Будова, принцип дії та застосування однофазного асинхронного двигуна з екранованими полюсами.

Однофазний асинхронний двигун з екранованими полюсами складається з шихтованого статора 1, на явно виражених полюсах 3 якого розташовується однофазна обмотка у вигляді послідовно з’єднаних котушок 2, і короткозамкненого ротора 5. Кожний полюс двигуна поділяється на дві нерівні частини повздовжнім пазом. Як правило, меншу частину полюса займає мідний короткозамкнений виток 4 (екран).

Для створення в двигунах обертового магнітного поля необхідна наявність не менше двох магнітних потоків, зсунутих в часі і просторі. В даному двигуні ця задача вирішена слідуючим чином.

При ввімкненні обмотки статора в мережу з’являється струм, який створює магнітний потік (рис 2.16, а). Одна частина цього потоку проходить по неекранованій частині полюса, а інша — по екранованій.

Рис 2.16 Обмотка статора та магнітний потік

Потік в короткозамкненому витку (екрані) ЕРС і струм, який створює своє магнітне поле , напрямлене назустріч потоку . Результуючий потік екранованої частини полюса являється, таким чином, сумою магнітних потоків:

. (2.13)

Для визначення кута зсуву між потоком неекранованої частоти і потоком екранованої частини полюса звернемося до векторної діаграми (рис. 2.16, б). На ній побудовано вектор , під кутом 90⁰до якого проведено вектор ЕРС Е_к, наведеної . Струм короткозамкненого витка відстає по фазі від ЕРС на кут j_к через наявність індуктивності витка.

Згідно (2.13) потік

.

Потік неекранованої частини полюса співпадає по фазі з потоком , але перевищує його по величині, так як магнітний опір неекранованої частини полюса менше магнітного опору екранованої частини. З побудови випливає, що магнітний потік зсунутий в часі відносно на деякий кут b. Ці потоки мають також і просторовий зсув відносно один одного на кут q (див. рис. 2.16).

Наявність зсувів у просторі і часі вказаних магнітних потоків забезпечує створення обертового магнітного поля. Але внаслідок нерівності потоків, а також часового b та просторового q кутів зсуву 90⁰ обертове магнітне поле двигуна являється еліптичним. Через це пусковий момент, двигуна що розглядається, невеликий. Для деякого покращення магнітного поля повітряний проміжок під неекранованою частиною полюса частково збільшують (d₂>d₁) (див. рис. 2.17, а). З цією ж метою в деяких двигунах між полюсними наконечниками розташовують магнітні шунтиу вигляді стальних пластин, що дозволяє збільшити потік екранованої частини полюса.

Але не дивлячись на проведені міроприємства, кратність пускового моменту двигунів з екранованими полюсами, як правило, М_пуск/М_ном£0,6. Щоб збільшити пусковий момент, іноді на полюсах встановлюють не один, а декілька екрануючих витків різної ширини.

Двигуни з екранованими полюсами нереверсивні: ротор обертається лише в одному напрямку — від неекранованої частини полюса до екранованої. Для отримання обертання в різні сторони у деяких двигунах виводять обидва кінці валу, тобто обидва кінці роблять робочими.

Робочі властивості більшості двигунів з екранованими полюсами характеризуються коефіцієнтом корисної дії h=10¸40%, коефіцієнтом потужності cosj₁=0,4¸0,6 і перевантажувальною властивістю М_max/М_ном=1,1¸1,3. Низька перевантажувальна властивість двигуна пояснюється тим, що найбільше значення h відповідає моменту, близькому до максимального. Тому для кращого використання двигуна доцільно за номінальний момент двигуна прийняти момент, близький до максимального.

Наявність короткозамкнених витків на полюсах двигуна викликає значні електричні втрати, величина яких не залежить від навантаження. При зміні навантаження від нуля (в режимі холостого ходу) до номінальної сума втрат в двигуні підвищується не більше ніж на 50 %. Завдяки цій властивості двигун з екранованими полюсами може знаходитися довгий час в режимі короткого замикання (обмотка статора ввімкнена в мережу, а ротор нерухомий), що зручно в ряді випадків експлуатації двигуна.

Двигуни з екранованими полюсами виготовляються на потужності від декількох ват до декількох сотень ват при частоті 50 Гц і напрузі 115 — 127 В. Ці двигуни використовуються для приводу магнітофонів, стрічкопротяжних механізмів, а також в побутових пристроях (настільних вентиляторах, електропрогравачах та ін.)

Однофазний асинхронний двигун набув поширення, переважно, при потужності менш 0,5 кВт. Він має (рис. 1) однофазну робочу обмотку статора 1 і короткозамкнений ротор 3. Змінний струм I,, проходячи по обмотці статора 1, викликає пульсуючий магнітний потік, який не створює пускового моменту.

Якщо яким-небудь способом привести ротор в обертання в будь-яку сторону, то він буде підхоплений тим обертається потоком статора, який обертається згідно з ротором.

Для отримання обертаючого пускового моменту в статорі поміщають допоміжну обмотку 2, розташовану із зсувом на 90 ° щодо робочої обмотки. У обмотку 2 пропускають струм 12, зрушений за допомогою конденсатора на 1/4 періоду відносно струму I,.

Рис. 1. Схема однофазного асинхронного двигуна

Рис. 2. Однофазний електродвигун з екранованими полюсами

Однофазний асинхронний двигун з екранованими полюсами, що виконується на потужності 0,5-30 Вт, дуже простий по конструкції і набув широкого поширення там, де не потрібно великий пусковий момент. На рис. 2 показаний статор з виступаючими полюсами 1, на яких поміщена однофазна обмотка, що складається з двох котушок 2. Ця обмотка створює пульсуючий потік. Полюсні наконечники мають з одного боку пази, в які поміщені короткозамкнені кільця 3, що грають роль вторинної обмотки трансформатора. У них наводяться струми, зрушені по фазі щодо струму в обмотці полюсів, і внаслідок просторового зсуву обмоток в повітряному зазорі виходить слабкий потік, що біжить. Короткозамкнений ротор 4 приходить в обертання. Для поліпшення робочих характеристик двигуна між полюсами накладаються магнітні шунти 5 із сталевих пластинок.

Для однофазного живлення трифазного двигуна одну з обмоток можна використовувати як пускову з включенням її в мережу пусковий ємності. Ця ж обмотка може використовуватися в якості робочої.

Круговий поле можна отримати за умови Максимальна потужність трифазного двигуна при однофазному живленні може бути отримана»

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: