2.7. Асинхронный двигатель с пусковым и рабочим конденсаторами
В тех случаях, когда от двигателя требуются высокие энергетические показатели в номинальном режиме и хорошие пусковые свойства, применяются двигатели с пусковым и рабочим конденсаторами (рис. 2.14). И при пуске, и в номинальном режиме двигатель работает как двухфазный, поэтому обмотки А и В занимают одинаковое число пазов NZA = NZB. Коэффициент трансформации и емкость рабочего конденсатора выбирают из условия получения кругового поля в номинальном режиме. Емкость пускового конденсатора выбирают из условия, чтобы в сумме с емкостью рабочего конденсатора он обеспечил заданную величину пускового момента (Mп/Mном = 2 ÷ 2,2). Энергетические показатели данного двигателя практически не уступают показателям трехфазного двигателя, а по сosφ он даже превосходит его: сosφ = 0,8 ÷ 0,95; КПД = 30 ÷ 40 %; Mмах/Mном = 1,8 ÷ 2,5.
а б
Рис.2.14. Схема включения (а) и механическая характеристика (б) асинхронного двигателя с пусковым и рабочим конденсаторами
2.8. Асинхронный двигатель с пусковым сопротивлением
Двигатель пускается как несимметричный двухфазный, а при достижении частоты вращения, близкой к номинальной, пусковая обмотка автоматически отключается (рис. 2.15).
Как и в двигателе с пусковым конденсатором, в этом двигателе рабочая обмотка занимает 2/3 пазов, пусковая – 1/3 пазов статора.
а б
Рис.2.15. Схема включения (а) и механическая характеристика (б) асинхронного двигателя с пусковым сопротивлением
В целях увеличения временного сдвига токов, рабочую обмотку стремятся выполнить с большим числом витков проводом большого сечения, а пусковую обмотку – с небольшим числом витков проводом малого сечения. В результате xSР > xSП ; rSП > rSР. Иногда для уменьшения индуктивного сопротивления пусковой обмотки часть ее витков наматывают бифилярно. Это еще больше усиливает разность xSП и xSР.
Рис.2.16. Круговая диаграмма пусковых токов асинхронного двигателя с пусковым сопротивлением
На рис. 2.16 приведена круговая диаграмма пусковых токов асинхронного двигателя с пусковым сопротивлением.
Согласно (2.11) и здесь пусковой момент пропорционален отрезку ab МП ~ ab. Максимальный пусковой момент будет определяться отрезком ambm, поученным на линии, проведенной параллельно ab через центр окружности МП.max ~ ambm.
Хотя при пуске поле резко выраженное эллиптическое, двигатель имеет сравнительно высокий пусковой момент (МП /Мном = 1÷1,5), что достигается не только за счет сдвига токов обмоток во времени, но и за счет форсирования – значительного увеличения магнитного потока пусковой обмотки при пуске. Последнее достигается за счет уменьшения ее числа витков wП:
Ф ≈ U/(4,44fwПkОП).
Энергетические показатели, как и любого однофазного двигателя, невысокие:
КПД = 40÷70 %; cosφ = 0,5÷0,6; Mмах/Mном = 1,4÷2.
Данные двигатели благодаря своей простоте и низкой стоимости широко применяются в холодильниках, стиральных машинах, вообще, там, где требуется кратковременная работа, или энергия, потребляемая в течение суток, сравнительно невелика.