2. Пуск однофазного асинхронного двигуна.

Ми визначили, що однофазний АД не створює пускового моменту. Щоб цей момент з’явився, необхідно під час пуску створити в ньому не пульсуюче, а обертове магнітне поле, для чого в статорі двигуна крім робочої обмотки вкладають також ще одну обмотку – пускову.

Пускову та робочу обмотки розташовують на статорі таким чином, що їх осі були зміщені одна відносно другої на 90 електричних градусів. Крім того, необхідно, щоб струми в цих обмотках були зсунуті по фазі відносно одне одного.

Для цього в коло пускової обмотки вмикають фазозсувний елемент ФЕ (активний опір, індуктивність або ємність).

Коли частота обертання ротора досягає значення близького до номінального, пускову обмотку вимикають за допомогою реле (max струму, доцентрового та інше).

Таким чином, під час пуску двигун є двухфазним, а при роботі – однофазним.

Для отримання обертового магнітного поля за допомогою 2-х обмоток на статорі зміщених одна від другої на 90 електричних градусів необхідно:

1. М.р.с робочої та пускової обмоток мають бути рівними та зсунутими в просторі одна від другої на 90 електричних градусів

2. Струми в цих обмотках також повинні бути зсунутими по фазі на 90 електричних градусів.

При дотриманні цих умов обертове магнітне поле є круговим, що відповідає найбільшому обертовому моменту.

При хоча б частковому порушенні цих умов обертове магнітне поле стає еліптичним, а це означає, що з’являється зворотна складова, яка створює гальмівний момент і погіршує пускові властивості АД.

Ми визначили, що в якості ФЕ можна використати активний опір, індуктивність або ємність.

Та лише ємність може забезпечити зсув фаз на 90⁰. Але використання ємності в якості ФЕ обмежується значними габаритами конденсатора (наприклад, для однофазного АД потужністю 200 Вт необхідно взяти конденсатор С = 30мкФ на напругу 300-500 В.

Широко розповсюджені також однофазні двигуни з активним опором в якості ФЕ.

При цьому збільшений активний опір пускової обмотки забезпечується тим, що вона виконується проводом зменшеного перерізу в порівнянні з проводом робочої обмотки.

Пускова обмотка вмикається лише на період пуску, тому така її конструкція являється допустимою.

Пусковий момент однофазних двигунів з пусковою обмоткою не перевищує номінального, але це цілком задовольняє двигуни, які вмикають при незначному навантаженні на валу.

Використання в якості ФЕ конденсатора дає змогу одержати

М_пуск = (1,6 ÷ 2,0) М_н.

Тема: КОНДЕНСАТОРНІ АСИНХРОННІ ДВИГУНИ

1. Будова та принцип дії асинхронних конденсаторних електричних двигунів.

Асинхронний конденсаторний двигун має на статорі дві обмотки, які

займають однакове число пазів та зсунуті в просторі одна від другої на 90 електричних градусів.

Одну з обмоток (головну) вмикають безпосередньо до мережі, а другу (допоміжну) вмикають в цю саме мережу, але не безпосередньо, а через робочий конденсатор.

Від розглянутого нами однофазного АД в конденсаторному двигуні допоміжна обмотка не вимикається і залишається включеною на весь час роботи електричного двигуна, а ємність С_роб постійно створює фазовий зсув між струмами І_А та І_В.

Таким чином, якщо однофазний АД по закінченні процесу пуску працює з пульсуючою м.р.с. статор, то конденсаторний – з обертовою.

Тому за своїми властивостями конденсаторні електричні двигуни наближаються до 3-фазних.

Ємність, яка необхідна для отримання кругового обертового поля, визначається формулою:

При цьому відношення напруг на головній та допоміжній обмотках має бути

- кут зсуву фаз між струмом І_А та напругою U_A при круговому полі;

К - коефіцієнт трансформації К =

W_A –W_B – ефективне число витків обмоток;

К_А і К_В – обмоточні коефіцієнти обмоток статора.

Аналізуючи формулу для визначення робочої ємності робимо висновок, що отримання кругового обертаючого магнітного поля можливе лише при визначеному значенні струму навантаження, тобто, якщо навантаження відрізняється від розрахункового (номінального), то робочі властивості електричного двигуна значно погіршуються.

Маючи відносно великі ККД та cos φ₁ = 0,8-0,95, конденсаторні електричні двигуни мають незадовільні пускові властивості, бо ємність С_роб – забезпечує кругове обертове магнітне поле тільки при номінальному навантаженні, а при пуску такого АД поле статора є еліптичним.

При цьому М_пуск 0,5М_ном.

Для збільшення М_пуск паралельно робочій ємності С_роб вмикають пускову ємність С_пуск, величину якої обирають із умов отримання кругового поля статора, та найбільшого пускового моменту.

Коли пуск АД закінчується С_пуск необхідно відключити, бо при невеликих значеннях ковзання в колі обмотки статора, що містить в собі ємність С та індуктивність L можливе виникнення резонансу напруги, в наслідок чого напруга на обмотці статора та конденсатора може в 2-3- рази перевищити напругу мережі.

Конденсаторні електричні двигуни іноді називають двухфазними, бо обмотка статора має дві фази.

2-фазні двигуни працюють і без конденсатора або другого ФЕ, якщо до фаз обмотки статора підвести 2-фазну систему напруг.