Single-phase at two-phase asynchronous na mga motor

Layunin, aparato at prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga single-phase na asynchronous na motor

Ang mga single-phase induction motor ay mga mababang-power na makina na katulad ng mga three-phase na squirrel-cage na motor sa disenyo.

Ang mga single-phase na asynchronous na motor ay naiiba sa mga three-phase na motor sa pag-aayos ng stator, kung saan ang isang dalawang-phase na paikot-ikot ay matatagpuan sa mga grooves ng magnetic circuit, na binubuo ng pangunahing o nagtatrabaho na bahagi na may isang bahagi na lugar na 120 el. granizo at humahantong sa mga terminal na may markang C1 at C2, at isang pandiwang pantulong o panimulang yugto na may bahaging lugar na 60 el. granizo at humahantong sa mga terminal na may markang B1 at B2 (Larawan 1).

Ang mga magnetic axes ng mga paikot-ikot na phase na ito ay na-offset na may kaugnayan sa bawat isa sa pamamagitan ng isang anggulo 0 = 90 el. granizo. Ang isang gumaganang bahagi na konektado sa alternating boltahe network ay hindi maaaring maging sanhi ng pag-ikot ng rotor, dahil ang kasalukuyang nito ay nasasabik sa isang alternating magnetic field na may isang nakapirming axis ng symmetry, na nailalarawan sa pamamagitan ng isang magnetic induction na harmonically nagbabago sa oras.

kanin. 1. Circuit diagram ng isang single-phase squirrel-cage rotor induction motor.

Ang patlang na ito ay maaaring katawanin ng dalawang bahagi — magkaparehong pabilog na magnetic field ng direkta at reverse sequence, umiikot na may magnetic induction, umiikot sa magkasalungat na direksyon sa parehong bilis. Gayunpaman, kapag ang rotor ay paunang pinabilis sa kinakailangang direksyon, ito ay patuloy na umiikot sa parehong direksyon kapag ang bahagi ng pagtatrabaho ay naka-on.

Para sa kadahilanang ito, ang pagsisimula ng isang single-phase na motor ay nagsisimula sa pamamagitan ng pagpapabilis ng rotor sa pamamagitan ng pagpindot sa start button, na nagiging sanhi ng mga alon na maging excited sa parehong mga phase ng stator winding, na phase-shifted ng isang halaga depende sa mga parameter ng phase-shifting device Z, na ginawa sa anyo ng isang risistor, isang inductor o isang kapasitor, at mga elemento ng electrical circuit na kinabibilangan ng mga operating at panimulang phase ng stator winding. Ang mga alon na ito ay nagdudulot ng umiikot na magnetic field sa makina na may magnetic induction sa air gap, na pana-panahon at monotonically nagbabago sa loob ng maximum at minimum na mga halaga, at ang dulo ng vector nito ay naglalarawan ng isang ellipse.

Ito. Nakikita ng elliptical rotating magnetic field ang EMF at mga alon sa mga wire ng short-circuited rotor winding, na, na nakikipag-ugnayan sa field na ito, tinitiyak ang acceleration ng rotor ng single-phase motor sa direksyon ng pag-ikot ng field, at ito umabot sa halos nominal na bilis sa loob ng ilang segundo.

Ang pagpapakawala ng start button ay naglilipat ng de-koryenteng motor mula sa two-phase mode patungo sa single-phase mode, na karagdagang suportado ng kaukulang bahagi ng alternating magnetic field, na sa panahon ng pag-ikot nito ay bahagyang nauuna sa umiikot na rotor dahil sa pagkadulas.

Ang napapanahong pag-disconnect ng panimulang yugto ng stator winding ng isang single-phase asynchronous na motor mula sa power network ay kinakailangan dahil sa disenyo nito, na nagbibigay para sa isang panandaliang mode ng operasyon - kadalasan hanggang sa 3 s, na hindi kasama ang matagal na pananatili nito sa ilalim ng pagkarga dahil sa hindi katanggap-tanggap na sobrang pag-init, pagkasunog ng pagkakabukod at pinsala .

Ang pagtaas ng pagiging maaasahan ng pagpapatakbo ng mga single-phase na asynchronous na motor ay ibinibigay sa pamamagitan ng pag-embed sa machine case ng isang centrifugal switch na may nakakaabala na mga contact na konektado sa mga terminal na may markang VT at B2 at isang thermal relay na may katulad na mga contact na may mga terminal na may markang PT at C1 (Fig. 2, c, d).

Awtomatikong dinidiskonekta ng centrifugal switch ang panimulang bahagi ng paikot-ikot na stator na konektado sa mga terminal na may markang B1 at B2 kapag ang rotor ay umabot sa bilis na malapit sa na-rate, at ang thermal relay ay nagdidiskonekta sa parehong mga yugto ng paikot-ikot na stator mula sa mga mains kapag ang pag-init ay mas mataas sa pinahihintulutan.

Ang pagbabalik ng direksyon ng pag-ikot ng rotor ay nakamit sa pamamagitan ng pagbabago ng direksyon ng kasalukuyang sa isa sa mga phase ng stator winding kapag nagsisimula sa pamamagitan ng paglipat ng start button at muling pagsasaayos ng metal plate sa mga terminal ng electric motor (Fig. 2, a, b) o sa pamamagitan lamang ng muling pagsasaayos ng dalawang magkatulad na plato (Larawan 2, c, d).

kanin. 2. Pagmamarka ng mga terminal ng mga phase ng stator winding ng isang single-phase asynchronous motor na may squirrel rotor at ang kanilang koneksyon para sa rotor rotation: a, c - kanan, b, d - kaliwa.

Paghahambing ng mga teknikal na katangian ng single-phase at three-phase asynchronous motors

Ang mga single-phase na asynchronous na motor ay naiiba sa mga three-phase na makina na katulad ng na-rate na kapangyarihan na may pinababang paunang torque factor kn = МХ / Mnom at isang pagtaas ng paunang kasalukuyang factor ki = Mi / Mnom, na para sa mga single-phase na de-koryenteng motor na may paunang yugto ng stator winding na may tumaas na direktang kasalukuyang pagtutol at mas mababang inductance ng working phase ay mahalaga kn — 1.0 — 1.5 at ki = 5 — 9.

Ang mga panimulang katangian ng single-phase asynchronous na mga motor ay mas malala kaysa sa mga three-phase na asynchronous na motor dahil sa ang katunayan na ang isang elliptical rotating magnetic field ay nasasabik sa pagsisimula ng mga single-phase na makina na may paunang yugto ng stator winding na katumbas ng dalawa. hindi pare-parehong pabilog na umiikot na magnetic field — direkta at vice versa, nagdudulot ng epekto sa pagpepreno.

Sa pamamagitan ng pagpili ng mga parameter ng mga elemento ng mga de-koryenteng circuit ng nagtatrabaho at panimulang yugto ng paikot-ikot na stator, posible upang matiyak ang paggulo ng isang pabilog na umiikot na magnetic field sa pagsisimula, na posible gamit ang isang elemento ng phase-shifting na ginawa. sa anyo ng isang kapasitor na may angkop na kapasidad.

Habang ang acceleration ng rotor ay nagdudulot ng pagbabago sa mga parameter ng mga circuit ng makina, ang umiikot na magnetic field ay nagbabago mula sa pabilog hanggang sa elliptical, kaya nagpapababa sa mga panimulang katangian ng motor. Samakatuwid, sa bilis na humigit-kumulang 0.8 nominal, ang panimulang yugto ng stator winding ng de-koryenteng motor ay manu-mano o awtomatiko, bilang isang resulta kung saan ang motor ay lumipat sa single-phase na operasyon.

Ang mga single-phase na asynchronous na motor na may panimulang kapasitor ay may multiple ng paunang panimulang torque kp = 1.7 — 2.4 at isang multiple ng paunang panimulang kasalukuyang ki = 3 — 5.

Dalawang-phase na asynchronous na motor

Sa dalawang-phase na asynchronous na motors, ang dalawang phase ng stator winding na may mga bahaging lugar na 90 el. bati ng mga manggagawa. Ang mga ito ay matatagpuan sa mga grooves ng magnetic circuit ng stator, upang ang kanilang mga magnetic axes ay bumubuo ng isang anggulo ng 90 el. granizo. Ang mga phase na ito ng stator winding ay naiiba sa bawat isa hindi lamang sa bilang ng mga liko, kundi pati na rin sa mga rate ng boltahe at alon, kahit na ang kanilang kabuuang mga kapangyarihan ay pareho sa rate na mode ng motor.

Sa isa sa mga phase ng stator winding mayroong isang permanenteng kapasitor Cp (Larawan 3, a), na sa ilalim ng mga kondisyon ng nominal mode ng motor ay nagbibigay ng paggulo ng isang circular rotating magnetic field. Ang kapasidad ng kapasitor na ito ay tinutukoy ng formula:

° Cp = I1sinφ1 / 2πfUn2

kung saan ang I1 at φ1- ayon sa pagkakabanggit ang kasalukuyang at phase shift sa pagitan ng boltahe at kasalukuyang ng phase circuit ng stator winding na walang capacitor sa isang circular rotating magnetic field, I at ti - ang dalas ng alternating current at ang boltahe ng supply network, ayon sa pagkakabanggit, n- transformation coefficient - ang ratio ng epektibong bilang ng mga pagliko ng mga phase ng stator winding, ayon sa pagkakabanggit, na may at walang kapasitor, na tinutukoy ng formula

n = kvol2 w2 / ktom 1 w1

kung saan коб2 at коб1 — winding coefficients ng kaukulang mga phase ng stator winding na may bilang ng mga liko w2 at w1.

Kapasitor terminal boltahe Uc konektado sa serye na may paikot-ikot na bahagi ng isang dalawang-phase induction motor na may isang pabilog na umiikot na magnetic field sa itaas ng mains boltahe U at tinutukoy bilang mga sumusunod:

Uc = U √1 + n2

Ang paglipat sa isang motor load maliban sa nominal na isa ay sinamahan ng isang pagbabago sa umiikot na magnetic field, na sa halip na pabilog ay nagiging elliptical.Pinalala nito ang mga gumaganang katangian ng makina, at kapag nagsisimula, binabawasan nito ang inisyal Pagsisimula ng metalikang kuwintas sa MP <0.3Mnom, nililimitahan ang paggamit ng mga permanenteng konektadong capacitor motors lamang sa mga installation na may banayad na mga kondisyon sa pagsisimula.

Upang madagdagan ang paunang metalikang kuwintas, ang panimulang kapasitor Cn ay konektado sa parallel sa gumaganang kapasitor Cp (Fig.3, b), ang kapasidad na kung saan ay mas malaki kaysa sa kapasidad ng gumaganang kapasitor at depende sa hanay ng paunang panimulang metalikang kuwintas, na maaaring tumaas sa dalawa o higit pa.

kanin. 3. Mga scheme para sa paglipat sa two-phase asynchronous motors na may squirrel-cage rotor: a — na may permanenteng konektadong kapasitor, b — na may tumatakbo at nagsisimulang kapasitor.

Matapos mapabilis ang rotor sa isang bilis na 0.6 - 0.7 ng nominal na panimulang kapasitor, ito ay naka-off upang maiwasan ang paglipat ng isang pabilog na umiikot na magnetic field sa isang elliptical, na lumalala sa pagpapatakbo ng motor.

Ang panimulang mode ng naturang mga capacitor motor ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod na parameter: kn = 1.7 — 2.4 at ki = 4 — 6.

Ang mga capacitor motor ay nakikilala sa pamamagitan ng mas mahusay na mga katangian ng enerhiya kaysa sa mga single-phase na motor na may paunang belo sa stator winding, at ang kanilang power factor, salamat sa paggamit ng mga capacitor, ay mas mataas kaysa sa tatlong-phase na motor ng parehong kapangyarihan.

Mga unibersal na asynchronous na motor

Ang mga awtomatikong control installation ay gumagamit ng unibersal na asynchronous na motors-three-phase na makina na may mababang kapangyarihan, na konektado sa isang three-phase o single-phase na network. Kapag pinapagana mula sa isang single-phase network, ang mga katangian ng pagsisimula at pagpapatakbo ng mga motor ay bahagyang mas masahol kaysa kapag ginamit sa three-phase mode.

Ang mga unibersal na asynchronous na motor ng serye ng UAD ay ginawa gamit ang dalawa at apat na pole, na sa tatlong yugto na mode ay may nominal na kapangyarihan na 1.5 hanggang 70 W, at sa single-phase mode - mula 1 hanggang 55 W at nagpapatakbo mula sa isang alternating boltahe network na may dalas na 50 Hz na may kahusayan η= 0.09 — 0.65.

Mga single-phase na asynchronous na motor na may shaded o shaded na mga poste

Sa single-phase induction motors na may split o shaded pole, ang bawat poste ay nahahati sa pamamagitan ng malalim na uka sa dalawang hindi pantay na bahagi at nagdadala ng single-phase winding na sumasaklaw sa buong magnetic circuit ng poste at mga short-circuited na pagliko na matatagpuan sa mas maliit na bahagi nito.

Ang rotor ng mga motor na ito ay may short circuit winding. Ang pagsasama ng stator winding sa isang sinusoidal boltahe ay sinamahan ng pagtatatag ng isang kasalukuyang sa loob nito at ang paggulo ng isang alternating magnetic field na may isang nakapirming axis ng simetrya, na nagpapahiwatig ng kaukulang emf at mga alon sa mga short-circuited na mga loop.

Sa ilalim ng impluwensya ng mga short-circuit na alon, ang kaukulang m.d.s ay nagpapasigla ng magnetic field, na pumipigil sa pagpapalakas at pagpapahina ng pangunahing magnetic field sa mga shielded frequent pole. Ang mga magnetic field ng mga shielded at unshielded na bahagi ng mga pole ay wala sa yugto ng oras at, inilipat sa espasyo, bumubuo ng nagresultang elliptical rotating magnetic field na gumagalaw sa direksyon mula sa magnetic axis ng unshielded na bahagi ng pole hanggang sa magnetic axis ng bahaging may kalasag nito.

Ang pakikipag-ugnayan ng patlang na ito sa mga agos na sapilitan sa rotor winding ay nagiging sanhi ng paglitaw ng paunang torque Mn = (0.2 — 0.6) Mnom at ang acceleration ng rotor sa rate na bilis, kung ang braking torque na inilapat sa motor shaft ay hindi dapat upang lumampas sa panimulang metalikang kuwintas.

Upang mapataas ang paunang panimulang at pinakamataas na torque ng single-phase asynchronous na motor na may split o shaded na mga pole, inilalagay ang mga magnetic shunt ng steel sheet sa pagitan ng kanilang mga pole, na naglalapit sa umiikot na magnetic field sa pabilog.

Ang mga naka-shaded na pole na motor ay hindi nababaligtad na mga aparato na nagbibigay-daan sa madalas na pagsisimula, biglaang paghinto at maaaring maantala ng mahabang panahon. Ang mga ito ay ginawa gamit ang dalawang- at apat na poste na na-rate na kapangyarihan mula 0.5 hanggang 30 W at may pinahusay na disenyo hanggang sa 300 W para sa operasyon mula sa isang alternating network ng boltahe na may dalas na 50 Hz na may kahusayan ng ηnom = 0.20 — 0.40.
Basahin din: Selsyns: layunin, aparato, prinsipyo ng pagkilos