Motore asincrono monofase con avvolgimento di avviamento. Il motore elettrico AC è collettore. Serie esistente di motori elettrici

Aree di utilizzo. Vengono utilizzati motori asincroni di bassa potenza (15 - 600 W). dispositivi automatici ed elettrodomestici per l'azionamento di ventilatori, pompe e altre apparecchiature che non richiedono il controllo della velocità. Negli apparecchi elettrici e nei dispositivi automatici vengono solitamente utilizzati micromotori monofase, poiché questi apparecchi e dispositivi, di norma, sono alimentati da rete monofase corrente alternata.

Caratteristiche dei motori elettrici della serie A

La tecnica di progettazione presentata in questo articolo utilizza un metodo di interpretazione geometrica in combinazione con un criterio di ottimizzazione per selezionare adeguatamente il sensore del conducente; fattore di conversione tra l'avvolgimento iniziale e l'avvolgimento di lavoro con la capacità del condensatore.

Il numero di sensori utilizzati determina il numero di aree di progetto in ognuna delle quali viene richiesto lo schema di costo minimo. Per la progettazione del circuito di avviamento si assume che l'avvolgimento di lavoro, così come il telaio del motore, siano stati preventivamente progettati e, pertanto, sono noti i seguenti parametri: La resistenza dell'avvolgimento di lavoro, la reattanza della dispersione di l'avvolgimento, la reattività della magnetizzazione, la resistenza e reattanza della cella relativa all'avvolgimento di lavoro. La migliore combinazione di rapporto di condensazione e rapporto di trasformazione sarà il costo più basso tra le soluzioni selezionate per ciascun sensore.

Il principio di funzionamento e il dispositivo di un motore monofase. L'avvolgimento dello statore di un motore monofase (Fig. 4.60, un) situato in scanalature che occupano circa due terzi della circonferenza dello statore, che corrisponde ad una coppia di poli. Di conseguenza

(vedi Cap. 3) la distribuzione di MMF e l'induzione nel traferro è prossima alla sinusoidale. Poiché una corrente alternata attraversa l'avvolgimento, l'MDS pulsa a tempo con la frequenza della rete. Induzione in un punto arbitrario del traferro

Interpretazione geometrica nel piano complesso. In un motore con condensatore di avviamento monofase, il circuito dell'avvolgimento di funzionamento funziona indipendentemente dal circuito dell'avvolgimento di avviamento. I grafici 1 e 2 mostrano ciascuno dei circuiti indipendentemente. Figura 1: Circuito equivalente dell'avvolgimento della forza lavoro per =.

Figura 2: Circuito equivalente del circuito di avviamento per =. Inoltre, il circuito di avviamento è formato da due impedenze; uno è solo l'impedenza dell'avvolgimento di avviamento e l'altro, che è in serie, è l'impedenza del condensatore. È l'impedenza totale dell'intero circuito di avviamento formato dall'impedenza dell'avvolgimento ausiliario più l'impedenza del condensatore.

Vx = V m sinωtcos (πх/τ).

Pertanto, in un motore monofase, l'avvolgimento dello statore crea un flusso stazionario che varia nel tempo e non un flusso rotante circolare, come nei motori trifase con alimentazione simmetrica.

Per semplificare l'analisi delle proprietà di un motore monofase, rappresentiamo la (4.99) nella forma

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

Area di progettazione per la corrente di avviamento. Figura 3: Area di progetto per la corrente di spunto. Area di progettazione con l'ausilio del momento del lancio. Matematicamente, l'area di progetto è espressa utilizzando il momento di carico. Il limite di coppia iniziale crea una superficie chiusa mentre gli altri limiti creano superfici aperte. Grafico 4: Area di progettazione con ora di inizio.

Area di progetto per densità di corrente. Figura 5: Area di progetto per la densità di corrente. L'aumento del surriscaldamento raggiunto dall'avvolgimento di avviamento all'avviamento e la frequenza delle manovre di avviamento determinano la densità di corrente da utilizzare nel circuito.

cioè, sostituiamo il flusso pulsante stazionario con la somma di campi circolari identici che ruotano in direzioni opposte e aventi le stesse frequenze di rotazione: n 1inc = n 1 giro = n uno . Poiché le proprietà di un motore a induzione con campo rotante circolare sono discusse in dettaglio nei § 4.7 - 4.12, l'analisi delle proprietà di un motore monofase può essere ridotta a considerare l'azione combinata di ciascuno dei campi rotanti. In altre parole, un motore monofase può essere rappresentato come due motori identici, i cui rotori sono rigidamente interconnessi (Fig. 4.60, b), con senso di rotazione opposto dei campi magnetici e dei momenti che creano M a M arr. Il campo, il cui senso di rotazione coincide con il senso di rotazione del rotore, è detto diretto; campo di direzione inversa - inverso o inverso.

Regione di progettazione secondo tensione nominale condensatore. La tensione che appare sul condensatore durante l'avvio non deve superare la sua tensione nominale. Figura 6: Area di progetto per la tensione nominale del condensatore. D'altra parte, poiché i condensatori con tensione nominale inferiore sono i più economici, è preferibile utilizzare condensatori la cui tensione nominale è uguale a quella del motore.

In questo caso, l'espressione matematica dell'area di progettazione. Dove altro è lo svantaggio di non conoscere il raggio, questa volta è l'impedenza del condensatore. Figura 7: Area di progetto scegliendo l'impedenza del condensatore. Grafico 8: Rotazione degli assi delle coordinate.

Assumiamo che il senso di rotazione dei rotori coincida con il senso di uno dei campi rotanti, ad esempio con n ecc. Quindi lo scorrimento del rotore rispetto al flusso F eccetera

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

Scorrimento del rotore rispetto al flusso 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..

Da (4.100) e (4.101) segue che

La teoria sviluppata in queste condizioni è valida quando si conosce l'avvolgimento iniziale ed è necessario selezionare il condensatore. Questo nuovo aereo ha l'ulteriore vantaggio di ottimizzare il costo del circuito di lancio. Non è necessario sapere prendere la parte reale, perché nel suo nuovo orientamento nel piano complesso, la componente reale è zero. Ottimizzazione dei costi del circuito di avviamento.

Per selezionare un condensatore e un rapporto di rotazione, il prossimo criterio economico dovrebbe essere: trovare un condensatore con una reattanza maggiore e un avvolgimento di avviamento con un rapporto di rotazione inferiore. Per ogni calibro è stato scelto un design minimo minimo. Questo è il costo del circuito di avviamento, che consiste nel costo del condensatore più il costo dell'avvolgimento di avviamento.

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

Momenti elettromagnetici M a M arr, formato da campi diretti e inversi, sono diretti a lati opposti, e il momento risultante di un motore monofase M il taglio è uguale alla differenza in momenti a parità di velocità del rotore.

Sulla fig. 4.61 mostra la dipendenza M = f(i) per un motore monofase. Osservando la figura, possiamo trarre le seguenti conclusioni:

Questo metodo di progettazione del circuito di avviamento di un motore a induzione monofase, oltre a ridurre il tempo impiegato da ogni progetto, consente al progettista di avere una visione chiara di tutte le infinite soluzioni che soddisfano tecnicamente i vincoli imposti. Consente inoltre di ottimizzare il costo del circuito di avviamento.

Si consiglia di utilizzare questo metodo utilizzando sistemi computerizzati per ottimizzare ulteriormente i tempi di sviluppo. Progettazione di fase ausiliaria per motori stellari a condensatore. Sviluppo di un metodo geometrico per interpretare il design dello scafo motore elettrico monofase.

a) un motore monofase non ha una coppia di spunto; ruota nella direzione in cui è spinto da una forza esterna; b) la velocità di rotazione di un motore monofase al minimo è inferiore a quella di un motore trifase, per la presenza di una coppia frenante generata dal campo inverso;

c) le prestazioni di un motore monofase sono inferiori a quelle di un motore trifase; ha uno scorrimento maggiore al carico nominale, una minore efficienza, una minore capacità di sovraccarico, anche per la presenza di un campo inverso;

d) la potenza di un motore monofase è circa 2/3 della potenza di un motore trifase della stessa taglia, poiché in un motore monofase l'avvolgimento di lavoro occupa solo 2/3 delle cave dello statore. Riempi tutti gli slot dello statore

poiché in questo caso il coefficiente di avvolgimento è piccolo, il consumo di rame aumenta di circa 1,5 volte, mentre la potenza aumenta solo del 12%.

Dispositivi di partenza. Per ottenere la coppia di spunto, motori monofase avere un avvolgimento di partenza spostato di 90 gradi elettrici rispetto all'avvolgimento di lavoro principale. Per il periodo di avviamento, l'avvolgimento di avviamento è collegato alla rete tramite elementi di sfasamento: capacità o resistenza attiva. Dopo la fine dell'accelerazione del motore, l'avvolgimento di avviamento viene spento, mentre il motore continua a funzionare come monofase. Poiché l'avvolgimento di partenza funziona solo per un breve periodo, è costituito da un filo di sezione inferiore a quello di lavoro e posizionato in un numero minore di scanalature.

Diamo un'occhiata più da vicino al processo di avvio quando si utilizza la capacità C come elemento di sfasamento (Fig. 4.62, a). Sull'avvolgimento di partenza P voltaggio
Ú 1p = Ú 1 - Ú C= Ú 1 +jÍ 1 P X C, cioè è sfasato rispetto alla tensione di rete u 1 applicato all'avvolgimento di lavoro R. Di conseguenza, gli attuali vettori in lavorazione io 1p e lanciatore io 1n gli avvolgimenti sono sfasati di un certo angolo. Scegliendo in un certo modo la capacità del condensatore sfasatore, è possibile ottenere una modalità di funzionamento all'avviamento prossima alla simmetria (Fig. 4.62, b), ovvero ottenere un campo rotante circolare. Sulla fig. 4.62, vengono mostrate le dipendenze M = f(i) per il motore con avvolgimento di avviamento inserito (curva 1) e spento (curva 2). Il motore è avviato in parti ab caratteristiche 1; al punto b l'avvolgimento di avviamento è spento e in futuro il motore funziona in parte CO caratteristiche 2.

Poiché l'inclusione del secondo avvolgimento migliora notevolmente le caratteristiche meccaniche del motore, in alcuni casi vengono utilizzati motori monofase in cui gli avvolgimenti A e B

incluso tutto il tempo (Fig. 4.63, a). Tali motori sono chiamati motori a condensatore.

Entrambi gli avvolgimenti dei motori dei condensatori occupano, di regola, lo stesso numero di slot e hanno la stessa potenza. Quando si avvia un motore a condensatore, per aumentare la coppia di spunto, è consigliabile avere una capacità maggiore C p + C p. Dopo che il motore è stato accelerato secondo la caratteristica 2 (Fig. 4.63, b) e la corrente diminuisce, parte dei condensatori Cn viene disattivato in modo tale che nella modalità nominale (quando la corrente del motore diventa inferiore, rispetto all'avviamento) per aumentare la capacità e garantire il funzionamento del motore in condizioni prossime al funzionamento con un campo rotante circolare. In questo caso, il motore funziona sulla caratteristica 1.

motore a condensatore ha un cos φ alto. I suoi svantaggi sono la massa e le dimensioni relativamente grandi del condensatore, nonché il verificarsi di una corrente non sinusoidale durante la distorsione della tensione di alimentazione, che in alcuni casi porta a effetti dannosi sulla linea di comunicazione.

In condizioni di avviamento leggere (piccola coppia di carico durante il periodo di avviamento), vengono utilizzati motori con resistenza all'avviamento. R(Fig. 4.64, a). Disponibilità resistenza attiva nel circuito dell'avvolgimento di avviamento fornisce uno sfasamento φ p minore tra la tensione e la corrente in questo avvolgimento (Fig. 4.64, b) rispetto allo sfasamento φ p nell'avvolgimento di lavoro. A questo proposito, le correnti negli avvolgimenti di lavoro e di avviamento sono sfasate di un angolo φ p - φ p e formano un campo rotante asimmetrico (ellittico), a causa del quale si verifica la coppia di avviamento. I motori con resistenza all'avviamento sono affidabili nel funzionamento e sono prodotti in serie. La resistenza all'avviamento è incorporata nell'alloggiamento del motore e raffreddata con la stessa aria che raffredda l'intero motore.

Micromotori monofase con poli schermati. In questi motori, l'avvolgimento dello statore collegato alla rete è solitamente concentrato e rinforzato su poli pronunciati (Fig. 4.65, a), i cui fogli sono stampati insieme allo statore. In ogni polo, una delle alette è ricoperta da un avvolgimento ausiliario, costituito da una o più spire in cortocircuito, che schermano da 1/5 a 1/2 dell'arco polare. Il rotore del motore è di tipo convenzionale a gabbia di scoiattolo.

Il flusso magnetico della macchina creato dall'avvolgimento statorico (flusso polare) può essere rappresentato come la somma di due componenti (Fig. 4.65, b) bobina ty; Ф n2 - flusso che passa attraverso la parte del polo, schermato da una bobina in cortocircuito.

I flussi Ф p1 e Ф p2 attraversano parti diverse dell'espansione polare, cioè sono spostati nello spazio di un angolo β. Inoltre, sono sfasati rispetto all'MDS F n avvolgimenti dello statore ad angoli diversi - γ 1 e γ 2. Ciò è dovuto al fatto che ciascun polo del motore descritto può essere considerato in prima approssimazione come un trasformatore, il cui avvolgimento primario è l'avvolgimento dello statore e l'avvolgimento secondario è una bobina in cortocircuito. Il flusso dell'avvolgimento dello statore induce un EMF in una bobina in cortocircuito e a (Fig. 4.65, c), a seguito della quale si forma una corrente io a e MDS F k, piegando con MDS F n avvolgimenti dello statore. Componente di corrente reattiva io a riduce il flusso Ф p2 e attivo - lo sposta in fase rispetto a MDS F n. Poiché il flusso Ф p1 non copre una svolta in cortocircuito, l'angolo γ 1 ha un valore relativamente piccolo (4-9 °), approssimativamente uguale all'angolo di sfasamento tra il flusso del trasformatore e l'MMF del primario avvolgimento in modalità mossa inattiva. L'angolo γ 2 è molto più grande (circa 45°), cioè lo stesso di un trasformatore con un avvolgimento secondario cortocircuitato (ad esempio, in un trasformatore di misurazione della corrente). Ciò è spiegato dal fatto che le perdite di potenza, da cui dipende l'angolo γ 2, sono determinate non solo dalle perdite di potenza magnetica nell'acciaio, ma anche dalle perdite elettriche nella bobina in cortocircuito.

Riso. 4.65. Schemi strutturali di un motore monofase con poli schermati e relativi
diagramma vettoriale:
1 - statore; 2 - avvolgimento dello statore; 3 - cortocircuitato
bobina; 4 - rotore; 5 - palo

I flussi Ф p1 e Ф p2, spostati nello spazio di un angolo β e sfasati nel tempo di un angolo γ = γ 2 - γ l, formano un campo magnetico rotante ellittico (vedi Cap. 3), che genera una coppia agente sul motore del rotore in direzione dalla prima espansione polare, non coperta da una bobina in corto circuito, alla seconda punta (secondo l'alternanza dei massimi di flusso “fase”).

Per aumentare la coppia di spunto del motore in esame avvicinando il suo campo di rotazione a uno circolare, si utilizzano vari metodi: vengono installati degli shunt magnetici tra le espansioni polari dei poli adiacenti, che migliorano il collegamento magnetico tra l'avvolgimento principale e il cortocircuito bobina circuitata e migliorare la forma campo magnetico nel traferro; aumentare il traferro sotto la punta, non coperto da una bobina in cortocircuito; utilizzare due o più giri cortocircuitati su una punta con diversi angoli di copertura. Esistono anche motori senza giri sui poli in cortocircuito, ma con sistema magnetico asimmetrico: diverse configurazioni delle singole parti del polo e diversi traferri. Tali motori hanno una coppia di spunto inferiore rispetto ai motori con poli schermati, ma la loro efficienza è maggiore, poiché non hanno perdite di potenza nelle spire in cortocircuito.

I modelli considerati di motori con poli schermati non sono reversibili. Per invertire in tali motori, vengono utilizzate bobine invece di giri in cortocircuito. B1, B2, B3 e AT 4(Fig. 4.65, in), ognuno dei quali copre mezzo palo. Cortocircuito di una coppia di bobine IN 1 e AT 4 o IN 2 e ALLE 3, è possibile schermare l'una o l'altra metà del polo e modificare così il senso di rotazione del campo magnetico e del rotore.

Il motore con poli schermati presenta una serie di notevoli svantaggi: ingombro e peso relativamente elevati; cos basso φ ≈ 0,4 ÷ 0,6; bassa efficienza η = 0,25 ÷ 0,4 a causa di grandi perdite nella bobina in corto circuito; piccola coppia di spunto, ecc. I vantaggi del motore sono la semplicità del design e, di conseguenza, l'elevata affidabilità nel funzionamento. A causa dell'assenza di denti sullo statore, il rumore del motore è trascurabile, quindi viene spesso utilizzato in dispositivi per la riproduzione di musica e parlato.

Il motore elettrico monofase da 220 V è un meccanismo separato ampiamente utilizzato per l'installazione in una varietà di dispositivi. Può essere utilizzato per scopi domestici e industriali. Il motore elettrico è alimentato da presa ordinaria, dove c'è necessariamente una potenza di almeno 220 volt. In questo caso, è necessario prestare attenzione alla frequenza di 60 hertz.

In pratica è stato dimostrato che un motore elettrico monofase a 220 V viene venduto insieme a dispositivi che aiutano a convertire l'energia del campo elettrico e accumula anche la carica necessaria con l'aiuto di un condensatore. Modelli moderni, prodotti utilizzando tecnologie innovative, i motori elettrici a 220 V sono inoltre dotati di apparecchiature per l'illuminazione della postazione di lavoro del dispositivo. Questo vale per le parti interne ed esterne.

È importante ricordare che la capacità del condensatore deve essere immagazzinata rispettando tutti i requisiti di base. L'opzione migliore è dove la temperatura dell'aria rimane la stessa e non è soggetto a fluttuazioni. Nella stanza regime di temperatura non deve scendere a un valore negativo.

Durante l'uso del motore, gli esperti raccomandano di misurare di tanto in tanto il valore della capacità del condensatore.

I motori a induzione sono oggi ampiamente utilizzati per vari processi industriali. Per diversi azionamenti, viene utilizzato questo particolare modello di motore elettrico. Disegni asincroni monofase aiuta a guidare macchine per la lavorazione del legno, pompe, compressori, dispositivi di ventilazione industriale, nastri trasportatori, ascensori e molte altre apparecchiature.

Il motore elettrico viene utilizzato anche per azionare la meccanizzazione su piccola scala. Questi includono smerigliatrici per mangimi e betoniere. È necessario acquistare tali strutture solo da fornitori di fiducia. Prima dell'acquisto si consiglia di controllare i certificati di conformità e la garanzia del produttore.

I fornitori devono fornire i propri clienti manutenzione del servizio motore elettrico in caso di rottura o guasto. Questo è uno dei componenti principali che viene completato durante il montaggio del gruppo pompa.

Serie esistente di motori elettrici

In data odierna imprese industriali produrre le seguenti serie di motori elettrici monofase 220V:

Tutti i motori suddivisa per disegno, in base alla modalità di installazione, nonché al grado di protezione. Ciò consente di proteggere la struttura dall'umidità o dalle particelle meccaniche.

Caratteristiche dei motori elettrici della serie A

I motori elettrici monofase della serie A sono modelli asincroni unificati. Sono chiusi da influenza esterna con rotore a gabbia di scoiattolo.

La struttura del motore ha i seguenti gruppi di esecuzione:

Il costo di un motore elettrico monofase 220V dipende dalla serie.

Quali sono i tipi di motori?

I motori monofase sono progettati per completare azionamenti elettrici per scopi domestici e industriali. Tali strutture sono fabbricate secondo gli standard statali.