Однофазный асинхронный двигатель

Однофазный асинхронный двигатель отличия от трехфазного

Главным отличием является количество фазных обмоток, у однофазного их не три и не одна (как можно подумать из названия), а целых две обмотки – рабочая и пусковая, причем постоянно работает только одна рабочая обмотка.

Для того чтобы ротор асинхронного ЭД пришел в движение, обмотка статора создает вращающееся магнитное поле. В трехфазном ЭД, такое поле создается благодаря наличию трехфазной обмотке. Но рабочая обмотка однофазного ЭД генерирует не вращающееся, а пульсирующее магнитное поле. Это поле можно разделить на два отдельных – прямое и обратное. Прямое поле вращается с синхронной скоростью n1 и по направлению совпадает с вращением ротора. Скольжение ротора относительно прямого поля будет равно.

В ЭД с фазным ротором, величину тормозного момента, а поэтому и скорость торможения, можно регулировать, изменением величины добавочных сопротивлений в роторной цепи.

Обратное поле, вращается в противоположную сторону относительно ротора, поэтому частота вращения ротора будет со знаком минус.

Каждое поле будет наводить ЭДС, благодаря которым по ротору начинают идти токи. Частоты их пропорциональны скольжению (f_т=f·s), а из формул чуть выше, можно с полной уверенность сказать, что частота тока генерируемого обратным полем, намного выше частоты тока возникающего от прямого поля. Поэтому, индуктивное сопротивление, увеличивается с ростом частоты и становится намного больше активного сопротивления. Поэтому ток обратного поля, будет практически индуктивным и оказывает размагничивающее действие на поток обратного магнитного поля. Поэтому, момент, генерируемый этим полем, не очень большой, и не совпадает с направлением вращения ротора.

В тот момент, когда ротор неподвижен, ось симметрии между двумя полями, также будет неподвижна, а поэтому, не создается вращающееся магнитное поля, и ЭД не работает. Чтобы запустить его, требуется немного прокрутить ротор, для смещения оси симметрии. Но выполнять это механически не целесообразно, поэтому для запуска однофазного двигателя придумали пусковую обмотку. Она совместно с рабочей, образует вращающееся магнитное поле, нужное для запуска ЭД. Для этого нужно чтобы Магнитодвижущая сила (МДС) обоих обмоток была одинаковой, а угол между ними был равен 90°. Кроме того, требуется чтобы токи протекающие в этих обмотках, были смещены на угол 90°. В этом случае образуется так называемое, круговое магнитное поле, при котором результирующий электромагнитный момент будет максимальным. Если эти условия выполняются с какими либо отклонениями, то образуется эллиптическое магнитное поле, при котором момент существенно ниже, из-за увеличенного тормозного момента обратного поля.

Подключение однофазного асинхронного двигателя

В реальных условиях пуск однофазного ЭД происходит с помощью одновременного нажатия на тумблеры, подающие питание и подсоединяющие пусковую обмотку к питающей цепи.

Для создания фазового сдвига в 90° между токами пусковой и рабочей обмотки, применяют фазосдвигающие элементы. Это может быть катушка индуктивности, конденсатор или активное сопротивление. Большое распространение получили однофазные двигатели с активным сопротивлением в роли фазосдвигающего компонента. Увеличение сопротивления пусковой обмотки, обычно достигают с помощью снижения сечения провода, а т.к эта обмотка работает в очень малый промежуток времени только в момент пуска, то это не причинит обмотке вреда.

Но т.к, активное или индуктивное сопротивление не создает нужного смещения в 90° между протекающими токами используется конденсатор. Емкость этого радиокомпонента, подбирают так, чтобы пусковой ток обмотки, опережал по фазе напряжение на определенный угол, необходимый для того, чтобы смещение между токами стало ровно 90°. Благодаря этому, возникает круговое магнитное поле.