Асинхронные конденсаторные двигатели

Асинхронный конденсаторный двигатель имеет на статоре две обмотки, занимающие одинаковое число пазов и сдвинутые в про­странстве относительно друг друга на 90 эл. град. Одну из обмоток – главную – включают непосредственно в однофазную сеть, а дру­гую – вспомогательную – включают в эту же сеть, но через рабочий конденсатор С_раб (рис. 7, а).

В отличие от рассмотренного ранее однофазного асинхронно­го двигателя в конденсаторном двигателе вспомогательная обмот­ка после пуска не отключается и остается включенной в течение всего периода работы, при этом емкость С_раб создает фазовый сдвиг между токами .

Таким образом, если однофазный асинхронный двигатель по окончании процесса пуска работает с пульсирующей МДС стато­ра, то конденсаторный двигатель – с вращающейся. Поэтому конденсаторные двигатели по своим свойствам приближаются к трехфазным двигателям.

Необходимая для получения кругового вращающегося поля емкость (мкФ):

, (4)

при этом отношение напряжении на главной U_А и на вспомога­тельной U_b обмотках должно быть

Здесь – угол сдвига фаз между током I_А и напряжением при круговом поле;

– коэффициент трансформации, представляющий собой отношение эффективных чисел витков вспомогательной и главной обмоток;

k_A и k_В – обмоточные коэффициенты.

Анализ формулы (4) показывает, что при заданных коэффициенте трансформации k и отношении напряжений емкость С_раб обеспечивает получение кругового вращающегося поля лишь при одном, Вполне определенном режиме работы двигателя. Если же изменится режим (нагрузка), то изменятся и ток I_A и фазовый угол , а следовательно, и Сра_б, соответствующая круговому полю. Таким образом, если нагрузка двигателя отличается от расчетной, то вращающееся поле двигателя становится эллиптическим и ра­бочие свойства двигателя ухудшаются. Обычно расчет С_раб ведут для номинальной нагрузки или близкой к ней.

Обладая сравнительно высокими КПД и коэффициентом мощности конденсаторные двигатели имеют неудовлетворительные пусковые свойства, так как емкость С_раб обеспечивает круговое поле лишь при расчетной нагрузке, а при пуске двигателя поле статора эллиптическое. При этом пусковой момент обычно не превышает 0,5 М_ном.

Рисунок 7. Конденсаторный двигатель:

а – с рабочей емкостью, б – с рабочей и пусковой емкостями, в – механические характеристики; 1 – при рабочей емкости, 2 – при ра­бочей и пусковой емкостях

Для повышения пускового момента параллельно емкости С_раб включают емкость С_пуск называемую пусковой (рис. 7, б). Вели­чину С_пуск выбирают, исходя из условия получения кругового поля статора при пуске двигателя, т. е. получения наибольшего пуско­вого момента. По окончании пуска емкость С_пуск следует отклю­чить, так как при небольших скольжениях в цепи обмотки статора, содержащей емкость С и индуктивность L, возможен резонанс напряжений, из-за чего напряжение на обмотке и на конденса­торе может в два-три раза превысить напряжение сети.

При выборе типа конденсатора следует помнить, что его рабо­чее напряжение определяется амплитудным значением синусои­дального напряжения, приложенного к конденсатору U_c. При кру­говом вращающемся поле это напряжение (В) превышает напряжение сети U₁ и определяется выражением:

. (5)

Конденсаторные двигатели иногда называют двухфаз­ными, так как об­мотка статора этого двигателя содержит две фазы. Двухфаз­ные двигатели могут работать и без кон­денсатора или дру­гого ФЭ, если к фа­зам обмотки статора подвести двухфаз­ную систему напря­жений (два напря­жения, одинаковые по значению и час­тоте, но сдвинутые по фазе относительно друг друга на 90°).

Рисунок 8. Схемы включения двухфазного двига­теля в трехфазную сеть

Для получения двухфаз­ной системы напряжений можно воспользоваться трехфазной ли­нией с нулевым проводом, включив обмотки статора так, как по­казано на рисунке 8(а), одну обмотку – на линейное напряжение U_AB, а другую – на фазное напряжение U_C через автотрансфор­матор AT (для выравнивания значения напряжений на фазных об­мотках двигателя). Возможно включение двигателя и без нулевого провода (рис. 8, б), но в этом случае напряжения на обмотках двигателя будут сдвинуты по фазе на 120°, что приведет к некото­рому ухудшению рабочих свойств двигателя.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: