содержит переключающую часть 41, соленоид 42, пружину 43 и пластину 44. Обычный соленоид имеет катушку, накрученную вокруг металлического цилиндра, охватывающего сердечник. Переключающая часть 41, расположенная над соленоидом 42, замыкается или размыкается для открытия или закрытия соединительной линии пускового устройства, посредством которой последовательно соединены пусковой конденсатор Cs и ПТК-элемент 30. Пружина 43 и пластина 44, имеющая определенный вес, расположены под соленоидом 42.

Если через обмотку соленоида 42 проходит небольшой ток, сердечник соленоида из-за веса пластины 44 находится в нижнем положении, сохраняя тем самым переключающую часть разомкнутой. Наоборот, при протекании через обмотку соленоида 42 большого тока обмотка создает сильные магнитные поля, вынуждая сердечник двигаться вверх и входить в металлический цилиндр. Когда сердечник окажется полностью в цилиндре, соединенная с ним переключающая часть 41 становится замкнутой, закрывая тем самым соединительную линию пускового устройства.

В соответствии с настоящим изобретением катушка, через которую поступает ток от источника электропитания Е или ток на основную обмотку М, образует соленоид 42.

На фиг.6 изображен конкретный пример, когда катушка, через которую проходит ток на основную обмотку М, накручена в виде соленоида 42.

Переключающая часть 41, образованная на одном конце соединительной линии пускового устройства, посредством которой соединены пусковой конденсатор Cs и ПТК-элемент 30, замыкается/размыкается в зависимости от величины тока, проходящего через соленоид 42 так, чтобы предотвращать протекание тока через ПТК-элемент 30 при нормальном режиме работы электродвигателя.

При запуске электродвигателя большой ток идет от источника электропитания Е на основную обмотку М, поэтому и через катушку соленоида 42 тоже течет большой ток.

Соответственно, катушка соленоида 42 создает сильные магнитные поля, вынуждающие сердечник двигаться, так что находящаяся выше соленоида 42 переключающая часть 41 замкнута, закрывая тем самым соединительную линию пускового устройства, посредством которой последовательно связаны пусковой конденсатор Cs и ПТК-элемент 30.

С другой стороны, при запуске электродвигателя ПТК-элемент 30 имеет низкое сопротивление, позволяя току, подаваемому на вспомогательную обмотку S, проходить через соединительную линию пускового устройства.

Когда по истечении определенного времени электродвигатель окажется в нормальном режиме работы, величина тока, подаваемого на основную обмотку М, уменьшается и, соответственно, уменьшается также величина тока, подаваемого на катушку соленоида 42, и соленоид 42 создает слабые магнитные поля.

Когда электродвигатель работает в нормальном режиме, сердечник соленоида 42 тянется вниз механизмом пружины 43 и пластиной 44, которые расположены под соленоидом 42. При движении сердечника вниз переключающая часть 41, находящаяся выше соленоида 42, размыкается, предотвращая тем самым прохождение тока к пусковому конденсатору Cs и ПТК-элементу 30.

Как следует из приведенного описания, настоящее изобретение представляет собой однофазный индукционный электродвигатель, содержащий устройство, предотвращающее потребление мощности от источника электропитания, имеющее элемент передачи токового сигнала и переключатель, который находится в замкнутом/разомкнутом положении в зависимости от токового сигнала, полученного от элемента передачи токового сигнала. Устройство, предотвращающее потребление мощности, препятствует прохождению тока к пусковому устройству при работе электродвигателя в нормальном режиме и таким образом позволяет избежать нежелательного потребления мощности пусковым устройством при работе электродвигателя в нормальном режиме, предотвращая уменьшение коэффициента полезного действия однофазного индукционного электродвигателя из-за нежелательного потребления мощности.

Приведенные варианты выполнения изобретения были раскрыты для иллюстрации, и любой специалист понимает, что допускаются различные модификации, дополнения и замены, не нарушая объема и духа изобретения, как оно сформулировано в формуле изобретения.

Формула изобретения

1. Однофазный индукционный электродвигатель, содержащий основную обмотку, вспомогательную обмотку и рабочий конденсатор, характеризующийся тем, что он дополнительно содержит пусковое устройство для создания высокого пускового крутящего момента при запуске электродвигателя, пусковой конденсатор и средство для предотвращения потребления мощности, не позволяющее току проходить к пусковому устройству при работе электродвигателя в нормальном режиме, чтобы избежать потребления мощности пусковым устройством, при этом пусковое устройство содержит элемент с положительным температурным коэффициентом, а средство для предотвращения потребления мощности содержит трансформатор тока, имеющий первичную и вторичную обмотки, при этом во вторичной обмотке наводится ток, который зависит от величины тока, поступающего в первичную обмотку, и переключатель для предотвращения прохождения тока к элементу с положительным температурным коэффициентом в зависимости от токового сигнала, полученного со вторичной обмотки трансформатора тока при работе электродвигателя в нормальном режиме.

2. Электродвигатель по п.1, характеризующийся тем, что трансформатор тока соединен последовательно с одним из концов основной обмотки.

3. Электродвигатель по п.1, характеризующийся тем, что переключатель представляет собой симметричный триодный тиристор с затвором, на который поступает ток, наведенный во вторичной обмотке трансформатора тока, при этом симметричный триодный тиристор выполнен с возможностью отпирания/запирания в зависимости от величины тока, подаваемого на его затвор.

4. Электродвигатель по п.1, характеризующийся тем, что переключатель представляет собой реле, которое имеет возможность замыкаться/размыкаться в зависимости от величины тока, полученного со вторичной обмотки трансформатора тока.

5. Электродвигатель по п.1, характеризующийся тем, что трансформатор тока соединен последовательно с одним выходом источника электропитания.

6. Однофазный индукционный электродвигатель, содержащий основную обмотку, вспомогательную обмотку и рабочий конденсатор, характеризующийся тем, что он дополнительно содержит пусковое устройство для создания высокого пускового крутящего момента при запуске электродвигателя, и соленоидный выключатель для управления прохождением тока к пусковому устройству так, что при работе электродвигателя в нормальном режиме предотвращено поступление тока к пусковому устройству и потребление мощности пусковым устройством, при этом соленоидный выключатель содержит катушку для протекания по ней тока, подаваемого на основную обмотку, для обеспечения или предотвращения прохождения тока к пусковому устройству в зависимости от величины протекающего через катушку тока.

7. Электродвигатель по п.6, характеризующийся тем, что дополнительно содержит пусковой конденсатор.

8. Электродвигатель по п.6, характеризующийся тем, что пусковое устройство содержит элемент с положительным температурным коэффициентом.

bankpatentov.ru

Китайские индукционный мотор Производители, индукционный мотор Производители и Поставщики на ru.Made-in-China.com

Основные Продукции: Редукторный Электродвигатель, Бетоносмеситель Двигатель, Газонокосилка Двигатель, Специальный Электродвигатель, Бытовые Двигателя

ru.made-in-china.com

§ 16.4. Однофазный двигатель с экранированными полюсами

Для создания пускового момента в асинхронных двигателях малой мощности применяют конструкцию с явно выраженными экранированными полюсами (рис. 16.10, а), на которых располагают однофазную обмотку. Полюсы1 имеют расщепленную на две части

Рис. 16.10. Асинхронный двигатель с экраниро­ванными полюсами

конструкцию, при этом на одну из частей каждого полюса надет короткозамкнутый виток (экран) в виде медного кольца 2. Ротор двигателя короткозамкнутый.

При включении обмотки статора в сеть пульсирующий поток наводит в короткозамкнутом витке (экране) ток, препятствующий нарастанию магнитного потока и вызывающий фазовый сдвиг по­тока в этой части полюса (рис. 16.10, б). В результате потоки в обеих частях каждого полюса оказываются сдвинутыми по фазе относительно друг друга, что, в свою очередь, приводит к образо­ванию в двигателе вращающегося магнитного поля. Часто для улучшения пусковых и рабочих характеристик двигателя между полюсами помещают магнитные шунты в виде стальных пласти­нок, замыкающих края полюсных наконечников полюсов статора.

Асинхронные двигатели с экранированными полюсами нере­версивны — ротор всегда вращается в направлении от неэкрани­рованной части полюса к экранированной. Обычно эти двигатели изготовляют мощностью не более 100 Вт и применяют для привода устройств, не требующих большого пускового момента (элек­тропривод вентиляторов, электропроигрывателей и т. п.). Отечественной промышленностью изготовляются асинхронные двигатели с экранированными полюсами серии АД...Е, предназначенные для привода приборов с вентиляторной нагрузкой. Эти двигатели мощностью от 2,5 до 25 Вт рассчитаны на работу от сети напряжением 220 В частотой 50 Гц. Кратность пускового момента этих двигателей Мп/ МНОМ = 0,5 ÷ 0,6.

Контрольные вопросы

1.Почему однофазный двигатель не создает пускового момента?

2. С какой целью в цепь пусковой обмотки двигателя включают ФЭ?

3.Чем отличается однофазный двигатель от конденсаторного?

4. Как можно повысить пусковой момент в конденсаторном двигателе?

5.С какой целью в асинхронном двигателе с экранированными полюсами эти полюсы делают расщепленными?

Глава 17

• Асинхронные машины специального назначения

§ 17.1. Индукционный регулятор напряжения и фазорегулятор

Индукционный регулятор напряжения (ИР) представляет собой асинхронную машину с фазным ротором, предназначенную для плавного регулиро­вания напряжения. Рассмотрим работу трехфазного ИР, получившего преимущественное применение. Ротор ИР заторможен посредством червячной пере­дачи, которая не только удерживает его в заданном положении, но и позволяет плавно поворачивать его относительно статора. Обмотки статора и ротора в ИР имеют автотрансформаторную связь (рис. 17.1, а), поэтому ИР иногда называют поворотным авто­трансформатором.

Напряжение сети U1 подводится к обмотке ротора, при этом ротор создает вращающееся магнитное поле, наводящее в обмотке ротора ЭДС = -, а в об­мотке статора — ЭДС (рис. 17.2, а).

Фазовый сдвиг этих ЭДС относительно друг друга зависит от взаимного пространственного по­ложения осей обмоток статора и ротора, определяе­мого углом α. При α = 0 оси обмоток совпадают, вращающееся поле одновременно сцепляется с обеими обмотками и ЭДС исовпадают по фазе (при этом и находятся в противофазе). При α = 180 эл. град ЭДС иокажутся в про­тивофазе( и совпадают по фазе). Если пре­небречь внутренними падениями напряжения, то напряжение на выходе ИР определяется геометриче­ской суммой:

=­­+ (17.1)

При повороте ротора концы векторов и описывают окружность (рис. 17.2, б), при этом изменяется от = - при α = 0 до =+ при α = 180 эл. град (рис. 17.2, в). Поворот ротора осуществляется либо вручную штурвалом, либо дистанционно включением исполнительного двигателя.

ИР применяются во всех случаях, где необходима плавная ре­гулировка напряжения, например в лабораторных исследованиях.

Фазорегулятор (ФР). Предназначен для изменения фазы вто­ричного напряжения относительно первичного при неизменном вторичном напряжении. В отличие от ИР об­мотки ротора и статора ФР электрически не соединены друг с дру­гом, т. е. имеют транс­форматорную связь (см. рис. 17.1, б), поэтому ФР иногда называют поворотным транс­форматором.

Изменение фазы вторичного напряже­ния осуществляется поворотом ротора от­носительно статора. Первичной обмоткой в ФР обычно является обмотка статора. Фазорегуляторы приме­няются в устройствах автоматики (для фазового управления) и измерительной технике

( для проверки ваттметров и счетчиков).

Рис. 17.1. Схемы соединения индукционного

регулятора напряжения (а) и фазорегулятора (б)

studfiles.net