Однофазные асинхронные электродвигатели
Однофазные асинхронные электродвигатели мощностью до 1 кВт, редко до 2 кВт, широко применяются в условиях, когда имеется только однофазная сеть, например для привода механизмов различных приборов, электрифицированного инструмента, в бытовых механизмах и т. п.
Обмотка двигателя
Если обмотку двигателя питать однофазным током, то электромагнитное поле в нем будет не вращающимся, как в трехфазных машинах, а пульсирующим, энергетические показатели станут хуже, чем у трехфазных, а пусковой момент будет равен нулю, т. е. двигатель без специальных устройств не будет запускаться. Поэтому в статорах однофазных двигателей устанавливают две обмотки, которые часто называют также фазами обмотки.
Одна из них — главная, или рабочая, другая — вспомогательная. Обмотки располагаются по пазам статора так, что их оси сдвинуты относительно друг друга в пространстве на электрический угол 90° (рис. 2.24).
Рис. 2.24. Оси
обмоток дух - и однофазных двигателей: а - расположение катушек разных фаз в
пазах статора; б - условное изображение фаз обмотки
Если фазы токов обмоток будут не одинаковы, т. е. сдвинуты во времени, то электромагнитное поле в статоре двигателя становится вращающимся. Энергетические показатели двигателя улучшаются и появляется пусковой момент. При сдвиге фаз токов на электрический угол 90° и одинаковых МДС обмоток поле становится круговым и КПД однофазного двигателя будет наибольшим. Добиться этого можно, выполнив обе обмотки двигателя одинаковыми и последовательно подключив к одной из них конденсатор (рис. 2.25a). Такие двигатели называются однофазными конденсаторными.
Однофазные конденсаторные двигатели
Емкость конденсатора, необходимая для получения кругового поля, зависит от активных и индуктивных сопротивлений обмоток двигателя и от его нагрузки. Для однофазных конденсаторных двигателей конденсатор рассчитывают так, чтобы поле было круговым при номинальной нагрузке. Его включают последовательно с одной из фаз обмоток на все время работы. Этот конденсатор называют рабочим и обозначают Сp.
Во время пуска двигателя емкость рабочего конденсатора оказывается недостаточной для образования кругового поля и пусковой момент двигателя невелик. Для увеличения пускового момента параллельно с рабочим конденсатором включается второй — пусковой конденсатор (Сn). Суммарная емкость пускового и рабочего конденсаторов обеспечивает получение кругового вращающегося поля во время пуска двигателя и пусковой момент его увеличивается. После разгона двигателя пусковой конденсатор отключается, а рабочий остается включенным (рис. 2.25 б). Таким образом, двигатель запускается и работает с номинальной нагрузкой при вращающемся круговом поле.
Рис. 2.25. Схемы включения однофазных двигателей: а - с постоянно включенным конденса тором (конденсаторные двигатели); б - с рабочим и пусковым конденсаторами; в - с пусковым элементом; Ср - рабочий конденсатор; Сn - пусковой конденсатор; ПЭ - пусковой элемент
Однослойные обмотки
В статорах большинства одно- и двухфазных двигателей применяют всыпные однослойные обмотки с концентрическими катушками (рис. 2.26). Они имеют либо четыре вывода - начала и концы главной и вспомогательной фаз, -либо только три. При трех выводах концы главной и вспомогательной фаз соединяются между собой внутри корпуса и наружу выводится провод от места их со единения — общей точки обмотки.
Двигатели с пусковой обмоткой
Сдвиг фаз токов главной (рабочей) и пусковой обмоток достигается изменением
сопротивления пусковой обмотки путем последовательного включения с ней так
называемого пускового элемента (рис. 2.25в) — конденсатора или
резистора (чаще всего используют более дешевый - резистор).
Пусковые
обмотки, как правило, отличаются от рабочих и по числу витков, и по числу
катушек, и сечением провода. Они обычно занимают ⅓ всех пазов статора. В
оставшихся ⅔ пазов располагается рабочая обмотка.
