Однофазные и двухфазные асинхронные двигатели. Однофазные электрические двигатели


Title

array(89) { [0]=> array(10) { ["TEXT"]=> string(20) "Вентиляция" ["LINK"]=> string(23) "/catalog/ventilyatsiya/" ["SELECTED"]=> bool(false) ["PERMISSION"]=> string(1) "R" ["ADDITIONAL_LINKS"]=> array(1) { [0]=> string(23) "/catalog/ventilyatsiya/" } ["ITEM_TYPE"]=> string(1) "D" ["ITEM_INDEX"]=> int(0) ["PARAMS"]=> array(3) { ["FROM_IBLOCK"]=> bool(true) ["IS_PARENT"]=> bool(true) ["DEPTH_LEVEL"]=> string(1) "1" } ["DEPTH_LEVEL"]=> int(1) ["IS_PARENT"]=> bool(true) } [1]=> array(10) { ["TEXT"]=> string(22) "Вентиляторы" ["LINK"]=> string(36) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/" ["SELECTED"]=> bool(false) ["PERMISSION"]=> string(1) "R" ["ADDITIONAL_LINKS"]=> array(1) { [0]=> string(36) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/" } ["ITEM_TYPE"]=> string(1) "D" ["ITEM_INDEX"]=> int(1) ["PARAMS"]=> array(3) { ["FROM_IBLOCK"]=> bool(true) ["IS_PARENT"]=> bool(true) ["DEPTH_LEVEL"]=> string(1) "2" } ["DEPTH_LEVEL"]=> int(2) ["IS_PARENT"]=> bool(true) } [2]=> array(10) { ["TEXT"]=> string(68) "Радиальные центробежные вентиляторы" ["LINK"]=> string(74) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/radialnye-tsentrobezhnye-ventilyatory/" ["SELECTED"]=> bool(false) ["PERMISSION"]=> string(1) "R" ["ADDITIONAL_LINKS"]=> array(1) { [0]=> string(74) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/radialnye-tsentrobezhnye-ventilyatory/" } ["ITEM_TYPE"]=> string(1) "D" ["ITEM_INDEX"]=> int(2) ["PARAMS"]=> array(3) { ["FROM_IBLOCK"]=> bool(true) ["IS_PARENT"]=> bool(true) ["DEPTH_LEVEL"]=> string(1) "3" } ["DEPTH_LEVEL"]=> int(3) ["IS_PARENT"]=> bool(true) } [3]=> array(10) { ["TEXT"]=> string(73) "Вентилятор радиальный низкого давления" ["LINK"]=> string(114) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/radialnye-tsentrobezhnye-ventilyatory/ventilyator-radialnyy-nizkogo-davleniya/" ["SELECTED"]=> bool(false) ["PERMISSION"]=> string(1) "R" ["ADDITIONAL_LINKS"]=> array(1) { [0]=> string(114) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/radialnye-tsentrobezhnye-ventilyatory/ventilyator-radialnyy-nizkogo-davleniya/" } ["ITEM_TYPE"]=> string(1) "D" ["ITEM_INDEX"]=> int(3) ["PARAMS"]=> array(3) { ["FROM_IBLOCK"]=> bool(true) ["IS_PARENT"]=> bool(false) ["DEPTH_LEVEL"]=> string(1) "4" } ["DEPTH_LEVEL"]=> int(4) ["IS_PARENT"]=> bool(false) } [4]=> array(10) { ["TEXT"]=> string(75) "Вентилятор радиальный среднего давления" ["LINK"]=> string(115) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/radialnye-tsentrobezhnye-ventilyatory/ventilyator-radialnyy-srednego-davleniya/" ["SELECTED"]=> bool(false) ["PERMISSION"]=> string(1) "R" ["ADDITIONAL_LINKS"]=> array(1) { [0]=> string(115) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/radialnye-tsentrobezhnye-ventilyatory/ventilyator-radialnyy-srednego-davleniya/" } ["ITEM_TYPE"]=> string(1) "D" ["ITEM_INDEX"]=> int(4) ["PARAMS"]=> array(3) { ["FROM_IBLOCK"]=> bool(true) ["IS_PARENT"]=> bool(false) ["DEPTH_LEVEL"]=> string(1) "4" } ["DEPTH_LEVEL"]=> int(4) ["IS_PARENT"]=> bool(false) } [5]=> array(10) { ["TEXT"]=> string(75) "Вентилятор радиальный высокого давления" ["LINK"]=> string(115) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/radialnye-tsentrobezhnye-ventilyatory/ventilyator-radialnyy-vysokogo-davleniya/" ["SELECTED"]=> bool(false) ["PERMISSION"]=> string(1) "R" ["ADDITIONAL_LINKS"]=> array(1) { [0]=> string(115) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/radialnye-tsentrobezhnye-ventilyatory/ventilyator-radialnyy-vysokogo-davleniya/" } ["ITEM_TYPE"]=> string(1) "D" ["ITEM_INDEX"]=> int(5) ["PARAMS"]=> array(3) { ["FROM_IBLOCK"]=> bool(true) ["IS_PARENT"]=> bool(false) ["DEPTH_LEVEL"]=> string(1) "4" } ["DEPTH_LEVEL"]=> int(4) ["IS_PARENT"]=> bool(false) } [6]=> array(10) { ["TEXT"]=> string(56) "Вентилятор пылевой радиальный" ["LINK"]=> string(104) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/radialnye-tsentrobezhnye-ventilyatory/ventilyator-pylevoy-radialnyy/" ["SELECTED"]=> bool(false) ["PERMISSION"]=> string(1) "R" ["ADDITIONAL_LINKS"]=> array(1) { [0]=> string(104) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/radialnye-tsentrobezhnye-ventilyatory/ventilyator-pylevoy-radialnyy/" } ["ITEM_TYPE"]=> string(1) "D" ["ITEM_INDEX"]=> int(6) ["PARAMS"]=> array(3) { ["FROM_IBLOCK"]=> bool(true) ["IS_PARENT"]=> bool(false) ["DEPTH_LEVEL"]=> string(1) "4" } ["DEPTH_LEVEL"]=> int(4) ["IS_PARENT"]=> bool(false) } [7]=> array(10) { ["TEXT"]=> string(35) "Осевые вентиляторы" ["LINK"]=> string(56) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/osevye-ventilyatory/" ["SELECTED"]=> bool(false) ["PERMISSION"]=> string(1) "R" ["ADDITIONAL_LINKS"]=> array(1) { [0]=> string(56) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/osevye-ventilyatory/" } ["ITEM_TYPE"]=> string(1) "D" ["ITEM_INDEX"]=> int(7) ["PARAMS"]=> array(3) { ["FROM_IBLOCK"]=> bool(true) ["IS_PARENT"]=> bool(true) ["DEPTH_LEVEL"]=> string(1) "3" } ["DEPTH_LEVEL"]=> int(3) ["IS_PARENT"]=> bool(true) } [8]=> array(10) { ["TEXT"]=> string(62) "Вентилятор осевой малогабаритный" ["LINK"]=> string(90) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/osevye-ventilyatory/ventilyator-osevoy-malogabaritnyy/" ["SELECTED"]=> bool(false) ["PERMISSION"]=> string(1) "R" ["ADDITIONAL_LINKS"]=> array(1) { [0]=> string(90) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/osevye-ventilyatory/ventilyator-osevoy-malogabaritnyy/" } ["ITEM_TYPE"]=> string(1) "D" ["ITEM_INDEX"]=> int(8) ["PARAMS"]=> array(3) { ["FROM_IBLOCK"]=> bool(true) ["IS_PARENT"]=> bool(false) ["DEPTH_LEVEL"]=> string(1) "4" } ["DEPTH_LEVEL"]=> int(4) ["IS_PARENT"]=> bool(false) } [9]=> array(10) { ["TEXT"]=> string(86) "Вентилятор осевой с внешнероторным двигателем" ["LINK"]=> string(104) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/osevye-ventilyatory/ventilyator-osevoy-s-vneshnerotornym-dvigatelem/" ["SELECTED"]=> bool(false) ["PERMISSION"]=> string(1) "R" ["ADDITIONAL_LINKS"]=> array(1) { [0]=> string(104) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/osevye-ventilyatory/ventilyator-osevoy-s-vneshnerotornym-dvigatelem/" } ["ITEM_TYPE"]=> string(1) "D" ["ITEM_INDEX"]=> int(9) ["PARAMS"]=> array(3) { ["FROM_IBLOCK"]=> bool(true) ["IS_PARENT"]=> bool(false) ["DEPTH_LEVEL"]=> string(1) "4" } ["DEPTH_LEVEL"]=> int(4) ["IS_PARENT"]=> bool(false) } [10]=> array(10) { ["TEXT"]=> string(42) "Осевые промышленные ВО" ["LINK"]=> string(80) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/osevye-ventilyatory/osevye-promyshlennye-vo/" ["SELECTED"]=> bool(false) ["PERMISSION"]=> string(1) "R" ["ADDITIONAL_LINKS"]=> array(1) { [0]=> string(80) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/osevye-ventilyatory/osevye-promyshlennye-vo/" } ["ITEM_TYPE"]=> string(1) "D" ["ITEM_INDEX"]=> int(10) ["PARAMS"]=> array(3) { ["FROM_IBLOCK"]=> bool(true) ["IS_PARENT"]=> bool(false) ["DEPTH_LEVEL"]=> string(1) "4" } ["DEPTH_LEVEL"]=> int(4) ["IS_PARENT"]=> bool(false) } [11]=> array(10) { ["TEXT"]=> string(11) "ВО-06-300" ["LINK"]=> string(66) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/osevye-ventilyatory/vo-06-300/" ["SELECTED"]=> bool(false) ["PERMISSION"]=> string(1) "R" ["ADDITIONAL_LINKS"]=> array(1) { [0]=> string(66) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/osevye-ventilyatory/vo-06-300/" } ["ITEM_TYPE"]=> string(1) "D" ["ITEM_INDEX"]=> int(11) ["PARAMS"]=> array(3) { ["FROM_IBLOCK"]=> bool(true) ["IS_PARENT"]=> bool(false) ["DEPTH_LEVEL"]=> string(1) "4" } ["DEPTH_LEVEL"]=> int(4) ["IS_PARENT"]=> bool(false) } [12]=> array(10) { ["TEXT"]=> string(11) "ВО 30-160" ["LINK"]=> string(66) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/osevye-ventilyatory/vo-30-160/" ["SELECTED"]=> bool(false) ["PERMISSION"]=> string(1) "R" ["ADDITIONAL_LINKS"]=> array(1) { [0]=> string(66) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/osevye-ventilyatory/vo-30-160/" } ["ITEM_TYPE"]=> string(1) "D" ["ITEM_INDEX"]=> int(12) ["PARAMS"]=> array(3) { ["FROM_IBLOCK"]=> bool(true) ["IS_PARENT"]=> bool(false) ["DEPTH_LEVEL"]=> string(1) "4" } ["DEPTH_LEVEL"]=> int(4) ["IS_PARENT"]=> bool(false) } [13]=> array(10) { ["TEXT"]=> string(11) "ВС 10-400" ["LINK"]=> string(66) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/osevye-ventilyatory/vs-10-400/" ["SELECTED"]=> bool(false) ["PERMISSION"]=> string(1) "R" ["ADDITIONAL_LINKS"]=> array(1) { [0]=> string(66) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/osevye-ventilyatory/vs-10-400/" } ["ITEM_TYPE"]=> string(1) "D" ["ITEM_INDEX"]=> int(13) ["PARAMS"]=> array(3) { ["FROM_IBLOCK"]=> bool(true) ["IS_PARENT"]=> bool(false) ["DEPTH_LEVEL"]=> string(1) "4" } ["DEPTH_LEVEL"]=> int(4) ["IS_PARENT"]=> bool(false) } [14]=> array(10) { ["TEXT"]=> string(11) "ВО 13-284" ["LINK"]=> string(66) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/osevye-ventilyatory/vo-13-284/" ["SELECTED"]=> bool(false) ["PERMISSION"]=> string(1) "R" ["ADDITIONAL_LINKS"]=> array(1) { [0]=> string(66) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/osevye-ventilyatory/vo-13-284/" } ["ITEM_TYPE"]=> string(1) "D" ["ITEM_INDEX"]=> int(14) ["PARAMS"]=> array(3) { ["FROM_IBLOCK"]=> bool(true) ["IS_PARENT"]=> bool(false) ["DEPTH_LEVEL"]=> string(1) "4" } ["DEPTH_LEVEL"]=> int(4) ["IS_PARENT"]=> bool(false) } [15]=> array(10) { ["TEXT"]=> string(17) "ВКОПв 25-188" ["LINK"]=> string(69) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/osevye-ventilyatory/vkopv-25-188/" ["SELECTED"]=> bool(false) ["PERMISSION"]=> string(1) "R" ["ADDITIONAL_LINKS"]=> array(1) { [0]=> string(69) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/osevye-ventilyatory/vkopv-25-188/" } ["ITEM_TYPE"]=> string(1) "D" ["ITEM_INDEX"]=> int(15) ["PARAMS"]=> array(3) { ["FROM_IBLOCK"]=> bool(true) ["IS_PARENT"]=> bool(false) ["DEPTH_LEVEL"]=> string(1) "4" } ["DEPTH_LEVEL"]=> int(4) ["IS_PARENT"]=> bool(false) } [16]=> array(10) { ["TEXT"]=> string(16) "ВКОПв 30-60" ["LINK"]=> string(68) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/osevye-ventilyatory/vkopv-30-60/" ["SELECTED"]=> bool(false) ["PERMISSION"]=> string(1) "R" ["ADDITIONAL_LINKS"]=> array(1) { [0]=> string(68) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/osevye-ventilyatory/vkopv-30-60/" } ["ITEM_TYPE"]=> string(1) "D" ["ITEM_INDEX"]=> int(16) ["PARAMS"]=> array(3) { ["FROM_IBLOCK"]=> bool(true) ["IS_PARENT"]=> bool(false) ["DEPTH_LEVEL"]=> string(1) "4" } ["DEPTH_LEVEL"]=> int(4) ["IS_PARENT"]=> bool(false) } [17]=> array(10) { ["TEXT"]=> string(11) "ВО 25-188" ["LINK"]=> string(66) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/osevye-ventilyatory/vo-25-188/" ["SELECTED"]=> bool(false) ["PERMISSION"]=> string(1) "R" ["ADDITIONAL_LINKS"]=> array(1) { [0]=> string(66) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/osevye-ventilyatory/vo-25-188/" } ["ITEM_TYPE"]=> string(1) "D" ["ITEM_INDEX"]=> int(17) ["PARAMS"]=> array(3) { ["FROM_IBLOCK"]=> bool(true) ["IS_PARENT"]=> bool(false) ["DEPTH_LEVEL"]=> string(1) "4" } ["DEPTH_LEVEL"]=> int(4) ["IS_PARENT"]=> bool(false) } [18]=> array(10) { ["TEXT"]=> string(8) "ВОЭ-5" ["LINK"]=> string(62) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/osevye-ventilyatory/voe-5/" ["SELECTED"]=> bool(false) ["PERMISSION"]=> string(1) "R" ["ADDITIONAL_LINKS"]=> array(1) { [0]=> string(62) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/osevye-ventilyatory/voe-5/" } ["ITEM_TYPE"]=> string(1) "D" ["ITEM_INDEX"]=> int(18) ["PARAMS"]=> array(3) { ["FROM_IBLOCK"]=> bool(true) ["IS_PARENT"]=> bool(false) ["DEPTH_LEVEL"]=> string(1) "4" } ["DEPTH_LEVEL"]=> int(4) ["IS_PARENT"]=> bool(false) } [19]=> array(10) { ["TEXT"]=> string(41) "Канальные вентиляторы" ["LINK"]=> string(58) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/kanalnye-ventilyatory/" ["SELECTED"]=> bool(false) ["PERMISSION"]=> string(1) "R" ["ADDITIONAL_LINKS"]=> array(1) { [0]=> string(58) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/kanalnye-ventilyatory/" } ["ITEM_TYPE"]=> string(1) "D" ["ITEM_INDEX"]=> int(19) ["PARAMS"]=> array(3) { ["FROM_IBLOCK"]=> bool(true) ["IS_PARENT"]=> bool(true) ["DEPTH_LEVEL"]=> string(1) "3" } ["DEPTH_LEVEL"]=> int(3) ["IS_PARENT"]=> bool(true) } [20]=> array(10) { ["TEXT"]=> string(42) "Круглые канальные ВКК " ["LINK"]=> string(80) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/kanalnye-ventilyatory/kruglye-kanalnye-vkk-/" ["SELECTED"]=> bool(false) ["PERMISSION"]=> string(1) "R" ["ADDITIONAL_LINKS"]=> array(1) { [0]=> string(80) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/kanalnye-ventilyatory/kruglye-kanalnye-vkk-/" } ["ITEM_TYPE"]=> string(1) "D" ["ITEM_INDEX"]=> int(20) ["PARAMS"]=> array(3) { ["FROM_IBLOCK"]=> bool(true) ["IS_PARENT"]=> bool(false) ["DEPTH_LEVEL"]=> string(1) "4" } ["DEPTH_LEVEL"]=> int(4) ["IS_PARENT"]=> bool(false) } [21]=> array(10) { ["TEXT"]=> string(45) "Прямоугольные канальные" ["LINK"]=> string(81) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/kanalnye-ventilyatory/pryamougolnye-kanalnye/" ["SELECTED"]=> bool(false) ["PERMISSION"]=> string(1) "R" ["ADDITIONAL_LINKS"]=> array(1) { [0]=> string(81) "/catalog/ventilyatsiya/ventilyatory/kanalnye-ventilyatory/pryamougolnye-kanalnye/" } ["ITEM_TYPE"]=> string(1) "D" ["ITEM_INDEX

www.tdpv.ru

Однофазный асинхронный двигатель

Для освещения и общих бытовых целей в домах, офисах, магазинах, а также в небольших производствах, широко используется однофазная система электропитания наряду с трёхфазной системой. Однофазная система применяется там, где потребляемая мощность мала, где нет необходимости в использовании трёхфазных электрических цепей, где нет постоянного круглосуточного потребления большой мощности.

Однофазные двигатели просты в конструкции и эксплуатации, что в свою очередь даёт экономию в их эксплуатации, ремонте и обслуживании в сравнении с аналогичными трёхфазными двигателями. Обычно в бытовой технике, такой как пылесосы, вентиляторы, стиральные машины, фены, центробежные насосы, маленькие игрушки и т.д. используются именно однофазные электрические машины.

Однофазные асинхронные двигатели классифицируются следующим образом:

  • Однофазные асинхронные двигатели или асинхронные двигатели.
  • Однофазные синхронные двигатели.
  • Коллекторные двигатели.

Эта статья даёт основное представление об однофазном асинхронном двигателе, его описание и принцип его работы.

Конструкция однофазного асинхронного двигателя

Как и любой другой электрический двигатель, однофазный асинхронный двигатель состоит из двух основных частей, а именно из ротора и статора. Статор является неподвижной частью двигателя, а ротор подвижной частью. Питание однофазным напряжением подается на статор асинхронного двигателя, который содержит обмотки для создания магнитного поля. Ротор представляет собой вращающуюся часть, которая соединяется с механической нагрузкой. Ротор однофазного асинхронного двигателя является короткозамкнутым, то есть содержит короткозамкнутую обмотку, обычно по своему виду напоминающую беличью клетку (колесо).

Конструкция однофазного асинхронного двигателя практически аналогичная конструкции трёхфазного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Единственное отличие – это наличие двух обмоток для одной фазы питания, в то время как в трёхфазном двигателе на каждую фазу приходится по одной обмотке.

Статор однофазного асинхронного двигателя

Статор однофазного асинхронного двигателя изготовлен из ламинированных штампованных листов электротехнической стали. Каждый лист изолирован от предыдущего и последующего слоем лака или иного изолирующего немагнитного покрытия. Изготовление статора из многих тонких пластин обусловлено необходимостью избавится от влияния вихревых токов. Чем больше пластин и чем они тоньше, тем меньшие вихревые токи наводятся в статоре, что положительно влияет на эффективность преобразования электрической энергии в механическую энергию. В том случае, если статор изготовлен из цельного куска электротехнической стали или иного ферромагнитного материала, значительная часть электрической энергии будет расходоваться на нагрев статора, а это снизит КПД двигателя и может разрушить изоляцию обмоток статора.

Собранный пакет статора содержит слоты (пазы) для укладки в них обмотки, таким образом, получается, что статор является магнитопроводом наподобие сердечника трансформатора, а обмотка статора подобна первичной обмотке трансформатора. Где же расположена вторичная обмотка? Это нужно понять. Вторая обмотка короткозамкнута и она расположена на роторе, а магнитная связь между статором и ротором осуществляется через воздушный зазор.

При подаче питания на обмотку статора, создаётся магнитное поле, которое вращает ротор со скоростью чуть меньшей, чем синхронная скорость NS(об/мин = rpm). Эта скорость определяется по формуле:

Конструкция статора однофазного двигателя аналогична конструкции трёхфазного двигателя, за исключением обмоток статора:

  • Во-первых, однофазные асинхронные двигатели содержат в основном концентрические обмотки, так как число витков обмотки может быть легко отрегулировано, то магнитодвижущая сила (МДС)(MMF) распределяется практически синусоидально.
  • Полюса двигателя смещаются, за исключением того случая, когда асинхронный двигатель имеет две статорные обмотки, основную и вспомогательную. Эти две обмотки располагаются в пространстве статора под прямым углом относительно друг друга.

Ротор однофазного асинхронного двигателя

Конструкция ротора однофазного асинхронного двигателя аналогична короткозамкнутому ротору трёхфазного асинхронного двигателя. Ротор имеет цилиндрическую форму и прорези по всей периферии. Пазы сделаны не параллельно оси вращения ротора, а со скосом. Такое перекашивание предотвращает магнитное запирание ротора в поле статора, тем самым облегчая первоначальный пуск двигателя. Пуск и работа асинхронного двигателя становится более гладкой и спокойной, без чрезмерных перегрузок на старте и в работе.

Обмотка ротора в виде беличьей клетки состоит из алюминиевых, медных или латунных стержней, которые размещаются в пазах на периферии ротора. Эти стержни постоянно замкнуты медными или алюминиевыми кольцами с торцов ротора и иначе называются – конечными кольцами. Внешний вид такой обмотки напоминает беличье колесо, в котором белка бегает по кругу, перебирая лапками те самые стержни. Такое сходство и послужило названием для короткозамкнутого ротора – короткозамкнутый ротор типа «беличья клетка».

Так как обмотка ротора закорочена концевыми кольцами и состоит из многих стержней соединённых параллельно друг другу в одну цепь, то электрическое сопротивление ротора очень мало. Такая конструкция ротора не позволяет включать в обмотку ротора дополнительные сопротивления, потому как отсутствуют контактные кольца и щётки.

Простота конструкции и отсутствие контактных колец и щёток в конструкции однофазного асинхронного двигателя делает его дешёвым, надёжным и простым в эксплуатации.

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

Необходимо помнить, что для работы любого электродвигателя, постоянного (DC) или переменного тока (AC), требуется наличие двух магнитных потоков, взаимодействие которых создаёт крутящий момент. Существование крутящего момента является необходимым параметром для работы любого двигателя, чтобы производить вращение.

Когда через обмотки статора начинает протекать электрический ток, он в свою очередь создаёт переменный магнитный поток, который называется главным потоком. Этот главный поток оказывает воздействие на проводники ротора в соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея. В проводниках ротора наводится ЭДС, а так как обмотка ротора короткозамкнутая, то в ней начинает протекать электрический ток, который в свою очередь также создаёт встречный магнитный поток, действующий против главного потока. Поскольку второй поток создаётся по причине первого потока, а значит, они существуют не синхронно, то именно поэтому такой двигатель называется асинхронным.

Взаимодействие двух этих потоков, один от статора и второй от ротора, создают желаемый крутящий момент. Двигатель начинает вращаться.

Почему однофазный асинхронный двигатель не способен к самозапуску?

Согласно теории о двойном поле вращения, любая составляющая (переменная) поля может быть разложена на два компонента, где каждый компонент будет равен половине максимальной величины взятой составляющей. Оба этих компонента будут вращаться в противоположных друг к другу направлениях. Таким образом, поток Ф можно разложить на две составляющие:

Каждый из этих компонентов потока вращается (движется) в противоположном направлении, то есть, если Фм/2 вращается в направлении по часовой стрелке, то другой поток Фм/2 вращается в направлении против часовой стрелки.

Когда от источника переменного тока подается ток на обмотки статора однофазного асинхронного двигателя, он производит поток Фм. В соответствии с теорией двойного поля вращения (double field revolving theory) этот поток может быть разложен на два потока встречно направленных друг к другу величины Фм/2 и движущихся синхронно со скоростью N. Назовем эти два компонента Фf (front) и Фb (back). Результирующий поток от этих двух потоков в любой момент времени даёт значение магнитного потока статора.

В момент запуска двигателя эти два компонента потока направлены точно друг против друга. Они равны по величине и уравновешивают друг друга и, следовательно, эффективность крутящего момента, который испытывает ротор, равна нулю. Именно поэтому не происходит самозапуска однофазного асинхронного двигателя.

Способы создания самозапускающихся однофазных асинхронных двигателей

Из выше написанного можно легко сделать вывод, что однофазные асинхронные двигатели не самозапускаются потому как производимый статором переменный поток состоит из двух компонентов, которые компенсируют друг друга и, следовательно, нет эффективного крутящего момента.

Решение этой проблемы состоит в том, чтобы создать именно вращающийся магнитный поток, а не пульсирующий. Тогда двигатель станет самозапускающимся. Для этого надо сделать так, чтобы одна из компонент имела перевес относительно другой компоненты потока в ту или другую сторону. Изначально две компоненты потока находятся в противофазе относительно друг друга, то есть, сдвинуты на 180 градусов. Это можно сделать, добавив дополнительную компоненту потока, которую после пуска можно убрать и двигатель продолжит работать самостоятельно.

В зависимости от способов осуществления самозапуска однофазного асинхронного двигателя существует четыре вида двигателя:

  1. С раздельными обмотками (Split phase induction motor).
  2. С пусковым конденсатором (Capacitor start inductor motor).
  3. С пусковым конденсатором и рабочей обмоткой (Capacitor start capacitor run induction motor).
  4. Со смещенным полюсом (Shaded pole induction motor).

Сравнение однофазного и трёхфазного электродвигателей

  1. Однофазные асинхронные электродвигатели просты в конструкции, надежны и экономичны в работе, обслуживании и эксплуатации в сравнении с трёхфазными асинхронными двигателями.
  2. Коэффициент мощности однофазных асинхронных двигателей ниже в сравнении с трёхфазными асинхронными двигателями такой же мощности.
  3. Однофазные асинхронные двигатели таких же габаритов, что и трёхфазные асинхронные двигатели выдают около 50% мощности.
  4. Низкое значение пускового момента для однофазных асинхронных двигателей.
  5. Эффективность (КПД) однофазных асинхронных двигателей меньше в сравнении с эффективностью трёхфазных асинхронных двигателей.

Дата: 26.01.2016

© Valentin Grigoryev (Валентин Григорьев)

electricity-automation.com

§82. Однофазные и двухфазные асинхронные двигатели

Однофазные и двухфазные асинхронные двигатели.

Принцип действия однофазного двигателя. В однофазном асинхронном двигателе обмотка статора расположена в пазах, занимающих примерно 2/3 окружности, соответствующей паре полюсов (рис. 270, а). По этой причине мощность однофазного двигателя также составляет около 2/3 мощности трехфазного двигателя с теми же габаритными размерами.

Однофазная обмотка статора 2 создает пульсирующее магнитное поле, которое можно представить в виде двух полей, вращающихся в разные стороны с частотой n1 (рис. 270,б). Поле 5, которое вращается в том же направлении, что и ротор 3, называется прямым полем; поле 6, вращающееся в противоположном направлении,— обратным полем. Эти поля, воздействуя на ротор, создают два противоположно направленных электромагнитных момента Мпр и Мобр. Следовательно однофазный асинхронный

Рис. 270. Разрез однофазного асинхронного двигателя (а), прямое и обратное вращающиеся магнитные поля (б)

Рис. 271. Зависимости М(s) однофазного двигателя от прямого и обратного вращающихся полей

двигатель может быть представлен в виде двух совершенно одинаковых трехфазных двигателей, роторы которых тесно связаны друг с другом, а обмотки подключены к трехфазной сети так, что их магнитные поля вращаются в противоположных направлениях.

Однако если ротор раскрутить в каком-либо направлении, то моменты Мпр и Мобр не будут равны. В этом случае на вал двигателя будет действовать некоторый результирующий момент Mрез, который обеспечит его дальнейшее вращение в заданном направлении. Объясняется это тем, что ток в обмотке ротора, созданный обратным полем, оказывает сильное размагничивающее действие и существенно ослабляет обратное поле.

Из анализа кривых М (s), показанных на рис. 271, следует, что:

однофазный двигатель не имеет начального пускового момента так как при s=1, т. е. при неподвижном роторе, результирующий момент Мрeз = 0;

частота вращения однофазного двигателя при холостом ходе меньше, чем у трехфазного двигателя, из-за наличия тормозящего момента Мобр. По этой же причине однофазный двигатель имеет худшие рабочие характеристики: меньший к. п. д., меньшую перегрузочную способность, повышенное скольжение при номинальной нагрузке.

Пусковые устройства. Чтобы получить пусковой момент, однофазные двигатели снабжают пусковой обмоткой Я, расположенной со сдвигом на 90° по отношению к основной рабочей обмотке Р (рис. 272,а и б). На период пуска пусковую обмотку присоединяют к сети через фазосдвигающие элементы — конденсатор или резистор. После окончания разгона двигателя пусковую обмотку отключают, и двигатель продолжает работать как однофазный. Поскольку пусковая обмотка работает лишь короткое время, ее изготовляют из провода меньшего сечения по сравнению с рабочей обмоткой и укладывают в меньшее число пазов.

Если использовать в качестве фазосдвигающего элемента конденсатор С (рис. 273, а), то можно получить режим работы при пуске, близкий к симметричному, т. е. получить круговое вращающееся поле.

При легких условиях пуска (небольшой нагрузочный момент в пусковой период) применяют двигатели с пусковым резистором R (рис. 273,б). Наличие резистора в цепи пусковой обмотки обеспечивает меньший сдвиг фаз ?1 между напряжением и током в этой обмотке, чем сдвиг фаз ?2 в рабочей обмотке. В связи с этим

Рис. 272. Расположение обмоток статора в двухфазной двухполюсной машине

токи в рабочей и пусковой обмотках оказываются сдвинутыми по фазе на угол ?1 – ?2 и образуют несимметричное (эллиптическое) вращающееся поле, благодаря чему и возникает пусковой момент. Однофазные двигатели с конденсаторным пуском и двигатели с пусковым резистором имеют высокую эксплуатационную надежность.

Поскольку включение второй обмотки существенно улучшает характеристики двигателя, в некоторых случаях применяют двухфазные двигатели, в которых обе обмотки включены постоянно. Если сдвиг по фазе 90° между токами в фазах А и В (рис. 274) осуществляется путем включения в одну из них конденсаторов, то такие двигатели называются конденсаторными.

В двухфазных двигателях обе обмотки А и В занимают, как правило, одинаковое число пазов и имеют равную мощность. При пуске конденсаторного двигателя рационально иметь увеличенную емкость Ср + Сп. После разгона двигателя и уменьшения тока часть конденсаторов Сп отключают, чтобы увеличить емкостное сопротивление и при номинальном режиме (когда ток двигателя становится меньшим, чем при пуске) обеспечить режим работы дви-

Рис. 273. Схемы пуска однофазного асинхронного двигателя при использовании конденсатора (а) и резистора (б)

Рис. 274. Схема конденсаторного асинхронного двигателя

Рис. 275. Устройство однофазного асинхронного двигателя с беличьей клеткой на роторе (а) и с полым немагнитным ротором (б): 1-обмотка статора; 2 – корпус; 3 – внешний статор; 4 – ротор; 5 — подшипниковый щит; 6 — вал; 7 — внутренний статор

гателя в условиях, близких условиям работы при круговом вращающемся поле.

Устройство. Однофазные и двухфазные асинхронные двигатели устроены также, как и трехфазные: в них имеются однофазные или двухфазные обмотки статора и короткозамкнутый ротор с беличьей клеткой (рис. 275, а). Широкое распространение получили однофазные двигатели с полым немагнитным ротором (рис. 275, б) и внешним статором, на котором расположены две обмотки, сдвинутые в пространстве на 90°. Ротор выполнен в виде тонкостенного полого цилиндра из алюминия. Для уменьшения магнитного сопротивления магнитопровода двигателя имеется внутренний статор, набираемый из листов электротехнической стали, так же, как и внешний статор.

Полый ротор можно представить в виде совокупности элементарных проводников. Вращающееся магнитное поле, создаваемое обмоткой статора, индуцирует в каждом элементарном проводнике полого ротора э. д. с, под действием которой по ним протекают вихревые токи. В результате взаимодействия этих токов с вращающимся полем возникают электромагнитные силы и вращающий момент.

electrono.ru

Однофазные и двухфазные асинхронные двигатели

Общие сведения. Однофазные асинхронные двигатели питаются от сети однофазного тока, но обмотка статора может быть при этом однофазной, двухфазной и даже трехфазной. Устройство ротора однофазного двигателя такое же, как у трехфазного. Двигатели, выпускаемые промышленностью, имеют малую мощность: от 1 Вт (серия УАД) до 400 Вт (серия ABE) и даже 600 Вт (серия АОЛБ). Однофазные асинхронные двигатели применяются в схемах автоматического управления, в различного рода бытовых устройствах, в приводах механизмов малой мощности.

Образование вращающегося магнитного поля в однофазных двигателях. Если статор имеет лишь одну обмотку ОС, питаемую от сети синусоидальным током (рис. 3.43), тогда МДС Fc этой обмотки создает пульсирующий в пространстве магнитный поток Ф, который наводит переменную ЭДС и ток в короткозамкнутой обмотке ротора. МДС статора Fc и ротора Fp будут равны и противоположны по направлению, результирующая МДС равна нулю и, следовательно, пусковой момент равен нулю, ротор не вращается. Однако если ротор при помощи какой-либо посторонней силы привести во вращение, то в дальнейшем он будет вращаться, хотя эта сила будет снята. Это явление можно объяснить, если представить пульсирующее магнитное поле в виде суммы двух вращающихся в противоположных направлениях магнитных полей       (рис. 3.44).

Одно из полей обозначим Ф+, другое Ф—. Амплитудные значения вращающихся полей одинаковы и равны половине амплитудного значения пульсирующего поля.

Механическая характеристика. Рассматривая вращающиеся поля независимо, можно установить, что одно поле, взаимодействуя с ротором, создает вращающий момент одного направления М+, а другое поле — момент противоположного направления М-. Тогда результирующий момент М = М+ — М-. На рис. 3.45 показаны механические характеристики п(М+) и п(М-).

Механическая характеристика однофазного двигателя п(М) находится графическим сложением этих характеристик.

Пуск в ход однофазного асинхронного двигателя с пусковой обмоткой. Из механической характеристики однофазного двигателя видно, что пусковой момент равен нулю. Для того чтобы однофазный двигатель пустить в ход, не прибегая к сторонней силе, на статоре размещают вторую обмотку, сдвинутую в пространстве на 90° относительно первой (рис. 3.46). В цепь второй обмотки включен конденсатор С, создающий в цепи этой обмотки сдвиг тока по фазе. Первую обмотку назовем рабочей РО, вторую — пусковой ПО. Токи РО и ПО образуют вращающееся магнитное поле, создающее при взаимодействии с ротором вращающий момент, приводящий ротор двигателя во вращение. После разгона двигателя пусковая обмотка отключается от сети.

Однофазный асинхронный двигатель с экранированными (расщепленными) полюсами. Статор 1 такого двигателя имеет явно выраженные полюсы, на которых расположена рабочая обмотка РО. Каждый полюс как бы расщеплен на две неравные части, одна из которых узкая, а другая — широкая. На узкой части помещен короткозамкнутый виток wк (рис. 3.47, а). Ротор двигателя короткозамкнутый, обычной конструкции. Пульсирующий магнитный поток Ф΄1, созданный переменной МДС рабочей обмотки статора, пронизывает короткозамкнутый виток и наводит в нем ЭДС Ек, которая вызывает появление тока в витке и магнитного потока Фк(рис. 3.47,6). Этот поток сдвинут по фазе относительно потока рабочей обмоткиФ˝1, складываясь с ним создает в зоне короткозамкнутого витка результирующий магнитный поток Фрез, сдвинутый по фазе относительно потока Ф1 . В результате под полюсом есть два магнитных потока Ф1 и Фрез, разнесенные в пространстве и сдвинутые по фазе (во времени), что обеспечивает получение вращающегося поля.

Технические данные подобных двигателей хуже, чем трехфазных ( [ η = 0,1÷0,4; cosφ = 0,5÷0,6, Мп = (0,1÷1) Мном ), поэтому они выпускаются на мощности до нескольких десятков ватт.

Двухфазный асинхронный двигатель с постоянно включенным конденсатором. Схема двигателя приведена на рис. 3.48.

Конденсатор Ср, создавая сдвиг фаз в цепи одной из обмоток статора, позволяет получить вращающееся магнитное поле. Если вращающий момент такого двигателя недостаточен для пуска двигателя под нагрузкой, то параллельно конденсатору Ср подключается пусковой конденсатор Сп. После разгона двигателя конденсатор Сп автоматически отключается центробежным выключателем Q.

Двухфазный асинхронный двигатель с полым немагнитным ротором. Такой двигатель находит применение при необходимости регулирования частоты вращения в широких пределах. Ротор двигателя 1 (рис. 3.49) изготавливают в виде полого цилиндра из немагнитного материала (например, сплава алюминия), вращающегося между внешней 2 и внутренней 3 частями статора. Обмотки статора размещаются либо на внешней, либо на внутренней части. Под влиянием вращающегося поля в теле ротора создаются вихревые токи, и их взаимодействие с вращающимся полем создает вращающий момент. Подобные двигатели обладают большим быстродействием, так как полый цилиндр имеет небольшой момент инерции.

electrono.ru

Однофазный двигатель - это... Что такое Однофазный двигатель?

Однофа́зный дви́гатель — электродвигатель, конструктивно предназначенный для подключения к однофазной сети переменного тока. Фактически является двухфазным, но вследствие того, что рабочей является только одна обмотка, двигатель называют однофазным.

Однофазный асинхронный двигатель

Строго говоря, именно однофазным называется такой асинхронный двигатель, который имеет на статоре одну рабочую обмотку, которая подключается к сети однофазного тока. Запуск осуществляется дополнительной (меньшей) пусковой обмоткой, которая подключается через ёмкость/индуктивность к основной сети на время пуска или замыкается накоротко (в двигателях малой мощности).

Преимуществом двигателя является простота конструкции (короткозамкнутый ротор). Недостатки - малый пусковой момент (или вообще его отсутствие) и низкий КПД.

Применяются в основном в вентиляторах малой мощности (настольных, оконных, для ванных комнат и т.п.). Самым массовым советским вентилятором такого типа (и двигателем для него) был "ВН-2" мощностью 15 Ватт. Особенностью его конструкции является установка шарикового подшипника только с одной стороны вала двигателя (противоположной крыльчатке вентилятора), в результате из-за значительных изгибающих нагрузок подшипник (и двигатель) сильно шумит даже на малых оборотах.

Многофазные двигатели в однофазной сети

Не вполне корректно однофазными двигателями также называют конструктивно двух- и трёхфазные асинхронные электродвигатели, подключаемые через схемы согласования в однофазную сеть (конденсаторные двигатели).

Двухфазный двигатель, как правило, проектируется именно в расчёте на работу в однофазной сети (как конденсаторный двигатель). Обе его обмотки (фазы двигателя) являются рабочими и включены постоянно - одна непосредственно в сеть, вторая - через фазосдвигающую цепь (как правило, конденсаторы). Он имеет лучшие эксплуатационные параметры из всех типов асинхронных двигателей при работе в однофазной сети. Широко применялся в активаторных стиральных машинах советского времени.

Трехфазный асинхронный электродвигатель также может работать в однофазной сети с потерей мощности. При этом для запуска необходима фазосдвигающая цепь, которая обычно строится или из ёмкости или из индуктивности:

  • При ёмкостном запуске на одну из обмоток подаётся напряжение (ток) через ёмкость, которая сдвигает фазу тока вперёд на 90° (без учёта потерь). После запуска напряжение с фазосдвигающей обмотки можно снять.
  • При индуктивном запуске на одну из обмоток подаётся напряжение (ток) через индуктивность, которая сдвигает фазу тока назад на 90° (без учёта потерь). После запуска напряжение с фазосдвигающей обмотки можно снять.
  • В некоторых случаях, при питании от однофазной сети, запуск осуществляется вручную проворотом ротора. После проворота ротора двигатель работает самостоятельно.

Ссылки

Однофазный электродвигатель

dic.academic.ru