Tek fazlı ve iki fazlı asenkron motorlar

Tek fazlı asenkron motorların amacı, cihazı ve çalışma prensibi

Tek fazlı asenkron motorlar, tasarım olarak benzer üç fazlı sincap kafesli motorlara benzeyen düşük güçlü makinelerdir.

Tek fazlı asenkron motorlar, manyetik devrenin oluklarında 120 el faz alanına sahip ana veya çalışma fazından oluşan iki fazlı bir sargının bulunduğu stator düzenlemesindeki üç fazlı motorlardan farklıdır. dolu ve C1 ve C2 olarak işaretlenmiş terminallere ve 60 el faz alanına sahip bir yardımcı veya başlangıç ​​fazına yol açar. dolu ve B1 ve B2 olarak işaretlenmiş terminallere götürür (Şek. 1).

Bu sargı fazlarının manyetik eksenleri birbirlerine göre 0 = 90 el açısı kadar kaymıştır. dolu. Alternatif voltaj şebekesine bağlı bir çalışma fazı, rotorun dönmesine neden olamaz, çünkü akımı, zamanla harmonik olarak değişen bir manyetik indüksiyon ile karakterize edilen, sabit bir simetri eksenine sahip alternatif bir manyetik alanı uyarır.

Pirinç. 1. Tek fazlı sincap kafesli rotorlu endüksiyon motorunun devre şeması.

Bu alan iki bileşenle temsil edilebilir - manyetik indüksiyonlarla dönen, aynı hızda zıt yönlerde dönen, doğrudan ve ters sıralı özdeş dairesel manyetik alanlar. Ancak rotor gerekli yönde önceden hızlandırıldığında, çalışma fazı açıldığında aynı yönde dönmeye devam eder.

Bu nedenle, tek fazlı bir motorun çalıştırılması, başlat düğmesine basılarak rotorun hızlandırılmasıyla başlar ve stator sargısının parametrelerine bağlı olarak bir miktar faz kayması olan stator sargısının her iki fazında da akımların uyarılmasına neden olur. direnç, indüktör veya kondansatör şeklinde yapılmış faz kaydırma cihazı Z ve stator sargısının çalışma ve başlama fazlarını içeren elektrik devresi elemanları. Bu akımlar, maksimum ve minimum değerler içinde periyodik ve monoton olarak değişen ve vektörünün sonu bir elips tanımlayan, hava aralığında manyetik indüksiyon ile makinede dönen bir manyetik alana neden olur.

BT. Eliptik dönen manyetik alan, bu alanla etkileşime girerek tek fazlı motorun rotorunun alanın dönme yönünde hızlanmasını sağlayan kısa devreli rotor sargısının tellerindeki EMF'yi ve akımları algılar ve birkaç saniye içinde neredeyse nominal hıza ulaşır.

Başlat düğmesinin serbest bırakılması, elektrik motorunu iki fazlı moddan tek fazlı moda aktarır; bu, dönüşü sırasında kayma nedeniyle dönen rotorun biraz ilerisinde olan alternatif manyetik alanın ilgili bileşeni tarafından ek olarak desteklenir.

Tek fazlı bir asenkron motorun stator sargısının başlatma fazının güç şebekesinden zamanında ayrılması, kısa süreli bir çalışma modu sağlayan tasarımı nedeniyle gereklidir - genellikle uzun süreli kalışını hariç tutan 3 s'ye kadar kabul edilemez aşırı ısınma, yalıtım yanması ve hasar nedeniyle yük altında.

Tek fazlı asenkron motorların çalışma güvenilirliğinin arttırılması, makine kasasına VT ve B2 olarak işaretlenmiş terminallere bağlı kesme kontaklarına sahip bir santrifüj anahtarı ve PT ve C1 olarak işaretlenmiş terminallere sahip benzer kontaklara sahip bir termik röle yerleştirilerek sağlanır (Şekil 2, c, d).

Santrifüj anahtar, rotor anma hızına yakın bir hıza ulaştığında, B1 ve B2 olarak işaretlenmiş terminallere bağlı stator sargısının başlatma fazını otomatik olarak ayırır ve termik röle, ısıtma durduğunda stator sargısının her iki fazını da ana şebekeden ayırır. izin verilenden daha yüksek.

Rotorun dönüş yönünün tersine çevrilmesi, başlat düğmesinin değiştirilmesi ve elektrik motorunun terminallerindeki metal plakanın yeniden düzenlenmesi ile başlatıldığında stator sargısının fazlarından birindeki akımın yönünün değiştirilmesiyle elde edilir ( Şek. 2, a, b) veya sadece iki benzer plakayı yeniden düzenleyerek (Şekil 2, c, d).

Pirinç. 2. Sincap rotorlu tek fazlı asenkron motorun stator sargısının fazlarının terminallerinin işaretlenmesi ve bunların rotor dönüşü için bağlantıları: a, c — sağ, b, d — sol.

Tek fazlı ve üç fazlı asenkron motorların teknik özelliklerinin karşılaştırılması

Tek fazlı asenkron motorlar, başlangıç ​​fazlı tek fazlı elektrik motorları için azaltılmış başlangıç ​​tork faktörü kn = МХ / Mnom ve artırılmış başlangıç ​​akım faktörü ki = Mi / Mnom ile anma gücüne benzer üç fazlı makinelerden farklıdır. Artan doğru akım direnci ve daha düşük endüktans ile stator sargısının çalışma fazı önemlidir kn — 1.0 — 1.5 ve ki = 5 — 9.

Tek fazlı asenkron motorların başlatma özellikleri, üç fazlı asenkron motorlardan daha kötüdür, çünkü stator sargısının başlangıç ​​fazı ikiye eşit olan tek fazlı makinelerin başlangıcında eliptik bir döner manyetik alan uyarılır. düzgün olmayan dairesel dönen manyetik alanlar - doğrudan ve tersi, bir frenleme etkisine neden olur.

Stator sargısının çalışma ve başlatma fazının elektrik devrelerinin elemanlarının parametrelerini seçerek, başlangıçta yapılan bir faz kaydırma elemanı ile mümkün olan dairesel dönen bir manyetik alanın uyarılmasını sağlamak mümkündür. uygun kapasitede bir kondansatör şeklinde.

Rotorun hızlanması, makine devrelerinin parametrelerinde bir değişikliğe neden olduğundan, dönen manyetik alan daireselden eliptik şekle dönüşür ve böylece motorun kalkış özelliklerini bozar. Bu nedenle, yaklaşık 0,8 nominal hızda, elektrik motorunun stator sargısının başlatma aşaması manuel veya otomatik olarak kapatılır ve bunun sonucunda motor tek fazlı çalışmaya geçer.

Başlatma kapasitörlü tek fazlı asenkron motorlar, ilk çalıştırma torkunun (kp = 1,7 — 2,4) katına ve başlangıç ​​başlatma akımının (ki = 3 — 5) katına sahiptir.

İki fazlı asenkron motorlar

İki fazlı asenkron motorlarda, stator sargısının iki fazı, faz alanı 90 el. İşçilere selam olsun. Statorun manyetik devresinin oluklarında bulunurlar, böylece manyetik eksenleri 90 el'lik bir açı oluşturur. dolu. Stator sargısının bu fazları, motorun anma modunda toplam güçleri aynı olmasına rağmen, sadece sarım sayılarında değil, aynı zamanda anma gerilimleri ve akımlarında da birbirinden farklıdır.

Stator sargısının fazlarından birinde, motorun nominal modu koşulları altında dairesel dönen bir manyetik alanın uyarılmasını sağlayan kalıcı bir kapasitör Cp (Şekil 3, a) vardır. Bu kapasitörün kapasitesi aşağıdaki formülle belirlenir:

° Cp = I1sinφ1 / 2πfUn2

burada I1 ve φ1- dairesel dönen bir manyetik alanda kondansatörsüz stator sargısının faz devresinin voltajı ve akımı arasındaki akım ve faz kayması, I ve ti - alternatif akımın frekansı ve besleme voltajı sırasıyla ağ, n- dönüşüm katsayısı - sırasıyla kapasitörlü ve kapasitörsüz stator sargısının fazlarının etkin dönüş sayısının formülle belirlenen oranı

n = kvol2 w2 / ktom 1 w1

burada коб2 ve коб1 - w2 ve w1 dönüş sayısı ile stator sargısının karşılık gelen fazlarının sargı katsayıları.

Kondansatör terminal gerilimi Uc, şebeke geriliminin U üzerinde dairesel dönen bir manyetik alana sahip iki fazlı bir asenkron motorun sargı fazına seri bağlanır ve aşağıdaki şekilde belirlenir:

Uc = U √1 + n2

Nominal olandan farklı bir motor yüküne geçişe, dairesel yerine eliptik hale gelen dönen manyetik alanda bir değişiklik eşlik eder.Bu, motorun çalışma özelliklerini kötüleştirir ve çalıştırırken ilk çalıştırmayı azaltır. Başlangıç ​​torku MP <0,3Mnom'a kadar, kalıcı olarak bağlı kapasitör motorlarının kullanımını yalnızca yumuşak başlatma koşullarına sahip kurulumlarda sınırlandırır.

İlk torku arttırmak için, başlangıç ​​​​kondansatörü Cn, kapasitesi çalışma kondansatörünün kapasitesinden çok daha büyük olan ve ilk çalıştırma setine bağlı olan çalışma kondansatörü Cp'ye (Şekil 3, b) paralel olarak bağlanır. iki veya daha fazlasına çıkarılabilen tork.

Pirinç. 3. Sincap kafesli rotorlu iki fazlı asenkron motorları çalıştırma şemaları: a - sabit bağlı bir kapasitör ile, b - çalışan ve başlatma kapasitörlü.

Rotor, nominal başlatma kapasitörünün 0,6 - 0,7 hızına hızlandıktan sonra, dairesel dönen bir manyetik alanın motorun çalışmasını bozan eliptik bir alana geçişini önlemek için kapatılır.

Bu tür kapasitör motorlarının başlatma modu, aşağıdaki parametrelerle karakterize edilir: kn = 1,7 — 2,4 ve ki = 4 — 6.

Kondansatör motorları, stator sargısında ilk perde bulunan tek fazlı motorlardan daha iyi enerji özellikleri ile ayırt edilir ve kapasitörlerin kullanılması sayesinde güç faktörleri, aynı güçteki üç fazlı motorlardan daha yüksektir.

Üniversal asenkron motorlar

Otomatik kontrol kurulumları, üç fazlı veya tek fazlı bir ağa bağlı evrensel asenkron motorlar-düşük güçlü üç fazlı makineler kullanır. Tek fazlı bir ağdan güç sağlandığında, motorların çalıştırma ve çalışma özellikleri, üç fazlı modda kullanıldığından biraz daha kötüdür.

UAD serisinin üniversal asenkron motorları, üç fazlı modda 1,5 ila 70 W nominal güce sahip ve tek fazlı modda - 1 ila 55 W arasında değişen ve alternatif olarak çalışan iki ve dört kutuplu olarak üretilir. η= 0,09 — 0,65 verimlilikle 50 Hz frekanslı gerilim şebekesi.

Gölgeli veya gölgeli kutuplu tek fazlı asenkron motorlar

Bölünmüş veya gölgeli kutuplara sahip tek fazlı asenkron motorlarda, her kutup derin bir olukla iki eşit olmayan parçaya bölünür ve direğin tüm manyetik devresini kaplayan tek fazlı bir sargı ve küçük kısmında bulunan kısa devreli dönüşleri taşır.

Bu motorların rotorunda kısa devre sargısı vardır. Stator sargısının sinüzoidal bir gerilime dahil edilmesine, içinde bir akımın oluşturulması ve kısa devre döngülerinde karşılık gelen emf ve akımları indükleyen sabit bir simetri ekseni ile alternatif bir manyetik alanın uyarılması eşlik eder.

Kısa devre akımlarının etkisi altında, karşılık gelen m.d.s, korumalı sık kutuplarda ana manyetik alanın güçlenmesini ve zayıflamasını önleyen bir manyetik alanı harekete geçirir. Kutupların korumalı ve korumasız kısımlarının manyetik alanları zamanla faz dışıdır ve uzayda kaydırılarak, direğin korumasız kısmının manyetik ekseninden manyetik eksene doğru hareket eden eliptik dönen manyetik alanı oluşturur. korumalı kısmından.

Bu alanın rotor sargısında indüklenen akımlarla etkileşimi, motor miline uygulanan frenleme torkunun olmaması gerekiyorsa, başlangıç ​​torku Mn = (0,2 - 0,6) Mnom'un ortaya çıkmasına ve rotorun nominal hıza hızlanmasına neden olur. Başlangıç ​​torkunu aşmak için.

Bölünmüş veya gölgeli kutuplara sahip tek fazlı asenkron motorların ilk çalıştırma ve maksimum torklarını artırmak için, kutuplarının arasına dönen manyetik alanı dairesele yaklaştıran çelik sacdan manyetik şöntler yerleştirilir.

Gölge kutuplu motorlar geri dönüşü olmayan, sık kalkışlara, ani duruşlara izin veren ve uzun süre geciktirilebilen cihazlardır. 0,5 ila 30 W arasında iki ve dört kutuplu anma gücüyle ve ηnom = 0,20 - 0,40 verimlilikle 50 Hz frekanslı bir alternatif voltaj şebekesinden çalışmak için 300 W'a kadar geliştirilmiş bir tasarımla yapılırlar.
Ayrıca okuyun: Selsyns: amaç, cihaz, eylem ilkesi