По дизайн асинхронните двигатели са разделени на на два основни вида: ротор с катерица и фазов ротор (последните също се наричат ​​двигателис хлъзгащи пръстени). Разглежданите двигатели сате имат еднакъв дизайн на статора и се различават самонавиване на ротора.

Двигатели с катерица. На статора (Фиг. 5.3) има трифазна намотка, която, когато е свързана към мрежата трифазен токсъздава въртящо се магнитно поле. Намотката на ротора е направена под формата на катерицаклетки, има късо съединение и няма изводиТо има.

"Клетка за катерици" се състои от мед или алуминийпръти, късо съединени в краищата с два пръстена(фиг. 5.4, а).Пръчките на тази намотка се вкарват в жлебоветесърцевина на ротора без никаква изолация. в двигателиниска и средна мощност "катерица" обикновенонаправени чрез изливане на разтопен алуминий сплав в жлебовете на сърцевината на ротора (фиг. 5.4, б).Заедно спръти на "катерица" хвърли късо съединениепръстени и крайни лопатки за вентилацияавтомобили. Алуминият е особено подходящ за тази цел.с ниска плътност, разтопимост иточно висока електропроводимост. големи в колитезахранващите слотове на ротора с катерица изпълняватполузатворен, в машини с ниска мощност - затворен.И двете форми на канала позволяват добро укрепване на проводницитероторни намотки, въпреки че леко увеличават потоцитеразпръскване и индуктивно съпротивлениероторна намотка.

При двигатели с висока мощност се изпълнява "катерица". изработени от медни пръти, чиито краища са заваренив пръстени за късо съединение (фиг. 5.4, c). Различни формипрорезите на ротора са показани на фиг. 5.4, Ж.

Електрически, "катерица клетка" е е многофазна намотка, свързана съгласно схематаΥ и късо съединение. Брой фази на намотката t 2се равняваброй слотове на ротораz 2 , и във всяка

Ориз. 5.3.Устройство за асинхронен двигател с катерица

ротор:

1 - кадър; 2 - ядро ​​на статора; 3 - сърцевина на ротора; 4 - навиване

ротор "катерица"; 5 - намотка на статора; 6 - вентилационни лопатки

ротор; 7 - лагерен щит; 8 - корпус на вентилатора; 9 - вентилатор

фаза включва един прът и съседните зони на късищракащи пръстени.

Често асинхронни двигатели с фаза и късозатвореният ротор има скосени прорези на статора или ротор. Направени са скосени канали, за да се намалипо-високи хармонични ЕМП, причинени от магнитни пулсациипоток поради наличието на зъби, намаляване на шума, причинен отмагнитни причини, елиминирайте феномена на залепванеротор към статор, което понякога се наблюдава при микродвигатели.

Ориз. 5.4.Дизайн на клетка за катерици:

1 - сърцевина на ротора; 2 - пръчки; 3 - лопатки на вентилатора; 4 - къси съединения -

пръстени с костилки

Двигатели с навит ротор(фиг. 5.5, а).Намотката на статора е направена по същия начин, както при двигателите с катерица. ротор. Роторът е с трифазна намотка със същатаброя на полюсите. Намотката на ротора обикновено е свързанасхема Y , три края на които водят до три контактапръстени (фиг. 5.5, б)въртящи се с вала на машината.С помощта на металографитни четки, плъзгащи се по конциклични пръстени, в ротора е включен стартов или баластен реостат, т.е. те се въвеждат във всяка фаза на ротора допълнително активно съпротивление.

За намаляване на износването на пръстени и четки, фазови двигателипонякога имат устройства за повдиганечетки и късо съединение на пръстените след изключванереостат. Въвеждането на тези устройства обаче усложнявадизайн на електродвигателя и донякъде намалява надеждността ност на неговата работа, следователно обикновено се използват структури,при които четките са постоянно в контакт с контакта пръстени. Основните конструктивни елементи на двигателяс фазов ротор са показани на фиг. 5.6.

Области на приложение на различни видове двигатели. от проекти на двигатели с катерицаповече двигатели с фазов ротор и по-надежднив действие (нямат пръстени и четки,изискващи системно наблюдение, периодично

Ориз. 5.5.Устройството на асинхронен двигател с фазов ротор (а)

и схемата на включването му б):

1 - намотка на статора; 2 - ядро ​​на статора; 3 - кадър; 4 - сърцевинаротор; 5 - роторна намотка; 6 -вал; 7-пръстени; 8 - стартов реостат

замени и др.). Основните недостатъци на тези двигатели са относително малък начален въртящ момент и значителенстартов ток. Следователно те се използват в тези електрически задвижвания, при които не се изискват високи стартови моменти(електрозадвижвания на металообработващи машини, вентилатори и др.). Асинхронните двигатели с малка мощност и микромоторите също работят с катерицаротор.

Както е показано по-долу, в двигатели с контактни пръстенивъзможно е, като се използва стартов реостат, да се увеличи началният въртящ момент до максимална стойност инамалете стартовия ток. Следователно тези двигателиможе да се използва за задвижване на машини и механизми,

Ориз. 5.6.Статор и ротор на асинхронен двигател с фазов ротор:

1 - намотка на статора; 2 -кадър; 3 - ядро ​​на статора; 4 - кутиясъс заключения; 5 - сърцевина на ротора; 6 - роторна намотка; 7 - хлъзгащи пръстени

които се стартират при тежък товар(електро задвижвания на подемни машини и др.).

Електрически двигатели променлив ток, използвайки въртящото се магнитно поле на статора за своята работа, в момента са много разпространени електрически машини. Наричат ​​се онези от тях, чиято скорост на ротора се различава от честотата на въртене на магнитното поле на статора асинхронни двигатели.

Поради големия капацитет на енергийните системи и голямата дължина електрически мрежипотребителите винаги се захранват с променлив ток. Ето защо е естествен стремежът към максимално използване на променливотокови електродвигатели. Това изглежда освобождава от необходимостта от множество преобразувания на енергия.

За съжаление променливотоковите двигатели по отношение на техните свойства и преди всичко по отношение на управляемостта са значително по-ниски от двигателите постоянен ток, така че се използват главно в инсталации, където не се изисква контрол на скоростта.

Сравнително наскоро регулираните променливотокови системи започнаха да се използват активно с свързването на променливотокови двигатели.

Много широко използван в различни индустрииикономичност и производство на асинхронни двигатели поради простотата на тяхното производство и висока надеждност. Има обаче четири основни вида асинхронни двигатели:

монофазен асинхронен двигател с короткозатворен ротор;

двуфазен асинхронен двигател с короткозатворен ротор;

трифазен асинхронен двигател с короткозатворен ротор;

трифазен асинхронен двигател с фазов ротор.

Еднофазен асинхронен двигател съдържа само една работна намотка на статора, към която се подава променлив ток по време на работа на двигателя. Но за стартиране на двигателя има допълнителна намотка на неговия статор, която е свързана за кратко към мрежата чрез кондензатор или индуктивност, или късо съединение. Това е необходимо, за да се създаде първоначално фазово изместване, така че роторът да започне да се върти, в противен случай пулсиращото магнитно поле на статора няма да изтласка ротора от мястото му.

Роторът на такъв двигател, подобно на всеки друг асинхронен двигател с катерица, е цилиндрична сърцевина с канали, запълнени с алуминий, с едновременно отлети вентилационни лопатки. Такъв ротор от типа "катерица" се нарича ротор с катерица. Еднофазните двигатели се използват в приложения с ниска мощност, като стайни вентилатори или малки помпи.

Двуфазните асинхронни двигатели са най-ефективни, когато работят от еднофазна променливотокова мрежа. Те съдържат на статора две работни намотки, разположени перпендикулярно, като една от намотките е свързана директно към AC мрежата, а втората през фазово изместващ кондензатор, така се получава въртящо се магнитно поле, а без кондензатор самият ротор не би се движил.

Тези двигатели също имат ротор с катерица и тяхното приложение е много по-широко от това на монофазните двигатели. Вече има перални и разни машини. Двуфазни двигатели за захранване от еднофазни мрежиНаречен кондензаторни двигатели, тъй като фазоизместващият кондензатор често е неразделна част от тях.

Трифазен асинхронен двигател съдържа три работни намотки на статора, изместени една спрямо друга, така че когато са свързани към трифазна мрежа, те магнитни полетасе получават изместени в пространството един спрямо друг на 120 градуса. При свързване трифазен двигателда се трифазна мрежапроменлив ток, възниква въртящо се магнитно поле, което задвижва ротор с катерица.

Намотките на статора на трифазен двигател могат да бъдат свързани по схемата "звезда" или "триъгълник", а за захранване на двигателя по схемата "звезда" е необходимо напрежение, по-високо от това за схемата "триъгълник", и следователно на двигателя са посочени две напрежения, например: 127 / 220 или 220/380. Трифазните двигатели са незаменими за задвижване на различни машини, лебедки, циркуляри, кранове и др.

Трифазен асинхронен двигател с фазов ротор има статор, подобен на типовете двигатели, описани по-горе - ламинирана магнитна верига с три намотки, положени в жлебовете й, но алуминиевите пръти не се изсипват във фазовия ротор, а пълен- вече е положена пълноценна трифазна намотка, в. Краищата на навиващата се звезда на фазовия ротор се довеждат до три контактни пръстена, монтирани на вала на ротора и електрически изолирани от него.

1 - корпус с капаци, 2 - четки, 3 - траверса на четката с държачи на четки, 4 - монтажен щифт на траверса на четката, 5 - проводници на четката, 6 - блок, 7 - изолираща втулка, 8 - контактни пръстени, 9 - външен капак на лагера, 10 - шпилка за закрепване на кутията и лагерните капачки, 11 - заден щит, 12 - намотка на ротора, 13 - държач на намотката, 14 - сърцевина на ротора, 15 - намотка на ротора, 16 - преден щит, 7 - външен капак на лагера, 18 - вентилационни отвори, 19 - рамка, 20 - сърцевина на статора, 21 - шипове на вътрешния лагерен капак, 22 - превръзка, 23 - вътрешен лагерен капак, 21 - лагер, 25 - вал, 26 - контактни пръстени, 27 - кабели за намотка на ротора

Чрез четките пръстените се захранват и с трифазен ток AC напрежение, като връзката може да се осъществи както директно, така и чрез реостати. Разбира се, двигателите с навит ротор са по-скъпи, но тяхното натоварване е значително по-високо от това на типовете двигатели с катерица. Именно поради увеличената мощност и големи начален въртящ момент, този тип двигател е намерил приложение в задвижванията на асансьори и кранове, тоест, когато устройството се стартира под товар, а не на празен ход.

Теорията на електромагнетизма, която е ключова за процесите, протичащи в електрическия двигател, е твърде сложна, следователно, за да се разбере принципът на работа на електрическия двигател като цяло, ще бъде достатъчно опростено обяснение на теоретичните основи.

За последователен преход към разбиране на трансформацията на електрическата енергия в механична енергия е необходимо да опресните паметта на основните понятия от училищния курс по физика:

• Около проводник, навит на намотка, когато в него тече постоянен електрически ток, възниква електромагнитно поле, което е идентично по характеристики с полето на обикновен магнит;
• Сърцевината от желязо и неговите сплави, поставена вътре в намотката, подобрява преминаването на електромагнитния поток, което засилва магнитните взаимодействия;
• Променливият ток в бобината постоянно ремагнетизира сърцевината, наречена магнитна верига, изработена от специална електромагнитна стомана;
• Движението на проводника през магнитните линии индуцира в него електродвижеща сила (ЕМС);
• Магнитният поток се предава между две магнитни вериги през малка въздушна междина;

Принципът на работа на статора

Намотки асинхронен двигателнаречени намотки, които се намират в жлебовете на статора. Трифазните асинхронни двигатели имат еднакви фазови намотки, разположени симетрично една спрямо друга, а осите им сключват ъгъл 120º.

Синусоида на всяка фаза на намотката на двигателя

Както знаете, синусоидата на тока на всяка фаза спрямо предходната се измества с една трета от периода, поради което силата на магнитните потоци в намотките се променя по същия принцип. Като добавите векторите на посоката на електромагнитното поле в един момент във времето, можете да получите общия магнитен поток.

Добавяйки тези вектори на различни интервали от периода, можете да видите, че посоката на общия магнитен поток се върти синхронно с текущите флуктуации. Данните за въртене на магнитния поток могат да се разглеждат като въртящ се постоянен подковообразен магнит.

По този начин принципът на работа на променливотоков двигател (синхронен или асинхронен) е да създаде въртящо се електромагнитно поле на статора.

Принцип на синхронно въртене

Ако за експеримента магнит с форма на подкова е прикрепен към оста на въртене, тогава всеки метален предмет, фиксиран между полюсите на независима ос, ще се движи синхронно. Би било логично да поставите в центъра на статора с трифазни намоткиротор под формата на постоянен магнит, за да се получи синхронен електродвигател.

Синхронен двигател

Но дори и да се използват мощни съвременни магнити, вихровите токове, генерирани от променливото електромагнитно поле, ще загреят ротора, като по този начин ще го лишат от неговите магнитни свойства, които зависят от температурата на постоянния магнит. По отношение на статора този проблем беше решен чрез сглобяване на сърцевината под формата на плочи от специална електрическа стомана.

Статорът е сглобен от листове електрическа стомана. а) Сглобен изглед, б) самият статор

Невъзможно е да се сглоби ротор под формата на ламеларен постоянен магнит по този начин, поради което са използвани възбуждащи намотки, които са постоянен електромагнит. Този принцип на работа на електродвигателя е синхронен - ​​валът на ротора се движи синхронно с електромагнитното поле на статора, който се върти.

Принципът на работа на асинхронен двигател

При асинхронен двигател с катерица трябва да се подчертаят две ключови точки:

• Индукция на електрически ток в късо съединение на намотката на ротора, дължащо се на въртящото се електромагнитно поле на статора;
• Появата на магнитен поток на намотките на ротора, взаимодействащ с въртящото се магнитно поле на статора.

Необходимо е да се вземат предвид процесите на възникване на магнитното поле на ротора от момента на стартиране на двигателя. Електромагнитното поле на статора започва да се върти веднага след подаване на напрежение към намотките на статора. По това време валът на ротора е в покой и в неговите завои се индуцира променлив ток с честотата на въртене на полето.

Във всеки момент от време, когато полюс на въртящо се електромагнитно поле преминава близо до една късо съединение намотка, в него се създава взаимодействащо магнитно поле, което се стреми да привлече намотката на ротора, следвайки отдалечаващия се полюс на движещото се електромагнитно поле.

Тези процеси протичат във всички намотки с късо съединение по време на въртенето на полето около тях, поради което се появява общият въртящ момент на вала на ротора. По този начин принципът на работа на електродвигателя асинхронен типсе състои във взаимодействието на електромагнитните полета на статора и ротора.

плъзгащ ефект

Тъй като валът на двигателя се ускорява, честотата на пресичане на ротора с късо съединение се променя силови линиивъртящият се магнитен поток ще намалее. Валът на двигателя ще се стреми да настигне въртящото се поле.

Но веднага щом валът на ротора и полето на статора са в покой един спрямо друг, завоите на късо съединение вече няма да пресичат силовите линии на електромагнитното поле, което означава, че няма да бъдат индуцирани електричество. Изчезването на ЕМП в завоите на ротора ще доведе до загуба на въртящ момент. Това състояние на двигателя се нарича идеален празен ход.

Но в реални условия силата на триене ще доведе до загуба на инерция и роторът на електродвигателя ще изостане по отношение на полето на статора, което се върти, което ще доведе до възникване на ЕМП в завои на късо съединение поради тяхното пресичане на силовите линии на магнитния поток.

Този ефект се нарича приплъзване на ротора спрямо полето на статора, с което той никога не може да се установи и да се върти синхронно с него.

Следователно такива двигатели се наричат ​​асинхронни (не синхронни). С други думи, принципът на работа на двигател с ротор с катерица е ефектът на приплъзване, който е необходим за възникването на ЕМП в завоите на ротора.

Оптимален режим на плъзгане

Очевидно е, че максималната ЕМП в късо съединените завои ще бъде индуцирана в момента на стартиране, но ламинираната роторна магнитна верига не е проектирана за толкова често обръщане на намагнитването, следователно в този режим ефективността на електродвигателя и неговата въртящият момент ще бъде нисък.

От друга страна, при приближаване на синхронното движение на вала на ротора и полето на статора, ЕМП ще се приближи до нула, което също ще доведе до изчезване на момента. Следователно асинхронен електродвигател с късо съединени роторни завъртания се изчислява по такъв начин, че коефициентът на приплъзване

беше 2÷5%. В тези граници характеристиките на двигателя ще бъдат максимални.

Впечатляващата мощност на асинхронен електродвигател, който преобразува електричеството в ротационна енергия, не се създава поради никакви механични компоненти: за такова мощно въртене се използват само електромагнити в неговия „пълнеж“.

Ротор на асинхронен двигател: дизайн

Ротор - елемент на електродвигател, въртящ се вътре в статора (неподвижен компонент), чийто вал е свързан към частите на работните възли, например триони, турбини и помпи. Ламинираната сърцевина е изработена от отделни пластини от електротехническа стомана с полузатворени или отворени процепи.

Масивният ротор е солиден стоманен цилиндър, поставен вътре в статора, с притиснато върху повърхността му ядро.

Безконтактен, без връзка с външни електрическа вериганамотката на ротора създава въртящ момент и е два вида:

• късо съединение (с късо съединение на ротора);
• фаза (фазов ротор).

ротор с катерица

Високопроводимите медни пръти (за машини с висока мощност) или алуминиеви пръти (за машини с по-ниска мощност), запоени или излети в повърхността на сърцевината и късо съединени от краищата с два пръстена, играят ролята на електромагнити с полюси, обърнати към статора . Този дизайн се нарича "катерица", дадена му от руския електроинженер М. О. Доливо-Доброволски.

Пръчките за намотка нямат изолация, тъй като напрежението в такава намотка е нула. По-често използван за двигателни пръти със средна мощност, леснотопимият алуминий се характеризира с ниска плътност и висока електропроводимост. За намаляване на висшите хармоници на електродвижещата сила (ЕМС) и премахване на пулсациите на магнитното поле роторните пръти имат специално изчислен ъгъл на наклон спрямо оста на въртене.

При двигатели с ниска мощност жлебовете на сърцевината обикновено са затворени: отделянето на ротора от въздушната междина - стоманена плоча ви позволява допълнително да фиксирате намотките, но за сметка на известно увеличаване на тяхното индуктивно съпротивление.

фазов ротор

Характеризира се с това, че практически не се различава от трифазната статорна намотка (в повече общ случай- многофазна) намотка, положена в жлебовете на сърцевината, чиито краища са свързани по схемата "звезда". Проводниците на намотките са свързани към контактни пръстени, фиксирани на вала на ротора, към които при стартиране на двигателя се притискат и плъзгат неподвижни графитни или метално-графитни четки, свързани към реостата.

За ограничаване на възникващите вихрови токове обикновено е достатъчен оксиден филм, нанесен върху повърхността на намотките, вместо изолационни лакове.

Трифазен стартов или регулиращ резистор, добавен към веригата на намотката на ротора, ви позволява да променяте активното съпротивление на веригата на ротора, като помагате за намаляване на високите стартови токове. Реостатите могат да се използват:

• метален проводник или стъпаловиден - с ръчно или автоматично превключване от едно ниво на съпротивление към друго;
• течност, чието съпротивление се регулира от дълбочината на потапяне в електролита на електродите.

За да се увеличи издръжливостта на четките, някои модели фазови ротори са оборудвани със специален механизъм с катерица, който повдига четките след стартиране на двигателя и затваря пръстените.

Асинхронните двигатели с фазов ротор се характеризират с по-сложен дизайн, отколкото с клетка с катерица, но в същото време по-оптимални стартови и контролни характеристики.

Принцип на действие

Електромагнитите на статора са разположени близо до прътите на ротора и предават електричество към тях, за да го въртят. Магнитното поле, индуцирано в ротора, следва магнитното поле на статора, като по този начин извършва механичното въртене на вала на ротора и свързаните с него възли. В същото време електромагнитната индукция, създадена от намотките на статора, изтласква тока върху прътите строго далеч от себе си. Стойността на тока в прътите се променя с времето.

Напишете коментари, допълнения към статията, може би съм пропуснал нещо. Разгледайте, ще се радвам ако намерите още нещо полезно в сайта ми. Всичко най-хубаво.

Самото име на това електрическо устройство показва това Електрическа енергия, която пристига при него, се преобразува в въртеливо движениеротор. Освен това прилагателното "асинхронен" характеризира несъответствието, изоставането на скоростите на въртене на котвата от магнитното поле на статора.

Думата "еднофазен" предизвиква двусмислено определение. Това се дължи на факта, че в електричеството той определя няколко явления:

отместване, ъглова разлика между векторни величини;

потенциален проводник дву, три или четири проводник електрическа веригапроменлив ток;

една от намотките на статора или ротора на трифазен двигател или генератор.

Затова веднага поясняваме, че е обичайно да наричаме еднофазен електродвигател, който работи двупроводна мрежапроменлив ток, представен от фаза и нулев потенциал. Броят на намотките, монтирани в различни конструкции на статора, не влияе на това определяне.

Дизайн на двигателя

Според техническото устройство асинхронният двигател се състои от:

1. статор - статична, неподвижна част, съставена от тяло с разположени върху него различни електрически елементи;

2. ротор, въртян от силите на електромагнитното поле на статора.

Механичната връзка на тези две части се осъществява чрез ротационни лагери, чиито вътрешни пръстени са разположени върху монтираните гнезда на вала на ротора, а външните пръстени са монтирани в защитни странични капаци, фиксирани към статора.

Ротор

Устройството му за тези модели е същото като за всички асинхронни двигатели: магнитна верига е монтирана върху стоманен вал, изработен от ламинирани плочи на базата на меки железни сплави. На външната му повърхност са направени канали, в които са монтирани навиващи пръти от алуминий или мед, съединени в краищата към затварящите пръстени.

В намотката на ротора протича електрически ток, индуциран от магнитното поле на статора, а магнитната верига служи за добро подаванесъздадения тук магнитен поток.

Отделни конструкции на ротора за еднофазни двигатели могат да бъдат направени от немагнитни или феромагнитни материали под формата на цилиндър.

статор

Представен е и дизайнът на статора:

тяло;

магнитна верига;

навиване.

Основната му цел е да генерира неподвижно или въртящо се електромагнитно поле.

Намотката на статора обикновено се състои от две вериги:

1. работник;

2. стартер.

За най-простите конструкции, предназначени за ръчно развиване на арматурата, може да се направи само една намотка.

Принципът на работа на асинхронен еднофазен електродвигател

За да опростим представянето на материала, нека си представим, че намотката на статора е направена само с едно завъртане на цикъла. Неговите проводници вътре в статора се носят в кръг на 180 ъглови градуса. През него преминава променлив синусоидален ток, който има положителни и отрицателни полувълни. Той създава не въртящо се, а пулсиращо магнитно поле.

Как възникват пулсациите на магнитното поле

Нека анализираме този процес, като използваме примера за протичане на положителна токова полувълна в моменти t1, t2, t3.

Тя върви по горната част на проводника към нас и по долната част встрани от нас. В перпендикулярната равнина, представена от магнитната верига, около проводника възникват магнитни потоци F.

Променящите се по амплитуда токове в разглежданите моменти от време създават различни по големина електромагнитни полета F1, F2, F3. Тъй като токът в горната и долната половина е еднакъв, но бобината е огъната, магнитните потоци на всяка част са насочени противоположно и взаимно отменят действието си. Можете да определите това по правилото на гимлета или дясната ръка.

Както можете да видите, при положителна полувълна на въртене, магнитното поле не се наблюдава, а само неговата пулсация възниква в горната и долната част на проводника, която също е взаимно балансирана в магнитната верига. Същият процес се случва в отрицателната част на синусоидата, когато токовете променят посоката си към противоположната.

Тъй като няма въртящо се магнитно поле, роторът ще остане неподвижен, тъй като към него няма приложени сили, за да започне да се върти.

Как се създава въртенето на ротора в пулсиращо поле

Ако сега завъртим ротора, дори и на ръка, той ще продължи това движение.

За да обясним това явление, показваме, че общият магнитен поток се променя в честотата на текущата синусоида от нула до максимална стойност във всеки полупериод (с промяна на посоката към обратната) и се състои от две части, образувани в горната част и долни клони, както е показано на фигурата.

Магнитното пулсиращо поле на статора се състои от две кръгови с амплитуда Фmax/2 и движещи се в противоположни посоки с еднаква честота.

npr=nrev=f60/p=1.

Тази формула показва:

npr и nrev на честотата на въртене на магнитното поле на статора в права и обратна посока;

n1 е скоростта на въртящия се магнитен поток (rpm);

p е броят на двойките полюси;

f е честотата на тока в намотката на статора.

Сега ще дадем на двигателя въртене на ръка в една посока и той веднага ще поеме движението поради появата на въртящ момент, причинен от плъзгането на ротора спрямо различни магнитни потоци в права и обратна посока.

Да приемем, че магнитният поток на предната посока съвпада с въртенето на ротора, а обратната, съответно, ще бъде противоположна. Ако означим с n2 честотата на въртене на арматурата в rpm, тогава можем да напишем израза n2< n1.

В този случай обозначаваме Spr \u003d (n1-n2) / n1 \u003d S.

Тук индексите S и Spr са приплъзванията на асинхронния двигател и ротора на относителния магнитен поток в права посока.

За обратния поток плъзгащото Sev се изразява по подобна формула, но със смяна на знака n2.

Srv \u003d (n1 - (-n2)) / n1 \u003d 2-Spr.

В съответствие със закона за електромагнитната индукция, под действието на директни и обратни магнитни потоци в намотката на ротора, електродвижеща сила, което ще създаде в него течения с еднакви посоки I2pr и I2arr.

Тяхната честота (в херци) ще бъде право пропорционална на количеството на приплъзване.

f2pr=f1∙Spr;

f2rev=f1∙Srev.

Освен това честотата f2rev, образувана от индуцирания ток I2rev, значително надвишава честотата f2rev.

Например електродвигателят работи в мрежа с честота 50 Hz с n1=1500 и n2=1440 об/мин. Роторът му има приплъзване спрямо предния магнитен поток Spr=0,04 и честота на тока f2pr=2 Hz. Обратно приплъзване Srev=1.96 и текуща честота f2rev=98 Hz.

Въз основа на закона на Ампер, когато токът I2pr взаимодейства с магнитното поле Фpr, ще се появи въртящ момент Mpr.

Mpr \u003d cm ∙ Fpr ∙ I2pr ∙cosφ2pr.

Тук стойността на постоянния коефициент cM зависи от конструкцията на двигателя.

В този случай действа и обратният магнитен поток Mobr, който се изчислява по израза:

Mobr \u003d cm ∙ Fabr ∙ I2 arr ∙ cosφ2 arr.

В резултат на взаимодействието на тези два потока ще се появи полученият:

M= Mpr-Mobr.

внимание! При въртене на ротора в него се индуцират токове с различна честота, които създават моменти на сили с различна посока. Следователно котвата на двигателя ще се върти под действието на пулсиращо магнитно поле в посоката, от която е започнала въртенето.

При преодоляване на номиналния товар от монофазен двигател се създава малко приплъзване с основна част от директния въртящ момент Mpr. Противодействието на спирачното, обратното магнитно поле Mobr засяга много малко поради разликата в честотите на токовете на правата и обратната посока.

f2reverse ток значително надвишава f2reverse, а създаденото индуктивно съпротивление X2rev значително надвишава активния компонент и осигурява голям демагнетизиращ ефект на обратния магнитен поток Fobre, който в крайна сметка намалява.

Тъй като факторът на мощността на двигателя под товар е малък, обратният магнитен поток не може да има силен ефект върху въртящия се ротор.

Когато една фаза на мрежата се подава към двигател с фиксиран ротор (n2=0), тогава и предното, и обратното приплъзване са равни на единица, а магнитните полета и силите на предния и обратния поток са балансирани и въртенето не възникне. Поради това е невъзможно да се развие арматурата на електродвигателя от захранването на една фаза.

Как бързо да определите оборотите на двигателя:

Как се създава въртенето на ротора в еднофазен асинхронен двигател

През цялата история на експлоатация на такива устройства са разработени следните дизайнерски решения:

1. ръчно предене на вала на ръка или корда;

2. използването на допълнителна намотка, свързана в момента на пускане поради омично, капацитивно или индуктивно съпротивление;

3. разделяне чрез късо съединена магнитна намотка на статорната магнитна верига.

Първият метод е използван в първоначалната разработка и не е използван по-нататък поради възможните рискове от нараняване по време на изстрелване, въпреки че не изисква свързване на допълнителни вериги.

Използването на намотка с фазово изместване в статор

За да се даде първоначалното въртене на ротора към намотката на статора, в допълнение към момента на стартиране е свързан друг спомагателен, но само изместен под ъгъл с 90 градуса. Извършва се с по-дебел проводник за преминаване на по-големи токове от протичащите в работния.

Схемата на свързване на такъв двигател е показана на фигурата вдясно.

Тук се използва бутон от типа PNVS за включване, който е специално проектиран за такива двигатели и е широко използван при работата на перални машини, произведени в СССР. Този бутон незабавно включва 3 контакта по такъв начин, че след натискане и отпускане двата крайни остават фиксирани във включено състояние, а средният се затваря за кратко време и след това се връща в първоначалното си положение под действието на пролетта.

Затворените екстремни контакти могат да бъдат изключени чрез натискане на съседния бутон "Стоп".

В допълнение към превключвателя с бутони, за да деактивирате допълнителната намотка в автоматичен режим, се използват следните:

1. центробежни превключватели;

2. диференциални или токови релета;

За да подобрите стартирането на двигателя при натоварване, допълнителни елементивъв фазово изместваща намотка.

В такава верига омично съпротивление е монтирано последователно към допълнителната намотка на статора. В този случай намотката на завоите се извършва по бифиларен начин, което гарантира, че коефициентът на самоиндукция на намотката е много близо до нула.

Поради прилагането на тези две техники, когато токовете преминават през различни намотки, между тях възниква фазово изместване от порядъка на 30 градуса, което е напълно достатъчно. Ъгловата разлика се създава чрез промяна на комплексните съпротивления във всяка верига.

При този метод също може да има начална намоткас ниска индуктивност и високо съпротивление. За това се използва навиване с малък брой навивки на проводник с подценено напречно сечение.

Капацитивното фазово изместване на токовете ви позволява да създадете краткотрайна връзка на намотка с последователно свързан кондензатор. Тази верига работи само докато двигателят е включен и след това се изключва.

Капацитивното стартиране произвежда повече въртящ момент и по-висок фактор на мощността от резистивното или индуктивното стартиране. Може да достигне 45÷50% от номинала.

В отделни вериги към веригата работеща намотка, който е постоянно включен, също добавят капацитет. Поради това токовете в намотките се отклоняват под ъгъл от порядъка на π/2. В същото време в статора е много забележимо изместване на максимумите на амплитудата, което осигурява добър въртящ момент на вала.

Благодарение на тази техника двигателят може да генерира повече мощност по време на стартиране. Този метод обаче се използва само при тежки стартови задвижвания, например за въртене на барабана. пералнянапълнена с бельо с вода.

Стартирането на кондензатор ви позволява да промените посоката на въртене на арматурата. За да направите това, просто променете полярността на връзката на стартовата или работната намотка.

Връзка монофазен двигателс разделени стълбове

При асинхронни двигатели с малка мощност от около 100 W се използва разделяне на магнитния поток на статора поради включването на късо свързана медна намотка в полюса на магнитната верига.

Такъв полюс, разрязан на две части, създава допълнително магнитно поле, което се измества от основното по ъгъла и го отслабва в мястото, покрито от намотката. Това създава елиптично въртящо се поле, което генерира въртящ момент с постоянна посока.

В такива конструкции могат да се намерят магнитни шунтове, изработени от стоманени плочи, които затварят ръбовете на върховете на полюсите на статора.

Двигатели с подобен дизайн могат да бъдат намерени във вентилаторни устройства за издухване на въздух. Те нямат възможност за реверс.