10. Однофазні асинхронні двигуни

Однофазні асинхронні двигуни широко застосовують при невели­ких потужностях (до 1...2 кВт). Такий двигун відрізняється від зви­чайного трифазного тим, що на його статорі розміщується однофазна обмотка. Ротор однофазного асинхронного двигуна має фазну або короткозамкнену обмотку. Особливістю однофазного асинхронного дви­гуна є відсутність початкового або пускового моменту, тобто з увім­кненням такого двигуна в мережу ротор залишатиметься нерухомим.

Якщо ж під дією якоїсь зовнішньої сили вивести ротор зі стану спокою, то двигун розвиватиме обертаючий момент. Відсутність по­чаткового моменту є суттєвим недоліком однофазних асинхронних двигунів. Тому вони завжди укомплектовуються пусковим пристроєм.

Найпростішим пусковим пристроєм є дві обмотки, які розташова­ні на статорі і зміщені одна відносно одної на половину полюсної поділки (90 ел. град.). Ці обмотки живляться від симетричної дво­фазної мережі, тобто напруги, прикладені до обмоток, дорівнюють од­на одній і зсунуті на чверть періоду за фазою.

При таких напругах струми, що проходять по обмотках, будуть також зсунутими за фазою на чверть періоду, що на додаток до просто­рового зсуву обмоток дає змогу одержати обертове магнітне поле. За наявності обертового магнітного поля двигун розвиває пусковий момент.

У дійсності двофазна мережа звичайно відсутня, і пуск однофаз­ного двигуна здійснюється ввімкненням двох обмоток в одну спільну для них однофазну мережу. Щоб одержати кут зсуву фаз між силами струму в обмотках, який приблизно дорівнює ±π/2 (чверті періоду), одну з обмоток (робочу) вмикають у мережу безпосередньо або з пуско­вим активним опором, а другу обмотку (пускову) — послідовно з ко­тушкою (рис. 93, а) або конденсатором (рис. 93, б).

Рис. 93. Схема пуску однофазного двигуна в разі ввімкнення в коло пуско­вої обмотки котушки індуктивності (a) тa конденсатора (б).

Пускова обмотка вмикається тільки на період пуску двигуна. В момент, коли ротор набуває певної частоти обертання, пускова обмотка вимикається з мережі відцентровим вимикачем або спеціаль­ним реле і двигун працює як однофазний. Як однофазний може бути використаний будь-який трифазний асинхронний двигун. Для робо­ти трифазного двигуна як однофазного робоча, або головна, обмотка, що складається з двох послідовно з'єднаних фаз, вмикається безпо­середньо в однофазну мережу, а третя фаза, яка є пусковою, або до­поміжною, обмотксю, вмикається в ту саму мережу через пусковий елемент — резистор, котушку чи конденсатор.

Конденсаторний (двофазний) двигун являє собою однофазний асин­хронний двигун з двома обмотками на статорі та короткозамкненим ротором. Допоміжна обмотка розрахована на тривале протікання струму й залишається ввімкненою не тільки під час пуску двигуна, але й у процесі роботи. Під час роботи конденсаторного двигуна вини­кає обертове магнітне поле, яке поліпшує його робочі характеристи­ки порівняно з однофазним. У разі збільшення ємності конденсатора зростає й пусковий момент двигуна. Проте збільшення ємності конденсаторної батареї в робочому режимі небажане, оскільки це при­зводить до зниження частоти обертання і ККД двигуна. Тому конден­саторні двигуни виготовляють із двома батареями конденсаторів — робочою та пусковою.