Az egyfázisú indukciós motorok jellemzői

Az egyfázisú aszinkron motorokat széles körben használják a technikában és a mindennapi életben. Az egyfázisú aszinkron villanymotorok gyártása a watt töredékétől a több száz wattig az összes kis teljesítményű gép termelésének több mint fele, teljesítményük folyamatosan növekszik.

Az egyfázisú motorokat általában két kategóriába sorolják:

• általános célú motorok «, amelyek magukban foglalják az ipari és háztartási villanymotorokat;

• automata berendezések motorjai - vezérelt és vezéreletlen váltakozó áramú motorok és speciális kis teljesítményű elektromos gépek (tachogenerátorok, forgótranszformátorok, selsinek stb.).

Az aszinkron villanymotorok jelentős része általános célú motor, amelyet egyfázisú váltakozó áramú hálózatra terveztek. Az univerzális aszinkron villanymotorok meglehetősen kiterjedt csoportja azonban egyfázisú és háromfázisú hálózatokban egyaránt használható.

Az univerzális motorok kialakítása gyakorlatilag nem különbözik háromfázisú aszinkron gépek hagyományos kialakítása… Ha háromfázisú hálózaton működnek, ezek a motorok a háromfázisú motorokéhoz hasonló jellemzőkkel rendelkeznek.

Az egyfázisú motorok mókuskalickás rotorral rendelkeznek, az állórész tekercselése többféle kivitelben is gyártható. Leggyakrabban a hornyok kétharmadát kitöltő működő tekercs és a rések fennmaradó harmadát kitöltő indító tekercs kerül az állórészre. A futótekercs folyamatos üzemre, az indítótekercs pedig csak az indítási időszakra számít. Ezért kis keresztmetszetű huzalból készül, és jelentős számú fordulatot tartalmaz. Az indítónyomaték létrehozásához az indító tekercs fázisváltó elemeket - ellenállásokat vagy kondenzátorokat - tartalmaz.

Az alacsony teljesítményű aszinkron motorok kétfázisúak lehetnek, ha az állórészen elhelyezett munkatekercsben két fázis 90 ° -kal keveredik a térben. Az egyik fázisban folyamatosan szerepel egy fázisváltó elem - egy kondenzátor vagy ellenállás Top, amely bizonyos fáziseltolódást biztosít a tekercsáramok között.

Általában motornak nevezik, amelynek kondenzátora állandóan csatlakozik valamelyik fázishoz kondenzátor… A fáziseltoló kondenzátor kapacitása állandó lehet, de bizonyos esetekben a kapacitás értéke eltérő lehet indításkor és üzemi üzemmódban.

Az egyfázisú aszinkron motorok jellemzője a forgórész különböző irányokba történő forgatásának képessége. A forgásirányt a kezdeti nyomaték iránya határozza meg.

Alacsony forgórész-ellenállás esetén (Ccr < 1) ezért az egyfázisú motor nem működik fordított üzemmódban. A motor üzemmód megfelel a forgórész fordulatszámának 0 <n <nc nagyobb sebességnél a generátor üzemmód megy végbe.

Az egyfázisú motorok jellemzője, hogy maximális nyomatékuk a forgórész ellenállásától függ. A forgórész aktív ellenállásának növekedésével a maximális nyomaték csökken, és nagy ellenállási értékeknél Skr > 1 negatív lesz.

Egy eszköz vagy mechanizmus meghajtására szolgáló villanymotor típusának kiválasztásakor ismerni kell a jellemzőit.A főbbek a nyomaték karakterisztikák (kezdeti indítási nyomaték, maximális nyomaték, minimális nyomaték), forgási frekvencia, vibroakusztikus jellemzők. Bizonyos esetekben energia- és súlyjellemzőkre is szükség van.

Példaként egy egyfázisú motor jellemzőit a következő paraméterekkel számítjuk ki:

• fázisok száma – 1;

• hálózati frekvencia – 50 Hz;

• hálózati feszültség - 220 V;

• az állórész tekercsének aktív ellenállása - 5 ohm;

• az állórész tekercsének induktív ellenállása - 9,42 Ohm;

• a rotor tekercsének induktív ellenállása - 5,6 Ohm;

• a gép tengelyirányú hossza - 0,1 m;

• a fordulatok száma az állórész tekercsében -320;

• állórész furat sugara - 0,0382 m;

• csatornák száma – 48;

• légrés - 1,0 x 103 m.

• rotor induktivitási tényezője 1,036.

Az egyfázisú tekercs kitölti az állórész rések kétharmadát.

ábrán. Az 1. ábra egyfázisú villanymotor áramának és az elektromágneses csúszási nyomatéknak a függését mutatja. Ideális üresjárati üzemmódban a hálózat által főként mágneses tér létrehozására felvett motoráram viszonylag nagy értékű.

Szimulált motor esetén a mágnesező áram nagysága a kezdeti áram körülbelül 30% -a, az azonos teljesítményű háromfázisú motorok esetében - 10-15%.Az ideális üresjárati üzemmódban az elektromágneses momentum negatív értékű, ami a forgórész áramkör ellenállásának növekedésével nő. Nál nél csúszás C= 1, az elektromágneses momentum nulla, ami megerősíti a modell helyes működését.

Ábra. 1. A vektorpotenciál és a mágneses indukció burkológörbéje a motorrésben csúsztatás közben s = 1

Rizs. 2. Egyfázisú aszinkron motor áramának és elektromágneses nyomatékának függése a szliptől

A hasznos és fogyasztott teljesítmény csúszástól való függése (3. ábra) hagyományos jellegű. A motor hatásfoka ideális alapjárati üzemmódban a negatív nyomatéknak megfelelő negatív előjellel rendelkezik, és ebben az üzemmódban a teljesítménytényező nagyon alacsony (0,125 a szimulált motornál).

A háromfázisú motorokhoz képest a teljesítménytényező alacsonyabb értéke a mágnesező áram nagyságával magyarázható. A terhelés növekedésével a teljesítménytényező értéke nő, és a háromfázisú motorokéhoz lesz hasonlítható (4. ábra).

Rizs. 3. Egyfázisú aszinkron motor hasznos és fogyasztott teljesítményének függése a szliptől

Rizs. 4. Egyfázisú aszinkron motor hasznos hatástényezőjének és teljesítményének függése a csúszástól

A forgórész aktív ellenállásának növekedésével az elektromágneses momentum nagysága csökken, az egység feletti kritikus csúszásoknál pedig negatív lesz.

ábrán. Az 5. ábra egy egyfázisú csúszómotor elektromágneses momentumának függőségét mutatja a motor másodlagos közege elektromos vezetőképességének különböző értékeihez.

Rizs. 5.Egyfázisú csúszómotor elektromágneses nyomatékának függése különböző rotorellenállásoknál (1-17 x 106 cm/m, 2-1,7 x 106 cm/m)

A kondenzátormotoroknak két tekercselése van állandóan a hálózathoz csatlakoztatva. Az egyik közvetlenül a hálózatra csatlakozik, a második sorba van kötve egy kondenzátorral, amely biztosítja a szükséges fáziseltolást.

Mindkét tekercs ugyanannyi rést foglal el az állórészen, és a fordulatszámuk és a kondenzátor kapacitása úgy van kiszámítva, hogy némi csúszással körkörösen forgó mágneses mezőt biztosítson. Leggyakrabban a névleges csúszást ilyennek fogadják el. Ebben az esetben azonban a kezdeti nyomaték sokkal kisebbnek bizonyul, mint a névleges.

A kezdeti módban a mágneses tér ellipszis alakú; a mágneses tér ellentétesen mozgó komponenseinek befolyása nagymértékben befolyásolható.Ha a kondenzátor kapacitását az indításkor körkörös tér szerzési feltételéből történő kiválasztásával növeljük, akkor a nyomaték csökkenése és a az energiamutatók csökkenése névleges csúszásnál.

Egy harmadik változat is lehetséges, amikor a kör alakú mező nagyobb csúszásnak felel meg, mint a névleges módban. De ez az út sem optimális, mivel a nyomaték növekedése a veszteségek jelentős növekedésével jár. A kondenzátormotor indítónyomatékának növelése a forgórész aktív ellenállásának növelésével érhető el. Ez a módszer minden csúszással a veszteségek növekedéséhez vezet, aminek következtében a motor hatásfoka csökken.

Rizs. 6.A csúszókondenzátor motoráramainak függősége (Azp.o – üzemi tekercsáram, Azk.o – kondenzátortekercs árama, E – motoráram)

Rizs. 7. Egy kondenzátor fogyasztott P1 és hasznos P2 szlipteljesítményének függősége

Rizs. 8. A csúszókondenzátoros motor hasznos hatás- és teljesítménytényezőjének és elektromágneses nyomatékának függése

A kondenzátormotor meglehetősen kielégítő energiateljesítményű, nagy teljesítménytényezővel rendelkezik, amelynek értéke meghaladja a háromfázisú motor teljesítménytényezőjét, valamint megnövelt rotorellenállással és jelentős kapacitással, nagy indítónyomatékkal. Ugyanakkor, mint fentebb említettük, a motor csökkentett hatásfokkal rendelkezik.

Rizs. 9. Kondenzátormotor vektor diagramja s = 0,1 szlipnél

A vektordiagram (9. ábra) azt mutatja, hogy a kondenzátor kapacitásának kiválasztott értékénél a kondenzátortekercs árama a hálózati feszültséghez viszonyítva vezet, a munkatekercs árama pedig lemarad. Az ábrán az is látható, hogy a névlegeshez közeli csúszáskor a motor mágneses tere ellipszis alakú. A kör alakú mező eléréséhez a kondenzátor kapacitásértékét csökkenteni kell, hogy a két tekercsben egyenlő nagyságú legyen az áram.

Lásd még ebben a témában:Többsebességes egyfázisú kondenzátor motorok