Однофазные асинхронные двигатели

Однофазные асинхронные двигатели широко применяют при небольших мощностях (до 1-2 кВт). Такой двигатель отличается от трехфазного тем, что на статоре его помещается однофазная обмотка. Ротор однофазного асинхронного двигателя имеет фазную или короткозамкнутую обмотку.

Особенностью однофазных асинхронных двигателей является отсутствие начального или пускового момента, т. е. при включении такого двигателя в сеть ротор его будет оставаться неподвижным.

Если же под действием какой-либо внешней силы вывести ротор из состояния покоя, то двигатель будет развивать вращающий момент.

Отсутствие начального момента является существенным недостатком однофазных асинхронных двигателей. Поэтому они всегда снабжаются пусковым устройством.

Наиболее простым пусковым устройством являются две обмотки, помешенные на статоре, сдвинутые одна относительно другой на половину полюсного деления (90° электрических). Эти обмотки катушек питаются от симметричной двухфазной сети, т. е. напряжения, приложенного к обмоткам катушек, равны между собой и сдвинуты на четверть периода по фазе. При таких напряжениях токи, проходящие по катушкам, также сдвинуты по фазе на четверть периода, что в дополнение к пространственному сдвигу катушек дает возможность получить вращающееся магнитное поле. При наличии вращающегося магнитного поля двигатель развивает пусковой момент.

В действительности двухфазная сеть обычно отсутствует, и пуск однофазного двигателя осуществляется включением двух катушек в одну общую для них однофазную сеть. Для получения угла сдвига фаз между токами в катушках, примерно равного ±/2 (четверти периода), одну из катушек (рабочую) включают в сеть непосредственно или с пусковым активным сопротивлением, а вторую катушку (пусковую) - через индуктивную катушку (рис. 4, а) или конденсатор (рис. 4, б).

Рис. 4. Схема пуска однофазного двигателя при включении в цепь

пусковой обмотки: а - индуктивности, б - емкости

Пусковая обмотка включается только на период пуска в ход. В момент, когда ротор приобретает определенную частоту вращения, пусковая обмотка отключается от сети центробежным выключателем или специальным реле; двигатель работает как однофазный.

В качестве однофазного двигателя может быть использован любой трехфазный асинхронный двигатель. При работе трехфазного двигателя в качестве однофазного рабочая или главная обмотка, состоящая из двух последовательно соединенных фаз, включается непосредственно в однофазную сеть, третья фаза, являющаяся пусковой или вспомогательной обмоткой, включается в ту же сеть через пусковой элемент - сопротивление, индуктивность или конденсатор.

Конденсаторный (двухфазный) двигатель представляет собой однофазный асинхронный двигатель с двумя обмотками на статоре и короткозамкнутым ротором. Вспомогательная обмотка рассчитана на длительное прохождение тока и остается включенной не только при пуске в ход двигателя, но и при работе. При работе конденсаторного двигателя возникает вращающееся поле, наличие которого улучшает его рабочие свойства в сравнении с однофазными.

При увеличении емкости конденсатора возрастает и пусковой момент двигателя. Однако увеличение емкости батареи конденсаторов в рабочем режиме нежелательно, так как это ведет к снижению частоты вращения и кпд двигателя