Однофазні електродвигуни, Відмінності, конструкція, схеми, принцип підключення, застосування
У цій обмотці (яка ще має назву робочої) магнітний потік змінюється такою частотою, з якою протікає по обмотці струм. Щоб створити початковий момент, що обертає, в пази статора укладається вторинна обмотка, яка носить назву пусковий. Вона працює тільки для запуску, тому вмикається на короткий час запуску.
На малюнку 1.1. представлена схема, де можна розглянути підключення електродвигуна в однофазну мережу. Через додатковий резистор або конденсатор вмикається пускова обмотка.
Таке підключення необхідне для того, щоб струм у пусковій обмотці міг бути зрушений по фазі в порівнянні зі струмом в робочій обмотці на 90 °. Дві обмотки, які перпендикулярні один до одного і живляться зрушеними по фазі струмами, створюють магнітне поле, що обертається. Ротор починає розганятися під дією магнітного поля, що обертається.
Після цього пускова обмотка вимикається. Вона завжди працює короткий час та служить для запуску двигуна. Щоб зробити запуск двигуна у зворотному напрямку, необхідно поміняти місцями клеми пускової та робочої обмоток.
1.1. Схема підключення однофазного двигуна до мережі
Найчастіше ротор однофазних асинхронних електродвигунів з однією фазою виконаний короткозамкнутим. Існують моделі, в яких пускова обмотка працює не тільки при запуску, а й решту часу. Такі пристрої мають коефіцієнт потужності більший, ніж у описаних вищекороткозамкнутих приладів, розвивають у порівнянні з ними більший крутний момент. Називають їх конденсаторними.
1.2. Схема пристрою однофазного електродвигуна із розщепленими полюсами
Існують моделі однофазних пристроїв та з розщепленими полюсами. Схема однофазного електродвигуна представлена малюнку 1.2. Короткозамкнутий виток його конструкції охоплює частину кожного полюса. Струм, що виникає в цьому витку за допомогою змінного потоку робочої обмотки, зсувається фазою щодо потоку в робочій обмотці. Ці два змінні потоки, які зміщені відносно один одного по фазі, і утворюють магнітне поле, що обертає. Такий агрегат обертається лише в одному напрямку. Якщо змінити полюси, то зі зміною напрямку струму в обмотці зміниться струм у короткозамкненому витку.
Застосовуються однофазні асинхронні моделі для приводу приладів та машин, які мають невелику потужність.
Яскравими представниками конденсаторних пристроїв є асинхронні двигуни конденсаторні (ДАК). Вони мають широке застосування як у побутових приладах, і у промислових установках. Прикладами їх використання ДАК можуть бути пральні машини, електросоковижималки і, звичайно, будь-який електроінструмент.
Схема підключення однофазного електродвигуна ДАК представлена малюнку.
Трифазні агрегати на практиці набули більшого поширення, ніж однофазні. Таке обладнання, як циркулярна пилка, вентилятор, електрорубанок, свердлильний верстат чи насос живлять саме вони. Від однофазної мережі трифазні пристрої працюють за допомогою ємнісних або індуктивно-ємнісних ланцюгів, що зсувають фазу. Один універсальний ланцюг був би гарним рішенням для підключення однофазних та трифазних моделей. Але тодіпараметри елементів ланцюга, які залежать від потужності та схеми з'єднання обмоток необхідно буде змінювати, що не дуже зручно в експлуатації. Але є інший шлях - підключення однофазного електродвигуна як генератора для отримання трифазної напруги.
Будь-яка електрична машина досить універсальна. Генератор може виконувати роль двигуна, а він у свою чергу – генератор. Розглянемо як підключити однофазний електродвигун, щоб він виконував роль генератора трифазної напруги. Після відключення однієї з обмоток ротор продовжує обертатися. Між висновками обмотки, яка відключена, є сила, що рухається. Струми, що протікають по обмотках, перетворюють ротор на електромагніт з полюсами, що підтримує напругу в обмотках стартера. Зсув фаз в обмотках дорівнює 120 градусів.
Ротор, що обертається – це одна з головних умов роботи асинхронного пристрою як перетворювач числа фаз. Розкрутити його можна за допомогою звичайного фазозсувного конденсатора. Конденсатор потрібен лише для запуску двигуна. Після запуску ланцюг, в якому він знаходиться, розривають, і його ємність не впливає на якість генерованої напруги. До статора підключається трифазне навантаження. Якщо її немає, то коефіцієнт корисної дії перетворювача великий.
Підключення однофазного електродвигуна завжди відбувалося натисканням та утриманням кнопки. Під час утримання частота обертання роторадосягала значення номінальної величини.
Були зроблені висновки, що швидкість обертання ротора приладу, який використовується як генератор, не залежить від напруги, яка подано на однофазну мережу, що живить. Через втрати енергії на намагнічування та створення крутного моменту, напруги, які видає генератор.
Для того щоб підключити однофазну модель в мережу або змінити схему включення однофазного двигуна, необхідно переконатися, що вона знеструмлена. Конденсатори, які знаходяться в ланцюзі, можуть бути заряджені. Краще під час проведення таких робіт використовувати запобіжники.
Пристрій асинхронного типу з магнітним шунтом до мережі безпосередньо підключається. Обертання його у зворотний бік неможливе. Широке застосування такі агрегати знайшли у вентиляторах. Перемикаючи три відведення, можна змінювати частоту обертання. Деякі моделі змінюють частоту обертання з допомогою послідовно включених конденсаторів. Використовувати необхідно лише конденсатори, які йдуть у комплекті постачання. Після запуску двигуна, конденсатори містять певну кількість заряду, тому торкатися провідників забороняється. Для захисту від напруги конденсаторів у схемах електродвигуна однофазного використовують резистори. Вони відіграють роль шунтів, проте дію не миттєво.
Конденсаторний пристрій із двома обмотками підключається до мережі за іншим принципом. Одна з обмоток підключається безпосередньо до мережі, а друга з використанням конденсатора. Такий конденсатор повинен бути паперовим та мати ємність, вказану в інструкції. Деякі моделі допускають зміну боку руху ротора, якщо змінити спосіб підключення конденсатора. Конденсатор може бути номінальною напругою від 500 до 630 В. У документації описані способи підключенняконденсатори для реверсування двигуна. Важливо! Не плутати однофазні конденсаторні агрегати із трифазними. Якщо змінити спосіб встановлення конденсатора на трифазному пристрої, він може згоріти. Це неприпустима ситуація.
