Vienfaziai ir dvifaziai asinchroniniai varikliai
Vienfazių asinchroninių variklių paskirtis, įtaisas ir veikimo principas
Vienfaziai indukciniai varikliai yra mažos galios mašinos, savo konstrukcija primenančios panašius trifazius variklius su voverės narveliais.
Vienfaziai asinchroniniai varikliai skiriasi nuo trifazių variklių statoriaus išdėstymu, kai dvifazė apvija yra magnetinės grandinės grioveliuose, susidedančios iš pagrindinės arba darbinės fazės, kurios fazės plotas yra 120 el. kruša ir veda į gnybtus, pažymėtus C1 ir C2, ir pagalbinę arba pradinę fazę, kurios fazės plotas 60 el. kruša ir veda į terminalus, pažymėtus B1 ir B2 (1 pav.).
Šių apvijų fazių magnetinės ašys viena kitos atžvilgiu yra paslinktos kampu 0 = 90 el. kruša. Darbinė fazė, prijungta prie kintamosios įtampos tinklo, negali sukelti rotoriaus sukimosi, nes jo srovė sužadina kintamąjį magnetinį lauką su fiksuota simetrijos ašimi, kuriai būdinga harmoningai laike besikeičianti magnetinė indukcija.
Ryžiai. 1. Vienfazio voverės narvelio rotoriaus asinchroninio variklio schema.
Šis laukas gali būti pavaizduotas dviem komponentais – identiškais žiediniais tiesioginės ir atvirkštinės sekos magnetiniais laukai, besisukantys su magnetinėmis indukcijomis, besisukantys priešingomis kryptimis tuo pačiu greičiu. Tačiau kai rotorius iš anksto pagreitinamas reikiama kryptimi, jis ir toliau sukasi ta pačia kryptimi, kai įjungiama darbo fazė.
Dėl šios priežasties vienfazis variklis pradedamas pagreitinti rotorių paspaudus paleidimo mygtuką, todėl abiejose statoriaus apvijos fazėse sužadinamos srovės, kurios faziškai pasislenka dydžiu, priklausančiu nuo apvijos parametrų. fazių poslinkio įtaisas Z, pagamintas rezistoriaus, induktoriaus arba kondensatoriaus pavidalu, ir elektros grandinės elementai, apimantys statoriaus apvijos veikimo ir paleidimo fazes. Šios srovės mašinoje sukelia besisukantį magnetinį lauką su magnetine indukcija oro tarpelyje, kuris periodiškai ir monotoniškai kinta didžiausių ir minimalių dydžių ribose, o jo vektoriaus galas apibūdina elipsę.
Tai. Elipsiškai besisukantis magnetinis laukas aptinka trumpojo jungimo rotoriaus apvijos laiduose EML ir sroves, kurios, sąveikaudamos su šiuo lauku, užtikrina vienfazio variklio rotoriaus pagreitį lauko sukimosi kryptimi, o beveik vardinį greitį pasiekia per kelias sekundes.
Atleidus paleidimo mygtuką, elektros variklis iš dvifazio režimo perkeliamas į vienfazį režimą, kurį papildomai palaiko atitinkama kintamo magnetinio lauko dedamoji, kuri sukimosi metu dėl slydimo šiek tiek lenkia besisukantį rotorių.
Laiku atjungti vienfazio asinchroninio variklio statoriaus apvijos paleidimo fazę nuo elektros tinklo būtina dėl jo konstrukcijos, kuri numato trumpalaikį veikimo režimą - paprastai iki 3 s, o tai neįtraukia jo ilgalaikio buvimo. esant apkrovai dėl nepriimtino perkaitimo, izoliacijos degimo ir pažeidimų .
Vienfazių asinchroninių variklių veikimo patikimumą padidina į mašinos korpusą įmontavus išcentrinį jungiklį su pertraukiamaisiais kontaktais, prijungtais prie gnybtų, pažymėtų VT ir B2, ir šiluminę relę su panašiais kontaktais, kurių gnybtai pažymėti PT ir C1 (2 pav.). c, d).
Išcentrinis jungiklis automatiškai atjungia statoriaus apvijos, prijungtos prie gnybtų, pažymėtų B1 ir B2, paleidimo fazę, kai rotorius pasiekia greitį, artimą vardiniam greičiui, o šiluminė relė atjungia abi statoriaus apvijos fazes nuo elektros tinklo, kai šildomas. didesnis už leistiną.
Rotoriaus sukimosi krypties pakeitimas pasiekiamas paleidžiant keičiant srovės kryptį vienoje iš statoriaus apvijos fazių, perjungiant paleidimo mygtuką ir perstatant metalinę plokštę ant elektros variklio gnybtų (1 pav.). 2, a, b) arba tik perstatant dvi panašias plokštes (2 pav., c, d).
Ryžiai. 2. Vienfazio asinchroninio variklio su voverės rotoriumi statoriaus apvijos fazių gnybtų žymėjimas ir jų jungtis rotoriaus sukimui: a, c — dešinė, b, d — kairė.
Vienfazių ir trifazių asinchroninių variklių techninių charakteristikų palyginimas
Vienfaziai asinchroniniai varikliai skiriasi nuo trifazių mašinų, panašių vardine galia su sumažintu pradiniu sukimo momento koeficientu kn = МХ / Mnom ir padidintu pradinės srovės koeficientu ki = Mi / Mnom, kurie yra skirti vienfaziams elektros varikliams su pradine faze. statoriaus apvijos padidinta nuolatinės srovės varža ir mažesnė darbinės fazės induktyvumas yra svarbūs kn — 1,0 — 1,5 ir ki = 5 — 9.
Vienfazių asinchroninių variklių paleidimo charakteristikos yra prastesnės nei trifazių asinchroninių variklių dėl to, kad vienfazių mašinų, kurių statoriaus apvijos pradinė fazė lygi dviems, paleidimo metu sužadinamas elipsinis besisukantis magnetinis laukas. netolygūs apskrito sukimosi magnetiniai laukai – tiesiogiai ir atvirkščiai, sukelia stabdymo efektą.
Pasirinkus statoriaus apvijos darbinės ir paleidimo fazės elektros grandinių elementų parametrus, galima užtikrinti apskrito besisukančio magnetinio lauko sužadinimą paleidimo metu, o tai įmanoma naudojant pagamintą fazės poslinkio elementą. tinkamos talpos kondensatoriaus pavidalu.
Kadangi rotoriaus pagreitis sukelia mašinos grandinių parametrų pasikeitimą, besisukantis magnetinis laukas keičiasi iš apskrito į elipsinį, todėl pablogėja variklio paleidimo charakteristikos. Todėl esant maždaug 0,8 vardiniam greičiui, rankiniu būdu arba automatiškai išjungiama elektros variklio statoriaus apvijos paleidimo fazė, dėl ko variklis persijungia į vienfazį darbą.
Vienfaziai asinchroniniai varikliai su paleidimo kondensatoriumi turi pradinio paleidimo sukimo momento kartotinį kp = 1,7 - 2,4 ir pradinės paleidimo srovės kartotinį ki = 3 - 5.
Dviejų fazių asinchroniniai varikliai
Dviejų fazių asinchroniniuose varikliuose dvi statoriaus apvijos fazės, kurių fazių plotai yra 90 el. sveikina darbuotojus. Jie yra statoriaus magnetinės grandinės grioveliuose, todėl jų magnetinės ašys sudaro 90 el kampą. kruša. Šios statoriaus apvijos fazės skiriasi viena nuo kitos ne tik apsisukimų skaičiumi, bet ir vardinėmis įtampomis bei srovėmis, nors vardiniu variklio režimu jų bendra galia yra vienoda.
Vienoje iš statoriaus apvijos fazių yra nuolatinis kondensatorius Cp (3 pav., a), kuris vardinio variklio režimo sąlygomis užtikrina apskrito besisukančio magnetinio lauko sužadinimą. Šio kondensatoriaus talpa nustatoma pagal formulę:
° Cp = I1sinφ1 / 2πfUn2
kur I1 ir φ1- atitinkamai srovės ir fazės poslinkis tarp statoriaus apvijos fazinės grandinės įtampos ir srovės be kondensatoriaus apskritime besisukančiame magnetiniame lauke, I ir ti - kintamos srovės dažnis ir maitinimo įtampa tinklas, atitinkamai, n- transformacijos koeficientas - statoriaus apvijos fazių efektyvaus apsisukimų skaičiaus santykis su kondensatoriumi ir be jo, nustatytas pagal formulę
n = kvol2 w2 / ktom 1 w1
kur коб2 ir коб1 — statoriaus apvijos atitinkamų fazių apvijų koeficientai su vijų skaičiumi w2 ir w1.
Kondensatoriaus gnybtų įtampa Uc, nuosekliai sujungta su dvifazio asinchroninio variklio su apskritu besisukančio magnetinio lauko apvijos faze, viršijančia tinklo įtampą U, ir nustatoma taip:
Uc = U √1 + n2
Perėjimą prie kitokios nei vardinės variklio apkrovos lydi besisukančio magnetinio lauko pasikeitimas, kuris vietoj apskritimo tampa elipsės formos.Tai pablogina variklio darbines savybes, o užvedus sumažina pradinę Pradinis sukimo momentas iki MP <0,3Mnom, ribojantis nuolat prijungtų kondensatorių variklių naudojimą tik įrenginiuose su švelniomis paleidimo sąlygomis.
Pradiniam sukimo momentui padidinti paleidimo kondensatorius Cn yra jungiamas lygiagrečiai su darbiniu kondensatoriumi Cp (3 pav., b), kurio talpa yra daug didesnė už darbinio kondensatoriaus talpą ir priklauso nuo pradinio paleidimo rinkinio. sukimo momentas, kuris gali būti padidintas iki dviejų ar daugiau.
Ryžiai. 3. Dviejų fazių asinchroninių variklių su voverės narvelio rotoriumi įjungimo schemos: a — su nuolat prijungtu kondensatoriumi, b — su darbo ir paleidimo kondensatoriumi.
Rotoriui įsibėgėjus iki 0,6–0,7 vardinio paleidimo kondensatoriaus greičio, jis išjungiamas, kad būtų išvengta apskrito besisukančio magnetinio lauko perėjimo į elipsinį, o tai pablogina variklio darbą.
Tokių kondensatorių variklių paleidimo režimas apibūdinamas šiais parametrais: kn = 1,7 — 2,4 ir ki = 4 — 6.
Kondensatorių varikliai išsiskiria geresnėmis energetinėmis charakteristikomis nei vienfaziai varikliai su pradiniu šydu ant statoriaus apvijos, o jų galios koeficientas dėl kondensatorių naudojimo yra didesnis nei tos pačios galios trifazių variklių.
Universalūs asinchroniniai varikliai
Automatinio valdymo įrenginiuose naudojami universalūs asinchroniniai varikliai-trifazės mažos galios mašinos, kurios yra prijungtos prie trifazio arba vienfazio tinklo. Kai maitinamas iš vienfazio tinklo, variklių paleidimo ir veikimo charakteristikos yra šiek tiek prastesnės nei naudojant trifaziu režimu.
Universalūs UAD serijos asinchroniniai varikliai gaminami su dviejų ir keturių polių, kurių trifaziu režimu vardinė galia yra nuo 1,5 iki 70 W, o vienfaziu režimu - nuo 1 iki 55 W ir veikia iš kintamosios srovės. 50 Hz dažnio įtampos tinklas, kurio naudingumo koeficientas η= 0,09 — 0,65.
Vienfaziai asinchroniniai varikliai su tamsesniais arba tamsesniais poliais
Vienfaziuose asinchroniniuose varikliuose su suskaidytais arba užtamsintais poliais kiekvienas polius giliu grioveliu padalintas į dvi nelygias dalis ir turi vienfazę apviją, apimančią visą polio magnetinę grandinę, ir trumpojo jungimo posūkius, esančius mažesnėje jo dalyje.
Šių variklių rotorius turi trumpojo jungimo apviją. Statoriaus apvijos įtraukimas į sinusoidinę įtampą lydi srovės atsiradimą joje ir kintamo magnetinio lauko su fiksuota simetrijos ašimi sužadinimą, kuris indukuoja atitinkamą emf ir sroves trumpojo jungimo kilpose.
Veikiant trumpojo jungimo srovėms, atitinkami m.d.s sužadina magnetinį lauką, kuris neleidžia stiprėti ir susilpnėti pagrindiniam magnetiniam laukui ekranuotuose dažnuose poliuose. Ekranuotų ir neekranuotų polių dalių magnetiniai laukai yra nefaziniai laike ir, pasislinkę erdvėje, sudaro susidarantį elipsinį besisukantį magnetinį lauką, judantį kryptimi nuo neekranuotos polių dalies magnetinės ašies į magnetinę ašį. jo ekranuotos dalies.
Šio lauko sąveika su rotoriaus apvijoje indukuojamomis srovėmis sukelia pradinio sukimo momento Mn = (0,2 — 0,6) Mnom atsiradimą ir rotoriaus pagreitį iki vardinio greičio, jei variklio veleną veikiantis stabdymo momentas neturėtų būti viršyti pradinį sukimo momentą.
Norint padidinti vienfazių asinchroninių variklių su padalintais arba užtamsintas poliais pradinį paleidimo ir maksimalų sukimo momentą, tarp jų polių dedami magnetiniai šuntai iš plieno lakštų, kurie sukamąjį magnetinį lauką priartina prie apskritimo.
Tamsintų polių varikliai yra nereversiniai įtaisai, kurie leidžia dažnai paleisti, staigiai sustoti ir gali būti atidėtas ilgam. Jie gaminami su dviejų ir keturių polių vardine galia nuo 0,5 iki 30 W ir su patobulinta konstrukcija iki 300 W, kad galėtų veikti iš kintamos įtampos tinklo, kurio dažnis yra 50 Hz, o efektyvumas ηnom = 0,20 - 0,40.
Taip pat skaitykite: Selsyns: tikslas, įrenginys, veikimo principas
