Moteur asynchrone monophasé avec enroulement de démarrage. Le moteur électrique à courant alternatif est un collecteur. Série existante de moteurs électriques

Domaines d'utilisation. Des moteurs asynchrones de faible puissance (15 - 600 W) sont utilisés dans appareils automatiques et des appareils électriques pour entraîner des ventilateurs, des pompes et d'autres équipements qui ne nécessitent pas de contrôle de vitesse. Dans les appareils électroménagers et les appareils automatiques, les micromoteurs monophasés sont généralement utilisés, car ces appareils et appareils sont généralement alimentés par réseau monophasé courant alternatif.

Caractéristiques des moteurs électriques de la série A

La technique de conception présentée dans cet article utilise une méthode d'interprétation géométrique en combinaison avec un critère d'optimisation pour sélectionner adéquatement le capteur du conducteur ; facteur de conversion entre l'enroulement initial et l'enroulement de travail avec la capacité du condensateur.

Le nombre de capteurs utilisés détermine le nombre de zones de conception dans chacune desquelles le schéma de coût minimum est demandé. Pour la conception du circuit de démarrage, on suppose que l'enroulement de travail, ainsi que la carcasse du moteur, ont été préalablement conçus et, par conséquent, les paramètres suivants sont connus : la résistance de l'enroulement de travail, la réactance de la dispersion de le bobinage, la réactivité de l'aimantation, la résistance et la réactance de la cellule liées au bobinage de travail. La meilleure combinaison de taux de condensation et de taux de transformation sera le coût le plus bas entre les solutions sélectionnées pour chaque capteur.

Le principe de fonctionnement et le dispositif d'un moteur monophasé. L'enroulement du stator d'un moteur monophasé (Fig. 4.60, un) situés dans des encoches occupant environ les deux tiers de la circonférence du stator, ce qui correspond à une paire de pôles. Par conséquent

(voir Chap. 3) la distribution de la MMF et de l'induction dans l'entrefer est proche de la sinusoïdale. Puisqu'un courant alternatif traverse l'enroulement, la MDS pulse au rythme de la fréquence du réseau. Induction en un point arbitraire de l'entrefer

Interprétation géométrique dans le plan complexe. Dans un moteur à condensateur de démarrage monophasé, le circuit d'enroulement de fonctionnement fonctionne indépendamment du circuit d'enroulement du démarreur. Les graphiques 1 et 2 montrent chacun des circuits indépendamment. Figure 1 : Circuit équivalent d'enroulement de force de travail pour =.

Figure 2 : Circuit équivalent du circuit de démarrage pour =. De plus, le circuit de démarrage est formé de deux impédances ; l'un est l'impédance de l'enroulement du démarreur uniquement, et l'autre, qui est en série, est l'impédance du condensateur. Il représente l'impédance totale de l'ensemble du circuit de démarrage formé par l'impédance de l'enroulement auxiliaire plus l'impédance du condensateur.

V x = V m sinωtcos (πх/τ).

Ainsi, dans un moteur monophasé, l'enroulement statorique crée un flux stationnaire qui varie dans le temps, et non un flux tournant circulaire, comme dans les moteurs triphasés à alimentation symétrique.

Pour simplifier l'analyse des propriétés d'un moteur monophasé, on représente (4.99) sous la forme

V x \u003d 0,5V t sin (ωt - πx / τ) + 0,5V t sin (ωt + πx / τ),.

Région de conception pour le courant de démarrage. Figure 3 : Zone de conception pour le courant d'appel. Zone de conception avec l'aide du moment de lancement. Mathématiquement, la zone de calcul est exprimée à l'aide du moment de charge. La limite de couple initiale crée une surface fermée tandis que les autres limites créent des surfaces ouvertes. Graphique 4 : Zone de conception avec heure de début.

Zone de conception par densité de courant. Figure 5 : Zone de conception pour la densité de courant. L'augmentation de la surchauffe obtenue par l'enroulement du démarreur au démarrage et la fréquence des opérations de démarrage déterminent la densité de courant à utiliser dans le circuit.

c'est-à-dire que nous remplaçons le flux pulsé stationnaire par la somme de champs circulaires identiques tournant dans des directions opposées et ayant les mêmes fréquences de rotation : n 1inc = n 1 tour = n une . Les propriétés d'un moteur asynchrone à champ tournant circulaire étant détaillées dans les § 4.7 - 4.12, l'analyse des propriétés d'un moteur monophasé peut se réduire à considérer l'action combinée de chacun des champs tournants. En d'autres termes, un moteur monophasé peut être représenté comme deux moteurs identiques, dont les rotors sont interconnectés de manière rigide (Fig. 4.60, b), avec le sens de rotation opposé des champs magnétiques et les moments qu'ils créent Mà M arr. Le champ dont le sens de rotation coïncide avec le sens de rotation du rotor est dit direct ; champ de sens inverse - inverse ou inverse.

Région de conception selon tension nominale condensateur. La tension qui apparaît sur le condensateur lors du démarrage ne doit pas dépasser sa tension nominale. Figure 6 : Zone de conception pour la tension nominale du condensateur. En revanche, les condensateurs à tension nominale inférieure étant les plus économiques, il est préférable d'utiliser des condensateurs dont la tension nominale est la même que celle du moteur.

Dans ce cas, l'expression mathématique de la zone de conception. Où est l'inconvénient de ne pas connaître le rayon, cette fois c'est l'impédance du condensateur. Figure 7 : zone de conception en choisissant l'impédance du condensateur. Graphique 8 : Rotation des axes de coordonnées.

Supposons que le sens de rotation des rotors coïncide avec le sens de l'un des champs tournants, par exemple avec n etc. Alors le glissement du rotor par rapport au flux F etc

s pr \u003d (n 1pr - n 2) / n 1pr \u003d (n 1 - n 2) / n 1 \u003d 1 - n 2 / n 1..

Glissement du rotor par rapport au débit Ф arr

s arr \u003d (n 1 arr + n 2) / n 1 arr \u003d (n 1 + n 2) / n 1 \u003d 1 + n 2 / n 1..

De (4.100) et (4.101) il résulte que

La théorie développée dans ces conditions est valable lorsque l'enroulement initial est connu et qu'il faut choisir le condensateur. Ce nouvel avion a l'avantage supplémentaire d'optimiser le coût du circuit de lancement. Prendre la partie réelle n'est pas nécessaire de savoir, car dans sa nouvelle orientation dans le plan complexe, la composante réelle est nulle. Optimisation des coûts du circuit de démarrage.

Pour sélectionner un condensateur et un rapport de transformation, le prochain critère économique devrait être : trouver un condensateur avec une plus grande réactance et un enroulement de démarrage avec un rapport de transformation inférieur. Pour chaque calibre, une conception minimale minimale a été choisie. Il s'agit du coût du circuit de démarrage, qui comprend le coût du condensateur plus le coût de l'enroulement de démarrage.

s o6p \u003d 1 + p 2 / n 1 \u003d 2 - s pr..

Moments électromagnétiques Mà M arr, formés par des champs directs et inverses, sont dirigés vers côtés opposés, et le moment résultant d'un moteur monophasé M la coupe est égale à la différence de moments à la même vitesse de rotor.

Sur la fig. 4.61 montre la dépendance M = f(s) pour un moteur monophasé. En regardant la figure, nous pouvons tirer les conclusions suivantes :

Cette méthode de conception du circuit de démarrage d'un moteur à induction monophasé, en plus de réduire le temps passé par chaque conception, permet au concepteur d'avoir une vision claire de toutes les solutions infinies qui satisfont techniquement aux contraintes imposées. Il permet également d'optimiser le coût du circuit de démarrage.

Il est recommandé d'utiliser cette méthode à l'aide de systèmes informatisés pour optimiser davantage le temps de développement. Conception de phase auxiliaire pour les moteurs en étoile à condensateur. Développement d'une méthode géométrique pour interpréter la conception de la coque moteur électrique monophasé.

a) un moteur monophasé n'a pas de couple de démarrage ; il tourne dans le sens où il est entraîné par une force extérieure ; b) la vitesse de rotation d'un moteur monophasé au ralenti est inférieure à celle d'un moteur triphasé, du fait de la présence d'un couple de freinage généré par le champ inverse ;

c) les performances d'un moteur monophasé sont inférieures à celles d'un moteur triphasé ; il a un glissement accru à la charge nominale, un rendement inférieur, une capacité de surcharge inférieure, ce qui est également dû à la présence d'un champ inverse ;

d) la puissance d'un moteur monophasé est d'environ 2/3 de la puissance d'un moteur triphasé de même taille, car dans un moteur monophasé l'enroulement de travail n'occupe que 2/3 des encoches du stator. Remplir toutes les fentes du stator

puisque dans ce cas le coefficient d'enroulement est faible, la consommation de cuivre augmente d'environ 1,5 fois, tandis que la puissance n'augmente que de 12 %.

Dispositifs de démarrage. Pour obtenir le couple de démarrage, moteurs monophasés avoir un enroulement de démarrage décalé de 90 degrés électriques par rapport à l'enroulement de travail principal. Pendant la période de démarrage, l'enroulement de démarrage est connecté au réseau via des éléments déphaseurs - capacité ou résistance active. Après la fin de l'accélération du moteur, l'enroulement de démarrage est coupé, tandis que le moteur continue de fonctionner en monophasé. Comme l'enroulement de démarrage ne fonctionne que pendant une courte période, il est constitué d'un fil de section inférieure à celui de travail et placé dans un nombre de rainures plus petit.

Examinons de plus près le processus de démarrage lors de l'utilisation de la capacité C comme élément de déphasage (Fig. 4.62, a). Sur l'enroulement de départ P tension
Ú 1p = Ú 1 - Ú C= Ú 1 +jÍ 1 P X C, c'est-à-dire qu'il est déphasé par rapport à la tension secteur tu 1 appliqué à l'enroulement de travail R. Par conséquent, les vecteurs de courant dans le travail je 1p et lanceur je 1n enroulements sont déphasés d'un certain angle. En choisissant d'une certaine manière la capacité du condensateur déphaseur, il est possible d'obtenir un mode de fonctionnement au démarrage proche du symétrique (Fig. 4.62, b), c'est-à-dire d'obtenir un champ tournant circulaire. Sur la fig. 4.62, les dépendances sont affichées M = f(s) pour le moteur avec bobinage de démarrage activé (courbe 1) et désactivé (courbe 2). Le moteur est démarré en pièces un B caractéristiques 1 ; à ce point b l'enroulement de démarrage est désactivé et, à l'avenir, le moteur tourne en partie CO caractéristiques 2.

Étant donné que l'inclusion du deuxième enroulement améliore considérablement les caractéristiques mécaniques du moteur, dans certains cas, des moteurs monophasés sont utilisés dans lesquels les enroulements A et B

inclus tout le temps (Fig. 4.63, a). Ces moteurs sont appelés moteurs à condensateur.

Les deux enroulements des moteurs à condensateur occupent, en règle générale, le même nombre d'emplacements et ont la même puissance. Lors du démarrage d'un moteur à condensateur, afin d'augmenter le couple de démarrage, il est conseillé d'avoir une capacité accrue C p + C p. Une fois le moteur accéléré selon la caractéristique 2 (Fig. 4.63, b) et le courant diminue, partie des condensateurs Cn est désactivé de sorte qu'en mode nominal (lorsque le courant du moteur devient plus petit qu'au démarrage) pour augmenter la capacité et assurer le fonctionnement du moteur dans des conditions proches du fonctionnement avec un champ tournant circulaire. Dans ce cas, le moteur fonctionne sur la caractéristique 1.

moteur à condensateur a un cos φ élevé. Ses inconvénients sont la masse et les dimensions relativement importantes du condensateur, ainsi que l'apparition d'un courant non sinusoïdal lors de la distorsion de la tension d'alimentation, ce qui dans certains cas conduit à effets nuisibles sur la ligne de communication.

Dans des conditions de démarrage légères (petit couple de charge pendant la période de démarrage), des moteurs avec résistance de démarrage sont utilisés. R(Fig. 4.64, a). Disponibilité résistance active dans le circuit de l'enroulement de démarrage fournit un déphasage φ p plus petit entre la tension et le courant dans cet enroulement (Fig. 4.64, b) que le déphasage φ p dans l'enroulement de travail. À cet égard, les courants dans les enroulements de travail et de démarrage sont déphasés d'un angle φ p - φ p et forment un champ tournant asymétrique (elliptique), grâce auquel le couple de démarrage se produit. Les moteurs avec résistance de démarrage fonctionnent de manière fiable et sont fabriqués en série. La résistance de démarrage est intégrée dans le carter du moteur et refroidie avec le même air qui refroidit l'ensemble du moteur.

Micromoteurs monophasés à pôles blindés. Dans ces moteurs, l'enroulement du stator connecté au réseau est généralement concentré et renforcé sur des pôles prononcés (Fig. 4.65, a), dont les feuilles sont estampées avec le stator. Dans chaque pôle, l'une des pattes est recouverte d'un enroulement auxiliaire, constitué d'une ou plusieurs spires en court-circuit, qui blindent de 1/5 à 1/2 de l'arc polaire. Le rotor du moteur est de type conventionnel à cage d'écureuil.

Le flux magnétique de la machine créé par l'enroulement du stator (flux polaire) peut être représenté comme la somme de deux composants (Fig. 4.65, b) ty bobine; Ф n2 - flux traversant la partie du pôle, protégé par une bobine en court-circuit.

Les flux Ф p1 et Ф p2 traversent différentes parties de la pièce polaire, c'est-à-dire qu'ils se déplacent dans l'espace d'un angle β. De plus, ils sont déphasés par rapport à la MDS F n enroulements de stator à différents angles - γ 1 et γ 2. Ceci s'explique par le fait que chaque pôle du moteur décrit peut être considéré en première approximation comme un transformateur dont l'enroulement primaire est l'enroulement du stator et l'enroulement secondaire est une bobine en court-circuit. Le flux d'enroulement du stator induit une FEM dans une bobine court-circuitée Eà (Fig. 4.65, c), à la suite de quoi un courant se produit je vers et MDS F k, repliable avec MDS F n enroulements de stator. Composante de courant réactif je pour réduire le débit Ф p2, et actif - le décale en phase par rapport à MDS F n. Étant donné que le flux Ф p1 ne couvre pas la bobine court-circuitée, l'angle γ 1 a une valeur relativement faible (4-9 °) - approximativement la même que l'angle de déphasage entre le flux du transformateur et le MMF du primaire bobinage en mode mouvement oisif. L'angle γ 2 est beaucoup plus grand (environ 45°), c'est-à-dire le même que dans un transformateur avec un enroulement secondaire en court-circuit (par exemple, dans un transformateur de mesure de courant). Ceci s'explique par le fait que les pertes de puissance, dont dépend l'angle γ 2 , sont déterminées non seulement par les pertes de puissance magnétique dans l'acier, mais également par les pertes électriques dans la bobine en court-circuit.

Riz. 4.65. Schémas de structure d'un moteur monophasé à pôles blindés et ses
diagramme vectoriel :
1 - stator ; 2 - enroulement du stator; 3 - en court-circuit
bobine; 4 - rotor; 5 - poteau

Les flux Ф p1 et Ф p2, décalés dans l'espace d'un angle β et déphasés dans le temps d'un angle γ = γ 2 - γ l, forment un champ magnétique tournant elliptique (voir Chap. 3), qui génère un couple agissant sur le rotor du moteur dans le sens allant de la première pièce polaire, non recouverte par une bobine en court-circuit, vers la deuxième pointe (conformément à l'alternance des maxima de flux "phase").

Pour augmenter le couple de démarrage du moteur considéré en rapprochant son champ tournant d'un champ circulaire, différentes méthodes sont utilisées : des shunts magnétiques sont installés entre les pièces polaires des pôles adjacents, ce qui renforce la liaison magnétique entre l'enroulement principal et le court-circuit. Bobine en circuit et améliorer la forme champ magnétique dans l'entrefer ; augmenter l'entrefer sous la pointe, non recouvert par une bobine en court-circuit; utilisez deux virages court-circuités ou plus sur une pointe avec différents angles de couverture. Il existe également des moteurs sans spires en court-circuit sur les pôles, mais avec un système magnétique asymétrique : différentes configurations des différentes parties du pôle et différents entrefers. De tels moteurs ont un couple de démarrage inférieur à celui des moteurs à pôles blindés, mais leur rendement est supérieur, car ils n'ont pas de pertes de puissance dans les spires en court-circuit.

Les conceptions envisagées de moteurs à pôles blindés sont irréversibles. Pour inverser dans de tels moteurs, des bobines sont utilisées à la place des spires court-circuitées. B1, B2, B3 et À 4 HEURES(Fig. 4.65, dans), dont chacun couvre un demi-pôle. Court-circuiter une paire de bobines EN 1 et À 4 HEURES ou EN 2 et À 3, il est possible de blinder l'une ou l'autre moitié du pôle et ainsi de changer le sens de rotation du champ magnétique et du rotor.

Le moteur à pôles blindés présente un certain nombre d'inconvénients importants : un encombrement et un poids relativement importants ; faible cos φ ≈ 0,4 ÷ 0,6 ; faible rendement η = 0,25 ÷ 0,4 en raison de pertes importantes dans la bobine en court-circuit ; petit couple de démarrage, etc. Les avantages du moteur sont la simplicité de conception et, par conséquent, une grande fiabilité de fonctionnement. En raison de l'absence de dents sur le stator, le bruit du moteur est négligeable, il est donc souvent utilisé dans les appareils de reproduction de la musique et de la parole.

Le moteur électrique monophasé 220V est un mécanisme séparé largement utilisé pour l'installation dans une variété d'appareils. Il peut être utilisé à des fins domestiques et industrielles. Le moteur électrique est alimenté par prise ordinaire, où il y a nécessairement une puissance d'au moins 220 volts. Dans ce cas, il faut faire attention à la fréquence de 60 hertz.

Dans la pratique, il a été prouvé qu'un moteur électrique monophasé 220 V est vendu avec des appareils qui aider à convertir l'énergie du champ électrique, et également accumuler la charge nécessaire à l'aide d'un condensateur. Modèles modernes, qui sont produits à l'aide de technologies innovantes, les moteurs électriques 220V sont en outre équipés d'un équipement permettant d'éclairer le lieu de travail de l'appareil. Ceci s'applique aux pièces internes et externes.

Il est important de se rappeler que la capacité du condensateur doit être stockée conformément à toutes les exigences de base. La meilleure option est où la température de l'air reste la même et ne subit aucune fluctuation. Dans la chambre régime de température ne doit pas tomber à une valeur négative.

Pendant l'utilisation du moteur, les experts recommandent de mesurer de temps en temps la valeur de capacité du condensateur.

Les moteurs à induction sont largement utilisés aujourd'hui pour divers processus industriels. Pour différents entraînements, ce modèle particulier de moteur électrique est utilisé. Conceptions asynchrones monophasées aider à conduire des machines à bois, des pompes, des compresseurs, des appareils de ventilation industrielle, des convoyeurs, des élévateurs et de nombreux autres équipements.

Le moteur électrique est également utilisé pour entraîner la mécanisation à petite échelle. Il s'agit notamment des broyeurs d'alimentation et des malaxeurs à béton. Il est nécessaire d'acheter de telles structures uniquement auprès de fournisseurs de confiance. Avant d'acheter, il est conseillé de vérifier les certificats de conformité et la garantie du fabricant.

Les fournisseurs doivent fournir à leurs clients entretien des services moteur électrique en cas de casse ou de panne. C'est l'un des principaux composants qui est complété lors de l'assemblage de l'unité de pompe.

Série existante de moteurs électriques

Aujourd'hui entreprises industrielles produire les séries suivantes de moteur électrique monophasé 220V :

Tous les moteurs subdivisé selon la conception, selon le mode d'installation, ainsi que le degré de protection. Cela vous permet de protéger la structure de l'humidité ou des particules mécaniques.

Caractéristiques des moteurs électriques de la série A

Les moteurs électriques monophasés de la série A sont des conceptions asynchrones unifiées. Ils sont fermés de influence externe avec un rotor à cage d'écureuil.

La structure du moteur comprend les groupes d'exécution suivants :

Le coût d'un moteur électrique monophasé 220V dépend de la série.

Quels sont les types de moteurs ?

Les moteurs monophasés sont conçus pour compléter les entraînements électriques à usage domestique et industriel. Ces structures sont fabriquées conformément aux normes nationales.

Nous recommandons la lecture