Jautājums par to, kā pieslēgt vienfāzes elektromotoru, ļoti bieži rodas praksē, jo šādu vienību izmantošana dažādu mājsaimniecības uzdevumu risināšanai ir ļoti populāra.
Vienfāzes elektromotora savienojuma shēma ir diezgan vienkārša, un tajā ir jāņem vērā tikai viens pamatpunkts: tā darbības nodrošināšanai ir nepieciešams rotējošs magnētiskais lauks. Ja pieejams tikai vienfāzes tīkls maiņstrāva elektromotora iedarbināšanas brīdī ir jāveido mākslīgi, izmantojot atbilstošus ķēdes risinājumus.
- Motora tinumi
- Kondensatori
- Netiešā iekļaušana
- Secinājums
Motora tinumi
Jebkura vienfāzes elektromotora dizains ietver vismaz trīs spoļu izmantošanu. Divi no tiem ir statora konstrukcijas elementi, kas savienoti paralēli. Viens no tiem darbojas, bet otrais veic palaišanas funkcijas. To spailes tiek novadītas uz motora korpusu un tiek izmantotas, lai izveidotu savienojumu ar tīklu. Rotora tinumā ir īssavienojums. Divi no tiem tiks pieslēgti tīklam, pārējie tiek izmantoti pārslēgšanai.
Lai mainītu jaudu, darba spoli var veidot no divām daļām, kuras ir savienotas virknē.
Darba un palaišanas tinumus var vizuāli atpazīt pēc stieples šķērsgriezuma: pirmajā no tiem tas ir ievērojami lielāks. Pretestību var izmērīt ar testeri, savienojot to ar spailēm: darba tinumam tā vērtība būs mazāka. Parasti tinumu pretestība nebūs lielāka par dažiem desmitiem omu.
Griezes momenta veidošanās iezīmes
Motora spoļu radītajam magnētiskajam laukam ir 90 grādu fāzes nobīde. To parasti panāk, izmantojot kondensatoru, kas ir virknē savienots ar starta ķēdi. Iespējamie varianti savienojumi ir parādīti zemāk esošajā attēlā.
Starta spole var darboties nepārtraukti. Ir pieņemama arī shēma, kuras pamatā ir tā izslēgšana pēc nominālā rotora ātruma sasniegšanas. Pastāvīgais palaišanas tinuma savienojums sarežģī motora konstrukciju, bet uzlabo tā veiktspēju. Šīs atšķirības neietekmē savienojuma ar tīklu funkcijas.
Lai vienkāršotu dzinēja iedarbināšanu ar darba kondensatoru, pirms strāvas padeves no tīkla paralēli tam ir pievienota papildu kapacitāte.
Vienfāzes elektromotors ļauj vienkāršiem līdzekļiem mainīt vārpstas griešanās virzienu uz pretējo. Lai to izdarītu, tiek apgriezta strāvas fāze, kas nāk no tīkla un plūst caur sprūda ķēdēm. Šī procedūra tiek īstenota, vienkārši mainot starta tinuma ieslēgšanas secību, kad tas ir savienots ar darba tinumu.
Kondensatori
Vienfāzes savienojuma shēma kondensatoru motori: a - ar darba spēju Cp, b - ar darba spēju Cp un starta jaudu Sp.
Elektromotoru var aprīkot ar divu veidu kondensatoriem. Obligāta ir kapacitātes klātbūtne, kas virknē savienota ar sprūda tinumu un caur sevi laiž strāvu, lai nobīdītu fāzi. Tās vērtība ir ņemta no elektromotora pases datiem un dublēta uz tā datu plāksnītes.
Ja nav vajadzīgās jaudas kondensatora, ir atļauts izmantot jebkuru citu ar līdzīgu jaudu. Ja novirze ir pārāk spēcīga uz mazāku pusi, dzinējs var nesākt griezties, manuāli ritinot vārpstu, un pēc tam neattīstīsies vēlamo jaudu. Ja jauda ir ievērojami pārsniegta, sāksies spēcīga apkure.
Papildu palaišanas komponenta jauda ir izvēlēta divas līdz trīs reizes lielāka nekā galvenā. Šī vērtība nodrošina maksimālo palaišanas griezes momentu.
Lai ieslēgtu sprūda elementu, var izmantot gan parasto pogu, gan sarežģītākas shēmas.
Netiešā iekļaušana
Netiešās komutācijas ķēdes galvenā sastāvdaļa ir magnētiskais starteris, kas ir iekļauts spraugā starp strāvas tīkla izeju un elektromotoru.
Šī bloka strāvas kontakti ir konstruēti kā parasti atvērti. Magnētiskais starteris, ņemot vērā maksimālo strāvu, kas plūst caur to, pieder vienai no septiņām normalizētajām grupām. Vienfāzes elektromotoru mazās jaudas dēļ parasti pietiek ar pirmās grupas ierīci, kuras maksimālā pārslēgšanas strāva ir 10 A.
Spoles vadības daļa ir paredzēta savienošanai ar dažādu spriegumu tīkliem. Visērtākais ir magnētiskais starteris, kuru vada 220V maiņstrāva.
Magnētiskā startera izmantošanas iezīmes
Ierīces vadības daļā ir vairāki kontaktu pāri, uz kuriem ķēde ir samontēta. releju automatizācija. Viens no tiem vienmēr ir normāli aizvērts, bet otrs ir normāli atvērts.
Pogai "Start" tiek uzskatīts, ka parasti atvērts kontakts darbojas, un pogai "Stop" tiek izmantots parasti aizvērts elements.
Pievienojot attiecīgo ierīci, tiek izveidoti vairāku veidu savienojumi.
Fāze kopā ar ievades spaili ir savienota arī ar pogas "Stop" kontakta ieeju, bet nulle ir pievienota spoles ieejas spailei, kas nodrošina vadības strāvas plūsmu caur to.
Pogas "Start" aktīvais kontakts ar dzinēja darbību tiek manevrēts ar līdzīgu spoles elementu. Lai izveidotu šo ķēdi, tiek izveidoti divi papildu savienojumi, kuru diagramma ir parādīta attēlā:
- pogas "Stop" darba kontakta izeja ir savienota paralēli pogas "Start" izejas un vadības spoles ieejas kontaktiem;
- vadības spoles normāli atvērtā kontakta izeja ir savienota paralēli tās izejas spailei un pogas "Start" darba kontakta ieejai.
Secinājums
Vienfāzes elektromotora pievienošanas process 220 V tīklam nav īpaši sarežģīts un patiesībā prasa tikai vēlmi, minimālu vienkāršu instrumentu komplektu, elektroinstalācijas shēmu un darba precizitāti. No palīgmateriāliem nepieciešami tikai vadi. Bīstamības dēļ īssavienojums un lielas strāvas, kas plūst caur motora tinumiem, obligāti jāievēro drošības prasības un neaizmirstiet par veco, bet ļoti efektīvo noteikumu: "Nomēriet septiņas reizes, nogrieziet vienu reizi."
Apgaismošanai un vispārējiem sadzīves nolūkiem mājās, birojos, veikalos un mazās nozarēs vienfāzes barošanas sistēma tiek plaši izmantota kopā ar trīsfāžu sistēmu. Vienfāzes sistēma tiek izmantota, ja elektroenerģijas patēriņš ir mazs, kur nav nepieciešams izmantot trīsfāžu elektriskās ķēdes kur nav pastāvīga lielas jaudas patēriņa visu diennakti.
Vienfāzes motoriem ir vienkārša konstrukcija un darbība, kas savukārt ļauj ietaupīt to ekspluatācijā, remontā un apkopē, salīdzinot ar līdzīgiem trīsfāžu motoriem. Parasti iekšā mājsaimniecības ierīces piemēram, putekļsūcēji, ventilatori, veļas mašīnas, fēni, centrbēdzes sūkņi, mazas rotaļlietas utt. tiek izmantotas vienfāzes elektriskās mašīnas.
Vienfāzes asinhronos motorus klasificē šādi:
- Vienfāzes asinhronie motori vai asinhronie motori.
- Vienfāzes sinhronie motori.
- kolektoru motori.
Šis raksts sniedz pamatzināšanas par vienfāzes asinhrono motoru, tā aprakstu un darbības principu.
Vienfāzes asinhronā motora dizains
Tāpat kā jebkura cita Elektrodzinējs, vienfāzes asinhronais motors sastāv no divām galvenajām daļām, proti, rotora un statora. Stators ir motora fiksētā daļa, un rotors ir kustīgā daļa. Ēdiens vienfāzes spriegums pielietots asinhronā motora statoram, kurā ir izveidoti tinumi magnētiskais lauks. Rotors ir rotējoša daļa, kas ir savienota ar mehānisku slodzi. Vienfāzes asinhronā motora rotors ir vāveres būris, tas ir, tajā ir īsslēgts tinums, parasti pēc izskata atgādina vāveres būri (riteni).
Vienfāzes asinhronā motora konstrukcija ir gandrīz līdzīga trīsfāzu elektromotora konstrukcijai ar vāveres būra rotoru. Vienīgā atšķirība ir divu tinumu klātbūtne vienai jaudas fāzei, savukārt trīsfāzu motorā katrai fāzei ir viens tinums.
Vienfāzes asinhronā motora stators
Vienfāzes asinhronā motora stators ir izgatavots no laminētām štancētām elektrotērauda loksnēm. Katra loksne ir izolēta no iepriekšējās un nākamās ar lakas slāni vai citu izolējošu nemagnētisku pārklājumu. Statora izgatavošana no daudzām plānām plāksnēm ir saistīta ar nepieciešamību atbrīvoties no virpuļstrāvu ietekmes. Jo vairāk plākšņu un jo plānākas tās ir, jo mazāk statorā tiek inducētas virpuļstrāvas, kas pozitīvi ietekmē konversijas efektivitāti. elektriskā enerģija iekšā mehāniskā enerģija. Gadījumā, ja stators ir izgatavots no viena elektrotērauda vai cita feromagnētiska materiāla gabala, ievērojama elektroenerģijas daļa tiks tērēta statora sildīšanai, un tas samazinās motora efektivitāti un var sabojāt statora tinumiem.
Samontētajā statora paketē ir spraugas (spravas) tinumu ielikšanai tajos, tāpēc izrādās, ka stators ir magnētiska ķēde kā transformatora serde, un statora tinums ir līdzīgs transformatora primārajam tinumam. Kur atrodas sekundārais tinums? Tas ir jāsaprot. Otrais tinums ir īsslēgts un atrodas uz rotora, un magnētiskais savienojums starp statoru un rotoru tiek veikts caur gaisa spraugu.
Kad statora tinumam tiek pievadīta jauda, tiek izveidots magnētiskais lauks, kas griež rotoru ar ātrumu, kas ir nedaudz mazāks par sinhrono ātrumu. N S(apgr./min. = apgr./min.). Šo ātrumu nosaka pēc formulas:
Vienfāzes motora statora konstrukcija ir līdzīga tai trīsfāzu motors, izņemot statora tinumus:
- Pirmkārt, vienfāzes asinhronie motori satur galvenokārt koncentriskus tinumus, jo tinumu apgriezienu skaitu var viegli regulēt, magnetomotīves spēks (MMF) (MMF) tiek sadalīts gandrīz sinusoidāli.
- Motora stabi ir pārvietoti, izņemot gadījumus, kad asinhronajam motoram ir divi statora tinumi, galvenais un papildu. Šie divi tinumi atrodas statora telpā taisnā leņķī viens pret otru.
Vienfāzes asinhronā motora rotors
Vienfāzes asinhronā motora rotora konstrukcija ir līdzīga trīsfāzu asinhronā motora vāveres rotora konstrukcijai. Rotoram ir cilindriska forma un spraugas visā perifērijā. Rievas nav izgatavotas paralēli rotora rotācijas asij, bet gan ar slīpumu. Šādi kropļojumi neļauj rotoru magnētiski bloķēt statora laukā, tādējādi atvieglojot motora sākotnējo iedarbināšanu. Asinhronā motora iedarbināšana un darbība kļūst vienmērīgāka un klusāka, bez pārmērīgām pārslodzēm palaišanas un darbības laikā.
Vāveres būra rotora tinums sastāv no alumīnija, vara vai misiņa stieņiem, kas ievietoti spraugās rotora perifērijā. Šie stieņi ir pastāvīgi noslēgti ar vara vai alumīnija gredzeniem no rotora galiem un citādi tiek saukti par gala gredzeniem. Šāds tinums pēc izskata atgādina vāveres ratu, kurā vāvere skrien pa apli, ar ķepām šķirojot pa tiem pašiem stieņiem. Šī līdzība bija vāveres būra rotora nosaukums - vāveres būra rotors vāveres būra tips.
Tā kā rotora tinums ir īssavienots ar gala gredzeniem un sastāv no daudziem stieņiem, kas savienoti paralēli viens otram vienā ķēdē, tad elektriskā pretestībaļoti mazs rotors. Šāda rotora konstrukcija neļauj iekļaut papildu pretestību rotora tinumā, jo nav kontaktgredzenu un suku.
Dizaina vienkāršība un slīdēšanas gredzenu un suku trūkums vienfāzes asinhronā motora konstrukcijā padara to lētu, uzticamu un viegli lietojamu.
Vienfāzes asinhronā motora darbības princips
Jāatceras, ka jebkura elektromotora, līdzstrāvas (līdzstrāvas) vai maiņstrāvas (AC) darbībai ir nepieciešama divu magnētisko plūsmu klātbūtne, kuru mijiedarbība rada griezes momentu. Griezes momenta esamība ir nepieciešams parametrs jebkura dzinēja darbībai, lai radītu rotāciju.
Kad caur statora tinumiem sāk plūst elektrība, tas savukārt rada mainīgu magnētisko plūsmu, ko sauc par galveno plūsmu. Šī galvenā strāva iedarbojas uz rotora vadītājiem saskaņā ar Faradeja elektromagnētiskās indukcijas likumu. Rotoru vadītājos tiek inducēts EML, un, tā kā rotora tinumā ir īssavienojums, tajā sāk plūst elektriskā strāva, kas savukārt rada arī pretimnākošu magnētisko plūsmu, kas iedarbojas pret galveno plūsmu. Tā kā otrais pavediens tiek izveidots pirmā pavediena dēļ, kas nozīmē, ka tie neeksistē sinhroni, tāpēc šādu dzinēju sauc par asinhronu.
Šo divu plūsmu mijiedarbība, viena no statora un otra no rotora, rada vēlamo griezes momentu. Motors sāk griezties.
Kāpēc vienfāzes asinhronais motors nav spējīgs pašatslēgties?
Saskaņā ar dubultā rotācijas lauka teoriju jebkuru lauka komponentu (mainīgo) var sadalīt divās komponentēs, kur katra sastāvdaļa būs vienāda ar pusi no ņemtās komponentes maksimālās vērtības. Abas šīs sastāvdaļas griezīsies viena otrai pretējos virzienos. Tādējādi plūsmu F var sadalīt divās daļās:
Katra no šīm plūsmas sastāvdaļām griežas (pārvietojas) pretējā virzienā, tas ir, ja F m /2 griežas virzienā pulksteņrādītāja virzienā, tad vēl viena straume F m /2 griežas virzienā pretpulksteņrādītājvirzienā.
Kad strāva tiek piegādāta no maiņstrāvas avota uz vienfāzes asinhronā motora statora tinumiem, tā rada plūsmu F m. Saskaņā ar dubultā rotācijas lauka teoriju ( dubultā lauka griešanās teorija) šo plūsmu var sadalīt divās lielumu plūsmās, kas ir vērstas pretēji viena otrai F m /2 un pārvietojoties sinhroni ar ātrumu N. Sauksim šīs divas sastāvdaļas F f(priekšpuse) un F b(aizmugurē). Šo divu plūsmu rezultātā iegūtā plūsma jebkurā laikā dod statora plūsmas vērtību.
Dzinēja iedarbināšanas brīdī šīs divas plūsmas sastāvdaļas ir vērstas tieši viena pret otru. Tie ir vienādi pēc lieluma un līdzsvaro viens otru, un tāpēc rotora piedzīvotā griezes momenta efektivitāte ir nulle. Tāpēc vienfāzes asinhronajam motoram nav pašapkalpošanās.
Pašiedarbošanās vienfāzes asinhrono motoru izveides veidi
No iepriekš minētā var viegli secināt, ka vienfāzes asinhronie motori paši neieslēdzas, jo statora radītā mainīgā plūsma sastāv no diviem komponentiem, kas viena otru atceļ, un līdz ar to nav efektīva griezes momenta.
Šīs problēmas risinājums ir radīt rotējošu magnētisko plūsmu, nevis pulsējošu. Pēc tam dzinējs sāks automātiski iedarbināties. Lai to izdarītu, ir jāpārliecinās, vai vienai no sastāvdaļām ir priekšrocības salīdzinājumā ar otru plūsmas sastāvdaļu vienā vai otrā virzienā. Sākotnēji abas plūsmas sastāvdaļas atrodas pretfāzē viena pret otru, tas ir, tās ir nobīdītas par 180 grādiem. To var izdarīt, pievienojot papildu plūsmas komponentu, kuru pēc iedarbināšanas var noņemt un dzinējs turpinās darboties pats.
Atkarībā no vienfāzes asinhronā motora pašpalaišanas metodēm ir četri motoru veidi:
- Ar atsevišķiem tinumiem (dalītās fāzes indukcijas motors).
- Ar palaišanas kondensatoru (kondensatora palaišanas induktora motors).
- Ar palaišanas kondensatoru un darba tinumu (Capacitor start capacitor run indukcijas motors).
- Ar nobīdītu stabu (Shaded pole indukcijas motors).
Vienfāzes un trīsfāžu elektromotoru salīdzinājums
- vienfāze asinhronie elektromotori vienkāršs dizains, uzticams un ekonomisks ekspluatācijā, apkopē un darbībā, salīdzinot ar trīsfāzu asinhronajiem motoriem.
- Vienfāzes jaudas koeficients indukcijas motori zemāks, salīdzinot ar tādas pašas jaudas trīsfāzu asinhronajiem motoriem.
- Vienfāzes asinhronie motori ar tādiem pašiem izmēriem kā trīsfāzu asinhronie motori nodrošina aptuveni 50% jaudas.
- Zems palaišanas griezes moments vienfāzes asinhronajiem motoriem.
- Vienfāzes asinhrono motoru efektivitāte (COP) ir mazāka nekā trīsfāzu asinhrono motoru efektivitāte.
Visas sadaļu atzīmes elektrotehnika.
26. VIENFĀZES ASINHRONO MOTORU TĪJUMU SHĒMA
Vienfāzes motoros ar palaišanas tinumu galvenais tinums parasti aizņem 2/3, bet papildu tinums - 1/3 no kopējā statora slotu skaita. Šajos motoros spraugu skaitu uz polu katrai fāzei nosaka pēc formulas:
kur qA - slotu skaits uz galvenās fāzes polu; q V- slotu skaits uz vienu palīgfāzes polu; z A = 2/3 - rievu skaits, ko aizņem galvenā fāze; zB= 1/3 - laika nišu skaits, ko aizņem palīgfāze; z- kopējais rievu skaits; 2p- stabu skaits.
Vienfāzes kondensatora motoros statora spraugas parasti tiek sadalītas vienādi starp abām fāzēm, t.i. zA=zB, un slotu skaitu uz stabu nosaka pēc formulas
Sprauga soli vienfāzes tinumiem nosaka tāpat kā trīsfāzu tinumiem. Divslāņu tinumi ir saīsināti, parasti par 1/3 pola soli, ar vienādiem soļiem galvenajam un papildu tinumam. Divslāņu tinuma solis
Spolu grupu savienošana un paralēlu zaru veidošana vienfāzes tinumos tiek veikta saskaņā ar tiem pašiem noteikumiem kā trīsfāzu tinumiem.
Veidojot motora ķēdes ar paaugstinātu starta fāzes pretestību, jāņem vērā bifilāra tinuma klātbūtne tajā.
Lai atvieglotu remontu, sākuma tinumu parasti novieto virs galvenā tinuma (tuvāk ķīlim).
Aptuvenā procedūra vienfāzes motora tinuma shēmas sastādīšanai ar palaišanas elementu. Mēs analizēsim viena slāņa tinumu diagrammas sastādīšanas secību, izmantojot piemēru
2p = 4, z = 24.
Pirmkārt, atrodiet laika nišu skaitu, ko aizņem galvenā fāze,
Slotu skaits uz galvenās fāzes polu
Slotu skaits uz vienu palīgfāzes polu ir divas reizes mazāks nekā galvenajā, t.i.
Tālāk zīmējumā ir jāuzrāda galvenās un palīgfāzes mainīgo rievu secība (60. att., a) un nolieciet strāvas virzienu galvenajā fāzē, pamatojoties uz noteikumiem: zem blakus stabiem strāvas virziens mainās uz pretēju (60. att., b). Lai galvenās fāzes spoles neparādītos ķēdē, kad tiek uztīts visizplatītākais tinuma veids, pirmā spoļu grupa tiek sadalīta divās daļās (spravas 1.2 un 23.24).
Atbilstoši iezīmētajam strāvas virzienam tiek savienotas spoļu rievotās daļas, kā rezultātā veidojas spoļu grupas vai pusgrupas. Tajā pašā laikā tas ir iespējams dažādas iespējas. Ar diametrālu soli
visām spolēm vienādi, iegūst vienkāršu šablona tinumu (60. att., iekšā), kuru spoļu grupu skaits ir vienāds ar polu pāru skaitu R. Bet šādu tinumu gandrīz nekad neizmanto priekšējo daļu lielo izmēru dēļ. Ja katru spoļu grupu sadalām divās pusgrupās, iegūstam vālīšu tinumu rakstu (60. att., G) ar mazāku soli un īsāku spoles garumu. Taču frontālo daļu lielā kompaktuma dēļ biežāk tiek izmantots koncentrisks vālīšu tinums (60.5. att.). Lielām vērtībām q A izmanto arī koncentrisku tinumu, kurā spoļu grupa sadalīta trīs pusgrupās (sk. 68. att.). Pēc frontālo daļu izskata šis tinums atgādina trīs plakņu trīsfāzu koncentrisku tinumu.
Fāzes sākumu principā var izvēlēties no jebkura slota, pamatojoties uz tinuma ērtībām. Sākot apejot visas rievas no pirmās rievas un sekojot strāvas virzienam, savienojam spoļu grupas (pusgrupas) vienu ar otru (60. att., e) un atrast kādu
Rīsi. 60. Vienfāzes motora ar palaišanas elementu viena slāņa tinumu ķēdes uzbūve: a - galvenās un palīgfāzes mainīgo rievu secība. b - strāvas virziens galvenās fāzes spoļu spraugas daļās, c - vienkāršs šablona tinums, d - šablona tinums rullī, e - koncentrisks tinums rullī, e - a galvenās un palīgfāzes diagramma. koncentrisks tinums rullī
fāzes beigas, apejot visas darba tinuma rievas. Pusgrupu savienojums tiek veikts saskaņā ar noteikumu: pusgrupas beigas ir savienotas ar tās pašas fāzes blakus esošās pusgrupas beigām, sākums - ar sākumu, t.i., tāpat kā trīsfāzu gadījumā. viena slāņa tinums, kur spoļu grupa ir sadalīta divās pusgrupās.
Rīsi. 61. Viena slāņa velmēti tinumi vienfāzes motori pie 2p=2, z=12: a - šablons, b - koncentrisks
Rīsi. 62. Vienfāzes motora viena slāņa (veidnes waddling) tinums pie 2p=4, z=36
Papildfāzes shēma tiek veikta pēc tiem pašiem noteikumiem, tikai tajā parasti ir mazāks spoļu skaits grupā (pusgrupā). Tās solis var būt tāds pats kā galvenajā fāzē vai atšķirīgs.
Motoru ar palaišanas elementiem viena slāņa tinumu tipiskās shēmas ir parādītas attēlā. 61.62.
Motora ar palaišanas elementu divslāņu tinuma shēmu var sastādīt šādā secībā. Vispirms nosakiet soli
tinumi, spraugu skaits uz polu galvenajai un palīgfāzei q A un q B. Saskaņā ar tinuma soli un spoļu skaitu grupā, vienāds ar q A , tiek uzzīmēta galvenās fāzes pirmā spoļu grupa (63.64. att.), tai blakus palīgfāzes spoļu grupa, pēc tam atkal galvenās fāzes spoļu grupa u.c. Pakāpieni rievās abām fāzēm tiek veikti tas pats. Strāvas virziens ir piestiprināts galvenās fāzes spoļu augšējās malās (zem blakus esošajiem poliem tas mainās uz pretējo, tāpat kā vienā
Rīsi. 63. Vienfāzes motora divslāņu tinums pie 2p=2, z=18, q A = 6, q B = 3, y A = y B = 6(1-7)
Rīsi. 64. Vienfāzes motora divslāņu tinums pie 2p=4, z=24, q A = 4, q B = 2, y A = y B = 4 (1-5)
slāņa tinumu). seriālais savienojums spoļu grupas fāzē arī tiek veiktas saskaņā ar noteikumu: beigas ar beigām, sākot ar sākumu, kamēr polu polaritāte netiks pārkāpta. Savienojumi palīgfāzē tiek veikti līdzīgi.
Aptuvenā procedūra vienfāzes viena slāņa motora tinuma shēmas sastādīšanai ar palielinātu palīgfāzes pretestību. Motora ar paaugstinātu pretestību galvenā fāzes diagramma
Rīsi. 65. Spoles ar bifilāru tinumu izpilde: a - divās sekcijās sadalīta spole, b - spole ar bifilāru tinumu, c - spoles ar bifilāru tinumu apzīmējums diagrammā; 1 - galvenā sekcija, 2 - bifilāra sekcija, H un K - spoles sākums un beigas
palīgfāze ir tāda pati kā motoriem ar palaišanas elementiem.
Sastādot palīgfāzes diagrammu, jāņem vērā, ka katrā spolē daļa tās pagriezienu ir uztīta pretējos virzienos. Tas samazina efektīvo vadītāju skaitu slotā. Prettītie pagriezieni neitralizē vienāda apgriezienu skaita efektu galvenajā virzienā, veidojot bifilāru tinumu, tāpēc, lai atrastu efektīvo apgriezienu skaitu spolē (efektīvos vadītājus rievā), ir nepieciešams atņemt divas reizes. pretbrūces apgriezienu skaits no kopējā skaita. Ja, piemēram, rievā ir spole, kurā ir tikai 81 vijums, no kuriem 22 ir prettinumi, tad efektīvo vadītāju skaits rievā būs: 81-2x22=37.
Lai noteiktu prettinumu apgriezienu skaitu ar kopējo vadu skaitu rievā un zināmo efektīvo vadītāju skaitu rievā, jāveic apgrieztā darbība, t.i., no kopējā skaita atņem efektīvo vadītāju skaitu un dala rezultāts par diviem. Ja kopējais vadītāju skaits ir 81 un efektīvais skaits 37, pretapgriezienu skaitam jābūt:
Spoli ar bifilāru tinumu var iegūt, ievietojot divas spoles daļas vienās un tajās pašās rievās, no kurām viena griežas par 180 ° ap asi, kas ir paralēla rievām. Pēc tam pagrieztās sekcijas labā un kreisā puse tiek apgriezta (65. att.). Rievās, kur atrodas spole ar bifilāru tinumu, strāva
Rīsi. 66. Vienfāzes motora ar palielinātu palīgtinuma pretestību viena slāņa koncentriskais tinums pie 2p = 4, z = 24: a - spole ar bifilāru tinumu parādīta divās daļās, b - tas pats, in veselas spoles forma
Rīsi. 67. Vienfāzes motora ar palielinātu palīgfāzes pretestību viena slāņa koncentriskais tinums pie 2p = 2, z = 18: a - tinot pretēji pulksteņrādītāja virzienam, b - tinot pulksteņrādītāja virzienā.
Rīsi. 68. Viena slāņa koncentrisks tinums ar spoļu grupas sadalīšanu trīs daļās pie 2p = 2, z = 24 vienfāzes motoram ar palielinātu palīgfāzes pretestību.
Rīsi. 69. Viena slāņa koncentrisks tinums ar spoļu grupas sadalīšanu trīs daļās pie 2p = 2, z = 24 vienfāzes motoram ar palielinātu palīgfāzes pretestību un galvenās fāzes savienošanu divos paralēlos zaros.
iet caur vienu posmu tajā pašā virzienā, pa otru - pretējā virzienā. Polu polaritāti nosaka strāvas virziens spolē ar lielu apgriezienu skaitu, tāpēc sekciju ar lielu apgriezienu skaitu nosacīti sauc par galveno, bet ar mazāku skaitu - par bifilāru.
Uz att. 66, a parādīta ķēde ar bifilāru tinumu palīgfāzē, bifilārā daļa nosacīti parādīta galvenās iekšpusē. Parasti diagrammās ir attēlotas spoles ar bifilāru tinumu
Rīsi. 70. Vienfāzes kondensatora motora viena slāņa koncentriskais tinums pie 2p=2, z=18
tiek atspoguļotas veselas spoles formā ar cilpu, kurā mainās strāvas virziens (65. att., iekšā un att. 66, b).
Spoles un spoļu grupas ar bifilāru tinumu jāsavieno tā, lai polaritāte zem palīgfāzes blakus poliem mainītos; polu polaritāti nosaka strāvas virziens galvenajās sekcijās.
Tipiskas tinumu diagrammas motoriem ar paaugstinātu palīgfāzes pretestību ir parādītas att. 67-69.
Jebkuru tinumu var uztīt vai nu pulksteņrādītāja virzienā, vai pretēji pulksteņrādītāja virzienam, skatoties uz statoru no ķēdes puses. To nosaka iesaiņotāja prasmes un pieņemtā ražošanas tehnoloģija. Shēmas piemērs diviem dažādiem tinumu virzieniem ir parādīts attēlā. 67.
Aptuvenā procedūra kondensatora motora tinumu shēmas sastādīšanai. Vienfāzes kondensatora motoru ķēdes ir veidotas tāpat kā vienfāzes ķēdes ar palaišanas elementiem, tikai jāņem vērā, ka slotu skaits uz vienu galvenās un palīgfāzes polu ir vienāds un tāpēc arī abu fāžu ķēdes izrādās vienādas.
Vienfāzes kondensatora motoru tipiskās shēmas ir parādītas attēlā. 70-76.
Rīsi. 71. Vienfāzes kondensatora motora viena slāņa koncentriskais tinums pie 2p=2, z=24
Rīsi. 72. Vienfāzes kondensatora motora viena slāņa koncentriskais tinums pie 2p=2, z=24 un katras no fāzes savienošana divos paralēlos zaros.
Rīsi. 73. Vienfāzes kondensatora motora viena slāņa koncentriskais tinums ar "ķemmētām" spolēm pie 2p=4, z=24
Rīsi. 74. Vienfāzes kondensatora motora divslāņu tinums pie 2p=4, z=24, q A = q B = 3, y A = y B = 5(1-6)
Dažos gadījumos kondensatoru motorus raksturo abās fāzēs "ķemmētas" spoles ar pusi mazāku apgriezienu skaitu. Attēlā redzamajā diagrammā. 73 parādītas četras šādas spoles.
Attēlā parādītais tinums. 75, 76, ņemot vērā daļēju rievu skaitu uz stabu, ir rakstainas spārnas un divslāņu tinumu pazīmes, un tāpēc to sauc par kombinētu.
Bieži vien uzmanība tiek pievērsta mācībām trīsfāzu elektromotori, daļēji tāpēc, ka trīsfāzu elektromotori tiek izmantoti biežāk nekā vienfāzes. Vienfāzes elektromotoriem ir tāds pats darbības princips kā trīsfāzu elektromotoriem, tikai ar mazākiem palaišanas momentiem. Tie ir sadalīti tipos atkarībā no sākuma metodes.
Standarta vienfāzes statoram ir divi tinumi viens pret otru 90° leņķī. Viens no tiem tiek uzskatīts par galveno tinumu, otrs ir papildu vai palaišanas tinums. Atbilstoši polu skaitam katru tinumu var sadalīt vairākās sekcijās.
Attēlā parādīts divu polu vienfāzes tinuma piemērs ar četrām sekcijām galvenajā tinumā un divām sekcijām palīgierīcē.
Jāatceras, ka vienfāzes elektromotora izmantošana vienmēr ir sava veida kompromiss. Viena vai otra dzinēja dizains, pirmkārt, ir atkarīgs no veicamā uzdevuma. Tas nozīmē, ka visi elektromotori ir veidoti atbilstoši tam, kas katrā gadījumā ir svarīgākais: piemēram, efektivitāte, griezes moments, darba cikls utt. Pulsējošā lauka dēļ vienfāzes CSIR un RSIR motoriem var būt vairāk augsts līmenis troksnis, salīdzinot ar PSC un CSCR divfāžu motoriem, kas ir daudz klusāki, jo izmanto starta kondensatoru. Kondensators, caur kuru tiek iedarbināts elektromotors, veicina tā vienmērīgu darbību.
Galvenie vienfāzes asinhrono motoru veidi
Sadzīves tehnika un mazjaudas ierīces darbojas ar vienfāzes maiņstrāvu, turklāt ne visur var nodrošināt trīsfāzu barošanu. Tāpēc vienfāzes maiņstrāvas motori ir kļuvuši plaši izplatīti, īpaši Amerikas Savienotajās Valstīs. Ļoti bieži priekšroka tiek dota maiņstrāvas motoriem to izturīgas konstrukcijas, zemo izmaksu un darbības bez apkopes dēļ.
Kā norāda nosaukums, vienfāzes asinhronais motors darbojas pēc indukcijas principa; Tas pats princips attiecas uz trīsfāzu elektromotoriem. Tomēr starp tām pastāv atšķirības: vienfāzes elektromotori, kā likums, darbojas plkst maiņstrāva un spriegums 110 -240 V, šo motoru statora lauks negriežas. Tā vietā katru reizi, kad sinusoidālais spriegums lec no negatīva uz pozitīvu, poli mainās.
Vienfāzes elektromotoros statora lauks ir pastāvīgi izlīdzināts vienā virzienā, un stabi maina savu pozīciju vienu reizi katrā ciklā. Tas nozīmē, ka vienfāzes asinhrono motoru nevar iedarbināt pats.
Teorētiski vienfāzes elektromotoru varētu iedarbināt, mehāniski pagriežot motoru, kam seko tūlītēja ieslēgšana. Tomēr praksē visi motori tiek iedarbināti automātiski.
Ir četri galvenie elektromotoru veidi:
Kondensatora iedarbināts/spolēts (induktīvās) indukcijas motors (CSIR),
Kondensatora palaišanas/kondensatora darbināšanas indukcijas motors (CSCR),
Indukcijas motors ar pretestības palaišanu (RSIR) un
Dzinējs ar pastāvīgu jaudas atdalīšanu (PSC).
Zemāk esošajā attēlā parādītas tipiskas griezes momenta/ātruma attiecības līknes četriem galvenajiem vienfāzes maiņstrāvas motoru veidiem.
Vienfāzes kondensatora palaišanas/caur tinumu motors (CSIR)
Kondensatora palaišanas asinhronie motori, kas pazīstami arī kā CSIR motori, ir lielākā vienfāzes motoru grupa.
CSIR motori ir pieejami vairākos standarta izmēros: no mazākā līdz 1,1 kW. CSIR motoros kondensators ir savienots virknē ar palaišanas tinumu. Kondensators rada zināmu nobīdi starp strāvu sākuma tinumu un galvenajā tinumā.
Tas veicina palaišanas tinuma magnetizācijas aizkavēšanos, kas izraisa rotējoša lauka parādīšanos, kas ietekmē griezes momenta veidošanos. Pēc tam, kad elektromotors uzņem ātrumu un tuvojas darba ātrumam, starteris atveras. Turklāt elektromotors darbosies parastajā indukcijas elektromotora režīmā. Starteris var būt centrbēdzes vai elektronisks.
CSIR motoriem ir salīdzinoši augsts palaišanas griezes moments, kas svārstās no 50 līdz 250 procentiem no pilnas slodzes griezes momenta. Tāpēc no visiem vienfāzes elektromotoriem šie motori ir vislabāk piemēroti lietojumiem, kur ir liela palaišanas slodze, piemēram, konveijeriem, gaisa kompresoriem un saldēšanas kompresoriem.
Vienfāzes motors ar kondensatora palaišanu/kondensatora darbību (CSCR)
Šāda veida motors, īsumā saukts par "CSCR motoriem", apvieno labākās kondensatora palaišanas asinhronā motora un pastāvīgi savienota kondensatora motora īpašības. Lai gan to konstrukcijas dēļ šie motori ir nedaudz dārgāki nekā citi vienfāzes motori, tie joprojām ir labākā izvēle prasīgiem lietojumiem. CSCR motora palaišanas kondensators ir savienots virknē ar starta tinumu, tāpat kā kondensatora palaišanas motorā. Tas nodrošina augstu palaišanas griezes momentu.
CSCR motori atgādina arī pastāvīgās atdalīšanas kondensatora (PSC) motorus, jo tie arī ieslēdzas caur kondensatoru virknē ar starta tinumu, kad starta kondensators ir atvienots no tīkla. Tas nozīmē, ka motors var izturēt maksimālo slodzi vai pārslodzi.
CSCR motorus var izmantot zemai pilnas slodzes strāvai un augstākai efektivitātei. Tas nodrošina vairākas priekšrocības, tostarp ļauj motoram darboties ar mazākām temperatūras svārstībām nekā citiem līdzīgiem vienfāzes motoriem.
CSCR motori ir jaudīgākie vienfāzes motori, kurus var izmantot sarežģītos lietojumos, piemēram, sūkņos ūdens sūknēšanai zem augstspiediena un vakuumsūkņos, kā arī citos procesos ar augstu griezes momentu. Šādu elektromotoru izejas jauda svārstās no 1,1 līdz 11 kW.
Vienfāzes pretestības palaišanas/induktīvās darbības (RSIR) motors
Šāda veida motors ir pazīstams arī kā "dalītās fāzes motors". Tie parasti ir lētāki nekā cita veida vienfāzes motori, ko izmanto rūpniecībā, taču tiem ir arī daži veiktspējas ierobežojumi.
RSIR motora starteris ietver divus atsevišķi tinumi stators. Viens no tiem tiek izmantots tikai palaišanai, šī tinuma stieples diametrs ir mazāks, un elektriskā pretestība ir augstāka nekā galvenajiem tinumiem. Tas izraisa rotējošā lauka nobīdi, kas savukārt darbina motoru. Centrbēdzes vai elektroniskais starteris atvieno palaišanas tinumu, kad motora ātrums sasniedz aptuveni 75% no nominālā ātruma. Pēc tam elektromotors turpinās strādāt saskaņā ar asinhronā motora standarta darbības principiem.
Kā minēts iepriekš, RSIR motoriem ir daži ierobežojumi. Viņiem ir zems sākuma momenti, bieži diapazonā no 50 līdz 150 procentiem no nominālās slodzes. Turklāt elektromotors rada augstu sākuma strāvas, aptuveni 700 līdz 1000% no nominālā strāva. Tā rezultātā ilgs palaišanas laiks izraisīs pārkaršanu un palaišanas tinuma iznīcināšanu. Tas nozīmē, ka šāda veida elektromotorus nevar izmantot vietās, kur nepieciešami lieli palaišanas griezes momenti.
RSIR motori ir paredzēti šauram barošanas sprieguma diapazonam, kas, protams, ierobežo to pielietojumu. To maksimālie griezes momenti svārstās no 100 līdz 250% no projektētās vērtības. Jāpiebilst arī, ka papildu grūtības rada termoaizsardzības uzstādīšana, jo ir diezgan grūti atrast aizsargierīci, kas darbotos pietiekami ātri, lai nepieļautu palaišanas tinuma izdegšanu. RSIR motori ir piemēroti lietošanai mazās smalcināšanas un slīpēšanas mašīnās, ventilatoros un citos gadījumos, kur ir pieņemams zems palaišanas griezes moments un vārpstas izejas jauda no 0,06 kW līdz 0,25 kW. Tos neizmanto vietās, kur ir nepieciešams liels griezes moments vai ilgi cikli.
Vienfāzes elektromotors ar pastāvīgu kapacitātes atdalīšanu (PSC)
Kā norāda nosaukums, pastāvīgās atdalīšanas kondensatora (PSC) motori ir aprīkoti ar kondensatoru, kas darbības laikā ir pastāvīgi ieslēgts un savienots virknē ar palaišanas tinumu. Tas nozīmē, ka šiem motoriem nav startera vai kondensatora, kas tiek izmantots tikai iedarbināšanai. Tādējādi palaišanas tinums kļūst par papildu tinumu, kad motors sasniedz darba ātrumu.
PSC motoru konstrukcija ir tāda, ka tie nevar nodrošināt tādu pašu palaišanas griezes momentu kā motori ar palaišanas kondensatoriem. To palaišanas griezes momenti ir diezgan zemi: 30-90% no nominālās slodzes, tāpēc tos neizmanto sistēmās ar lielu starta slodzi. To kompensē zemas palaišanas strāvas - parasti mazāk nekā 200% no nominālās slodzes strāvas -, padarot tos par vispiemērotāko motoru lietojumiem ar gariem darba cikliem.
Motoriem ar pastāvīgu jaudas atdalīšanu ir vairākas priekšrocības. Šo motoru veiktspēju un ātrumu var pielāgot pielietojumam, un tos var arī konstruēt, lai nodrošinātu optimālu efektivitāti un augstu jaudas koeficientu pie nominālās slodzes. Tā kā tie neprasa īpaša ierīce sākt, tos var viegli mainīt (mainīt griešanās virzienu uz pretējo). Papildus visiem iepriekš minētajiem, tie ir visuzticamākie no visiem vienfāzes elektromotoriem. Tāpēc Grundfos standarta aprīkojumā izmanto vienfāzes PSC motorus visiem lietojumiem līdz 2,2 kW (2 polu) vai 1,5 kW (4 polu).
Motorus ar pastāvīgu dalītu jaudu var izmantot vairākiem dažādiem uzdevumiem atkarībā no to konstrukcijas. Tipiski piemēri ir zemas inerces slodzes, piemēram, ventilatori un sūkņi.
Divu vadu vienfāzes elektromotori
Divu vadu vienfāzes elektromotoriem ir divi galvenie tinumi, palaišanas tinums un darba kondensators. Tos plaši izmanto ASV ar vienfāzes barošanas avotiem: 1½ 115V/60Hz vai 1½ 230V/60Hz. Plkst pareizs savienojumsšāda veida elektromotoru var izmantot abu veidu barošanas avotam.
Vienfāzes elektromotoru ierobežojumi
Atšķirībā no trīsfāzu, vienfāzes elektromotoriem ir daži ierobežojumi. Nekādā gadījumā nedrīkst darbināt vienfāzes elektromotorus dīkstāves kustība, jo pie nelielas slodzes tie ļoti sakarst, ieteicams arī darbināt dzinēju ar slodzi, kas mazāka par 25% no pilnas slodzes.
PSC un CSCR motoriem ir simetrisks/apļveida rotācijas lauks vienā slodzes pielikšanas punktā; tas nozīmē, ka visos citos slodzes pielikšanas punktos rotējošais lauks ir asimetrisks/eliptisks. Kad motors tiek darbināts ar asimetrisku rotējošu lauku, strāva vienā vai abos tinumos var pārsniegt strāvu tīklā. Šādas pārmērīgas strāvas rada zudumus, saistībā ar kuriem viens vai abi tinumi (kas bieži notiek, ja slodzes nav vispār) uzsilst, pat ja strāva tīklā ir salīdzinoši maza. Skatiet piemērus.
Par spriegumu vienfāzes elektromotoros
Ir svarīgi atcerēties, ka elektromotora palaišanas tinuma spriegums var būt lielāks tīkla spriegums motora barošanas avots. Tas attiecas arī uz simetrisks režīms strādāt. Skatīt piemēru.
Barošanas sprieguma maiņa
Jāņem vērā, ka vienfāzes motorus parasti neizmanto lieliem sprieguma diapazoniem, atšķirībā no trīsfāzu motoriem. Šajā sakarā var būt nepieciešami motori, kas var darboties ar cita veida spriegumu. Lai to izdarītu, ir jāveic dažas strukturālas izmaiņas, piemēram, ir nepieciešams papildu tinums un dažādas jaudas kondensatori. Teorētiski kondensatora kapacitātei dažādiem tīkla spriegumiem (ar tādu pašu frekvenci) jābūt vienādai ar sprieguma attiecības kvadrātu:
Tātad 230 V motoram tiks izmantots 25 µF/400 V kondensators, savukārt 115 V motora modelim būs nepieciešams 100 µF kondensators, kas marķēts ar zemāku spriegumu, piemēram, 200 V.
Dažreiz tiek izvēlēti mazāki kondensatori, piemēram, 60 µF. Tie ir lētāki un aizņem mazāk vietas. Šādos gadījumos tinumam jābūt piemērotam konkrētam kondensatoram. Jāņem vērā, ka elektromotora veiktspēja būs mazāka nekā ar 100µF kondensatoru - piemēram, palaišanas griezes moments būs mazāks.
Secinājums
Vienfāzes elektromotori darbojas pēc tāda paša principa kā trīsfāžu. Tomēr tiem ir zemāki palaišanas griezes momenti un barošanas spriegums (110-240 V).
Vienfāzes motori nedrīkst darboties tukšgaitā, daudzi no tiem nedrīkst darboties ar mazāku par 25% no maksimālās slodzes, jo tas izraisa temperatūras paaugstināšanos motora iekšpusē, kas var izraisīt tā bojājumus.