Однофазний асинхронний двигун

ПРОФЕСІЙНЕУЧИЛИЩЕ № 22

Реферат подисципліни

В«ЕлектротехнікаВ»

Натему

В«Однофазнийасинхронний двигун В»

Виконала

Студентка 1 курсу

Групи ТУ-2

Рожко Світлана

Саратов-2009 г

План написання роботи:

1. Загальнівідомості

2. Освітаобертового магнітного поля

3. Пускв хід однофазного асинхронного двигуна

4. Механічнахарактеристика

5. Однофазнийасинхронний двигун з екранованими (розщепленими) полюсами

6. Способипуску однофазного асинхронного двигуна

Бібліографія

1.Загальнівідомості

В даний часшироко застосовуються однофазні асинхронні двигуни, які є основнимив мережі однофазного змінного струму. Статор такого двигуна має 2 обмотки -робочу та пускову (допоміжну). Обидві обмотки розміщені в пазах сердечникатак, що їхні осі зміщені просторово по окружності статора на 90 Вє.Ротор має 1-у короткозамкненим обмотку. Його пристрій ротора однофазногодвигуна таке ж, як у трифазного (див. примітку.).Двигуни, що випускаються промисловістю, має малу потужність: від 1 Вт (серіяУАД) до 400 Вт (серія АВЕ) і навіть 600 Вт (серія АОЛБ). Однофазні асинхроннідвигуни застосовуються в схемах автоматичного керування, в різного родупобутових пристроях, в приводах механізмів малої потужності.

2.Освітаобертового магнітного поля

Для отриманняобертального магнітного поля пускова обмотка з'єднується послідовно зконденсатором або активним опором і підключається паралельно робочоїобмотці. Підключення конденсатора або активного опору дає зрушення фазміж струмами в обмотках, близьке до 90 Вє, що викликає появуобертового магнітного поля статора. У момент часу, коли в пусковийобмотці сила струму, а отже, і магнітний потік досягають максимуму, вробочій обмотці струм (магнітний потік) дорівнює нулю. Сумарний магнітний потіквідповідає 1-у магнітному потоку. Через чверть періоду максимум струму(Магнітний потік) буде в робочій обмотці, а в пусковий обмотці струм і магнітнийпотік в даний момент будуть дорівнюють нулю. Сумарний магнітний потік відповідають2-у магнітному потоку. Ще через чверть періоду максимум сили негативногоструму (магнітного потоку) буде в пусковий обмотці, а в робочій обмотці струм(Магнітний потік) дорівнює нулю. Сумарний магнітний потік відповідає 3-умагнітному потоку і т.д. Таким чином, при безперервному синусоидальномзміні струму в робочій і пусковий обмотках сумарний магнітний потік будеобертатися проти ходу годинникової стрілки. Якщо амплітуди магнітних потоків робочоїі допоміжної обмоток дорівнюють, то обертання магнітного поля буде круговим,при нерівності амплітуд - еліптичним.

Якщо статор має лишеодну обмотку, живиться від мережі синусоїдальним струмом, тоді МДС цієї обмоткистворює пульсуючий в просторі магнітний потік, який наводить зміннуЕРС і струм в короткозамкненої обмотці ротора. МДС статора і ротора будуть рівні іпротилежні за напрямком, результуюча МДС дорівнює нулю і, отже,пусковий момент дорівнює нулю, ротор не обертається. Однак якщо ротор за допомогоюякої сторонньої сили привести в обертання, то в подальшому він будеобертатися, хоча ця сила буде знята. Він сам збільшить частоту обертання дономінальною і може подолати механічне гальмування. Це явище можнапояснити, якщо уявити пульсуюче магнітне поле у ​​вигляді суми двохобертаються в протилежних напрямках магнітних полів. Обидва магнітнихпотоку створюють рівні за значенням і протилежні за напрямком обертаютьмоменти ротора. Тому ротор не може сам прийти в рух. Обертаючий моментвліво менше обертаючого моменту вправо, і ротор буде обертатися вправо. Якщонадати початкове обертання ротору вліво, ротор потім сам буде продовжуватиобертатися вліво. Амплітудні значення обертаються полів однакові і рівніполовині амплітудного значення пульсуючого поля. [1]

однофазнийасинхронний електродвигун статор

3.Пускв хід однофазного асинхронного двигуна

Після пуску двигунаобмотка з конденсатором залишається включеною. Двигуни з конденсатором отрималиназву однофазних конденсаторних двигунів.

У малопотужних однофазнихасинхронних двигунах зсув фаз в обмотках статора забезпечується шляхом насадкина частину полюса мідного кільця. У мідному кільці збуджується індукційний струм,зворотний основного току обмотки, а отже, і магнітний потік кільця,протилежний магнітному потоку полюса, що створює зсув фаз і порушеннясиметрії в магнітному потоці і забезпечує обертаючий момент ротора.

Пуск однофазногодвигуна може здійснюватися шляхом приведення ротора в обертання зовнішньоїсилою. Робоча обмотка статора, включена в мережу однофазного змінного струму,дає пульсуюче магнітне поле. Воно не може привести ротор в обертання. Якщомагнітний потік зростає, то у витку, розташованому у вертикальній площині,ЕРС індукції буде рівна нулю, а у витку, розташованому в горизонтальнійплощині, будуть максимальні ЕРС індукції і сила струму. На ці провідникидіють сили спрямовані до осі обертання, вони не приводять ротор в обертання.Кожен провідник правої половини ротора має симетричний йому провідник налівій половині ротора з протилежним напрямком струму. Тому сили,діють на ці провідники, врівноважуються.

4.Механічнахарактеристика

Розглядаючиобертові поля незалежно, можна встановити, що одне поле, взаємодіючи зротором, створює обертаючий момент одного напрямку, а інше поле - моментпротилежного напрямку.

Механічнахарактеристика однофазного двигуна знаходиться графічним складанняммеханічних характеристик цих напрямків. З механічної характеристикиоднофазного двигуна видно, що пусковий момент дорівнює нулю. Для того, щободнофазний двигун пустити в хід, не вдаючись до сторонньої силі, на статорірозміщують другу обмотку, зрушену в просторі на 90 Вє відноснопершою. У ланцюг другий обмотки включений другий конденсатор, який створює в ланцюзі цієїобмотки зрушення струму по фазі. Перша обмотка - робоча, друга - пускова. Токиутворюють обертове магнітне поле, що створює при взаємодії з роторомобертаючий момент, що приводить ротор двигуна в обертання. Після розгонудвигуна пускова обмотка відключається від мережі.

5.Однофазнийасинхронний двигун з екранованими (розщепленими) полюсами

Статор такого двигунамає явновираженние полюси, на яких розташована робоча обмотка. Коженполюс як би розщеплений на дві нерівні частини, одна з яких вузька, а інша -широка. На вузькій частині поміщений короткозамкнений виток. Ротор двигунакороткозамкнений, звичайної конструкції. Пульсуючий магнітний потік, створеноїзмінної МДС робочої обмотки статора, пронизує короткозамкнений виток інаводить у ньому ЕРС, яка викликає появу струму у витку і магнітного потоку.Цей потік зрушать по фазі щодо потоку робочої обмотки і складався зним, створює в зоні короткозамкнутого витка результуючий магнітний потік,зрушений по фазі відносного 1-го потоку. В результаті під полюсом є 2магнітних потоку, рознесені в просторі і зрушені по фазі (у часі),що забезпечує отримання обертового поля.

Технічні даніподібних двигунів гірше, ніж трифазних, тому вони випускаються на потужностідо декількох десятків ватів.

6.Способипуску однофазного асинхронного двигуна

Однофазні асинхроннідвигуни в порівнянні з трифазними таких же розмірів мають потужну потужність,гірші пускові якості, більш низький ККД і менший коефіцієнт потужності.

Трифазний асинхроннийдвигун може працювати в однофазної мережі змінного струму. Для підключеннятрифазного двигуна в однофазну мережу потрібно з трьох фазних обмоток статорастворити робочу і пускову обмотки. Робоча обмотка підключається в мережу, апускова з'єднується з конденсатом і підключається паралельно робочій обмотці. [2]Для отримання обертового магнітного поля необхідно, щоб магнітні потокиробочої і допоміжної обмоток були зміщені в просторі на 90 Вє ізрушені по фазі в часі на 90 Вє (П† = 90 Вє).ВЗалежно від технічних даних двигуна та напруги мережі існуєдекілька схе...м включення трифазного асинхронного двигуна в однофазну мережу.При цьому потрібно, щоб допустиме фазна напруга двигуна було одно абоблизько до напруги мережі. Отже: (1) асинхронний двигун, в паспортіякого зазначено Y-220/127,включається в однофазну мережу напругою 220 В зіркою. При такому включенні накожну фазу робочої обмотки доводиться по 110 В, а номінальне фазнунапруга двигуна 127 В. Двигун буде працювати.

(2) Трифазнийасинхронний двигун (Y -220/127) кращевключати в однофазну мережу 220 В де при включенні покращуються механічніхарактеристики двигуна. Реверсування здійснюються зміною напрямкуструму в робочій або пусковий обмотці, т.е перемиканням початку і кінця фази.

(3) Трифазнийасинхронний двигун (Y - 380/220) підключаєтьсяв однофазну мережу 220 В, де фазні обмотки статора з'єднуються паралельно іпідключаються в однофазну мережу. При цьому в одну з фаз робочої обмоткивключається послідовно конденсатор, а в іншу - активний опір іконденсатор. Для полегшення зсуву фаз між магнітними потоками робочої ідопоміжної обмоток у часі і просторі, близького до 90 Вє, ємністьконденсатора визначається за формулою

С1 = 1600Iф/Uф;С2 = 2С1,а С2 = 0,58 Uф/Iф

Для нормальної роботитрифазного асинхронного двигуна, включеного в однофазну мережу, необхідноправильно підібрати ємність конденсаторів. При круговому обертанні магнітногополя активна потужність конденсатора повинна бути дорівнює повній потужності двигунаР = СП‰U ВІ. З цієї формули

С = Р Г—

де Р-потужністьдвигуна, кВт; f-частота струму в мережі, Гц; U-напруга мережі, В; С-ємністьконденсатора, мкФ.

Таким чином, ємністьконденсатора прямо пропорційна силі струму і обернено пропорційнанапрузі мережі. З практики встановленінаступні формули визначення ємності конденсаторів для різних схемвключення трифазних асинхронних двигунів в однофазну мережу. Наприклад, для(1):

З

Грубо можна визначитиємність конденсаторів з розрахунку 5-6,5 мкФ на кожні 100 Вт потужності двигуна.Напруга конденсатора повинно бути декілька вище напруги мережі. Дляпідключення до асинхронним двигунам застосовуються конденсатори типів: КБГ-МН,МБГ4, КБГ. Для пуску двигуна під навантаженням необхідно паралельно робітниковіконденсатору підключати пусковий конденсатор. Пусковийконденсатор включається на 2-3 з під час пуску двигуна. Ємність пусковогоконденсатора Сn = (1,5-2) СРВяк пускові конденсаторів застосовуються електролітичні конденсатори типуЕП, спеціально призначені для цієї мети. Пускова обмотка після пускудвигуна може бути відключена. Підключення пусковий обмотки на весь періодроботи двигуна покращує його механічні характеристики. Потужність трифазногодвигуна при однофазному включенні залежить від соsП†. Для двигуна зсоsП† = 0,6 ця потужність дорівнює 90%, а при соsП† = 0,8-50% номінальноїпотужності трифазного двигуна. Частота обертання двигуна при однофазномувключенні не відрізняється від частоти при трифазному включенні.Примітка.Принцип дії трифазних електродвигунів заснований на застосуванніобертового магнітного потоку. В асинхронних двигунах обмотка складається зтрьох котушок, розташованих на нерухомій станині-статорі, усередині якогопоміщений сталевий барабан-ротор; в пазах ротора укладені дроти, з'єднаніміж собою на обох торцях кільцями. Обертовий магнітний потік, перетинаючипроводу обмотки ротора, наводить в них е.р.с., і в проводах виникає струм. Струм,взаємодіючи з обертовим магнітним потоком. З ростом частоти обертанняротора зменшується швидкість, з якою магнітні лінії перетинають провідникиротора; якби ротор досяг тієї ж частоти обертання, що і магнітний потікстатора, то перетину провідників не відбувалося б і струм в роторі став бидорівнює нулю; отже, за наявності гальмівного моменту магнітний потік іротор не можуть обертатися з однаковою частотою (синхронно); частота обертанняротора завжди дещо менше. Тому двигуни такого типу називаютьасинхронними (т.е несинхронно). [3]

Бібліографія

1. ВолинськийБ.А., Зейн Е.Н., Шатерников В.Є. Електротехніка, Москва. Енергоавтоміздат,1987. - 424-426с.

2. КітуновічФ.Г. Електротехніка: Підручник. 4-е видання перероблене і доповнене зілюстраціями. - Мн.: Вища школа, 1999. - 245-250С.

3. ПоповВ.С. Теоретична електротехніка. Підручник для технікумів. - 2-е виданняперероблене. - М., Енергія, 1978. - 456с.

4. Електротехніка/ За редакцією В.Г. Герасимова. М.: Вища школа, 2000

[1] Волинський Б.А.,Зейн Е.Н., Шатерников В.Є. Електротехніка, Москва. Енергоавтоміздат, 1987.-С.424-426

[2] Кітуновіч Ф.Г.Електротехніка: Підручник. 4-е видання перероблене і доповнене зілюстраціями. - Мн.: Вища школа, 1999.-С. 245-250

[3] Попов В.С. Теоретичнаелектротехніка. Підручник для технікумів. - 2-е видання перероблене. - М.,Енергія, 1978.-С. 456