시동 권선이 있는 단상 비동기식 모터. AC 전기 모터는 수집기입니다. 기존 전기 모터 시리즈

사용 영역.저전력(15 - 600W)의 비동기식 모터가 사용됩니다. 자동 장치속도 제어가 필요하지 않은 팬, 펌프 및 기타 장비를 구동하기 위한 전기 제품. 전기 제품 및 자동 장치에서는 일반적으로 단상 마이크로 모터가 사용됩니다. 이러한 장치 및 장치는 일반적으로 단상 네트워크 교류.

A 시리즈 전동기의 특징

이 기사에서 제시하는 설계 기법은 최적화 기준과 함께 기하학적 해석 방법을 사용하여 운전자의 센서를 적절하게 선택합니다. 커패시터의 커패시턴스가있는 초기 권선과 작동 권선 사이의 변환 계수.

사용된 센서의 수는 최소 비용 계획이 요구되는 각각의 설계 영역의 수를 결정합니다. 시동 회로의 설계를 위해 작동 권선과 모터 프레임이 사전에 설계되었다고 가정하므로 다음 매개변수가 알려져 있습니다. 작동 권선의 저항, 분산의 리액턴스 권선, 자화의 반응성, 작동 권선과 관련된 셀의 저항 및 리액턴스. 결로율과 변태율의 가장 좋은 조합은 각 센서에 대해 선택된 솔루션 중 가장 낮은 비용이 될 것입니다.

작동 원리 및 단상 모터 장치.단상 모터의 고정자 권선(그림 4.60, ㅏ)한 쌍의 극에 해당하는 고정자 둘레의 약 2/3를 차지하는 슬롯에 있습니다. 결과적으로

(3장 참조) MMF의 분포와 에어 갭의 유도는 사인파에 가깝습니다. 교류가 권선을 통과하기 때문에 MDS는 네트워크 주파수에 맞춰 맥동합니다. 에어 갭의 임의 지점에서의 유도

복잡한 평면에서의 기하학적 해석. 단상 스타터 커패시터 모터에서 작동 권선 회로는 스타터 권선 회로와 독립적으로 작동합니다. 그래프 1과 2는 각 회로를 독립적으로 보여줍니다. 그림 1: =에 대한 작업력 권선 등가 회로.

그림 2: =에 대한 시작 회로의 등가 회로. 또한 시작 회로는 두 개의 임피던스로 구성됩니다. 하나는 시동기 권선의 임피던스이고 다른 하나는 직렬인 커패시터의 임피던스입니다. 보조 권선 임피던스와 커패시터 임피던스로 구성된 전체 시동 회로의 총 임피던스입니다.

Vx = Vm sinωtcos(πх/τ).

따라서 단상 모터에서 고정자 권선은 대칭 전원이 있는 3상 모터에서와 같이 원형 회전 자속이 아니라 시간에 따라 변하는 고정 자속을 생성합니다.

단상 모터의 특성 분석을 단순화하기 위해 (4.99)를 다음과 같이 표현합니다.

V x \u003d 0.5V t sin (ωt - πx / τ) + 0.5V t sin (ωt + πx / τ),.

시작 전류를 위한 설계 영역. 그림 3: 돌입 전류에 대한 설계 영역. 출시 순간의 도움으로 영역을 디자인합니다. 수학적으로 설계 영역은 하중 모멘트를 사용하여 표현됩니다. 초기 토크 제한은 닫힌 표면을 만들고 다른 제한은 열린 표면을 만듭니다. 그래프 4: 시작 시간이 있는 디자인 영역.

전류밀도로 면적을 설계합니다. 그림 5: 전류 밀도에 대한 설계 영역. 시동 시 시동기 권선에 의해 달성되는 과열도의 증가와 시동 작동 빈도는 회로에 사용할 전류 밀도를 결정합니다.

즉, 정지된 맥동 흐름을 반대 방향으로 회전하고 동일한 회전 주파수를 갖는 동일한 원형 필드의 합으로 대체합니다. N 1인치 = N 1회전 = N하나 . 원형 회전 자기장을 갖는 유도 전동기의 특성은 § 4.7 - 4.12에서 자세히 논의되기 때문에 단상 전동기의 특성 분석은 각 회전 자기장의 결합 작용을 고려하는 것으로 축소될 수 있습니다. 즉, 단상 모터는 자기장의 반대 방향과 자기장이 생성하는 모멘트의 반대 방향으로 회전자가 단단히 상호 연결된 두 개의 동일한 모터로 나타낼 수 있습니다(그림 4.60, b). 중~에 중아. 회전 방향이 로터의 회전 방향과 일치하는 필드를 직접이라고합니다. 역방향 필드 - 역 또는 역.

에 따라 디자인 영역 정격 전압콘덴서. 시동 중 커패시터에 나타나는 전압은 정격 전압을 초과해서는 안 됩니다. 그림 6: 커패시터 정격 전압의 설계 영역. 한편, 정격전압이 낮은 콘덴서가 가장 경제적이므로 모터와 정격전압이 동일한 콘덴서를 사용하는 것이 바람직하다.

이 경우 디자인 영역의 수학적 표현입니다. 반경을 모르는 단점이 또 있는데, 이번에는 커패시터의 임피던스입니다. 그림 7: 커패시터 임피던스를 선택하여 영역을 설계합니다. 그래프 8: 좌표축의 회전.

로터의 회전 방향이 회전 필드 중 하나의 방향(예: n 등)과 일치한다고 가정합시다. 그런 다음 흐름에 대한 로터의 슬라이딩 에프등

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

유량 Ф arr에 대한 로터 슬립

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

(4.100) 및 (4.101)에서 다음을 따릅니다.

이러한 조건에서 개발된 이론은 초기 권선을 알고 커패시터를 선택해야 할 때 유효합니다. 이 새로운 비행기는 발사 회로의 비용을 최적화하는 추가 이점이 있습니다. 복소 평면의 새로운 방향에서 실수 성분은 0이기 때문에 실수부를 취하는 것은 알 필요가 없습니다. 스타터 회로의 비용 최적화.

커패시터와 권선비를 선택하려면 다음 경제적 기준이 되어야 합니다. 더 높은 리액턴스를 가진 커패시터와 더 낮은 권선비로 시작 권선을 찾는 것입니다. 각 구경에 대해 최소 최소 디자인이 선택되었습니다. 이것은 커패시터 비용과 시동 권선 비용으로 구성된 시동 회로의 비용입니다.

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

전자기 모멘트 중~에 중직접 및 역 필드에 의해 형성된 arr은 다음으로 향합니다. 반대편, 및 단상 모터의 결과 모멘트 중컷은 동일한 로터 속도에서 모멘트의 차이와 같습니다.

무화과에. 4.61은 의존성을 보여줍니다. M = f(들)단상 모터의 경우. 그림을 보면 다음과 같은 결론을 내릴 수 있습니다.

단상 유도 전동기의 시동 회로를 설계하는 이 방법은 각 설계에 소요되는 시간을 줄이는 것 외에도 설계자가 부과된 제한을 기술적으로 충족하는 모든 무한 솔루션을 명확하게 볼 수 있도록 합니다. 또한 스타터 회로의 비용을 최적화할 수 있습니다.

개발 시간을 더욱 최적화하기 위해 컴퓨터 시스템을 사용하여 이 방법을 사용하는 것이 좋습니다. 커패시터 스타 모터용 보조 위상 설계. 선체 설계 해석을 위한 기하학적 방법 개발 단상 전동기.

a) 단상 모터에는 시동 토크가 없습니다. 그것은 외력에 의해 구동되는 방향으로 회전합니다. b) 유휴 상태에서 단상 모터의 회전 속도는 역전계에 의해 생성된 제동 토크의 존재로 인해 3상 모터의 회전 속도보다 낮습니다.

c) 단상 모터의 성능이 3상 모터의 성능보다 나쁩니다. 정격 부하에서 슬립이 증가하고 효율이 낮고 과부하 용량이 낮으며 이는 역전계의 존재로 인한 것이기도 합니다.

d) 단상 모터의 전력은 동일한 크기의 3상 모터 전력의 약 2/3입니다. 단상 모터에서 작동 권선은 고정자 슬롯의 2/3만 차지하기 때문입니다. 모든 고정자 슬롯 채우기

이 경우 권선 계수가 작기 때문에 구리 소비는 약 1.5배 증가하지만 전력은 12%만 증가합니다.

장치를 시작합니다.시동 토크를 얻으려면, 단상 모터주 작동 권선에 대해 전기적으로 90도만큼 이동된 시작 권선이 있어야 합니다. 시동 기간 동안 시동 권선은 커패시턴스 또는 능동 저항과 같은 위상 변이 요소를 통해 네트워크에 연결됩니다. 엔진의 가속이 끝나면 시동 권선이 꺼지고 엔진은 계속해서 단상으로 작동합니다. 시동 권선은 짧은 시간 동안 만 작동하기 때문에 작동 권선보다 단면적이 작은 와이어로 만들어지고 더 적은 수의 홈에 배치됩니다.

커패시턴스 C를 위상 변이 요소로 사용할 때 시작 프로세스를 자세히 살펴보겠습니다(그림 4.62, a). 시동 권선에 피전압
Ú 1p = Ú 1 - Ú C= Ú 1 +jÍ 1피 엑스씨, 즉 주전원 전압에 대해 위상 이동 유 1 작동 권선에 적용 아르 자형. 결과적으로 작업의 현재 벡터 나 1p 및 런처 나 1n 권선은 일부 각도만큼 위상이 이동합니다. 위상 변이 커패시터의 커패시턴스를 특정 방식으로 선택하면 시작 시 대칭에 가까운 작동 모드를 얻을 수 있습니다(그림 4.62, b). 즉, 원형 회전 필드를 얻을 수 있습니다. 무화과에. 4.62, 종속성이 표시됩니다. M = f(들)시동 권선이 켜지고(곡선 1) 꺼진(곡선 2) 모터의 경우. 엔진은 부분적으로 시동됩니다. ab특성 1; 그 시점에 비시동 권선이 꺼지고 앞으로 엔진이 부분적으로 작동합니다. CO특성 2.

두 번째 권선을 포함하면 모터의 기계적 특성이 크게 향상되기 때문에 경우에 따라 권선 A와 B가 사용되는 단상 모터가 사용됩니다.

항상 포함됩니다(그림 4.63, a). 이러한 모터를 커패시터 모터라고 합니다.

커패시터 모터의 두 권선은 원칙적으로 동일한 수의 슬롯을 차지하고 동일한 전력을 갖습니다. 커패시터 모터를 시동할 때 시동 토크를 높이려면 커패시턴스 C p + C p를 증가시키는 것이 좋습니다. 모터가 특성 2(그림 4.63, b)에 따라 가속되고 전류가 감소한 후 부분 정격 모드(시동 시보다 모터 전류가 작아지는 경우)에서 커패시턴스를 증가시키고 원형 회전 필드로 작동에 가까운 조건에서 모터의 작동을 보장하기 위해 커패시터 Cn의 턴오프. 이 경우 엔진은 특성 1에서 작동합니다.

커패시터 모터 cos φ가 높습니다. 그 단점은 커패시터의 상대적으로 큰 질량과 치수뿐만 아니라 공급 전압의 왜곡 동안 비정현파 전류가 발생하여 경우에 따라 유해한 영향통신 라인에서.

가벼운 시동 조건(시동 기간 동안 작은 부하 토크)에서 시동 저항이 있는 모터가 사용됩니다. 아르 자형(그림 4.64, a). 유효성 능동 저항시동 권선의 회로에서 작동 권선의 위상 변이 φ p보다이 권선의 전압과 전류 사이에 더 작은 위상 변이 φ p를 제공합니다 (그림 4.64, b). 이와 관련하여 작동 및 시동 권선의 전류는 각도 φ p - φ p만큼 위상이 이동하고 비대칭(타원형) 회전 필드를 형성하여 시작 토크가 발생합니다. 시동 저항이 있는 모터는 작동이 안정적이며 대량 생산됩니다. 시동 저항은 모터 하우징에 내장되어 있으며 전체 모터를 냉각시키는 동일한 공기로 냉각됩니다.

차폐된 극이 있는 단상 마이크로 모터.이 모터에서 네트워크에 연결된 고정자 권선은 일반적으로 뚜렷한 극에 집중되고 강화되며 (그림 4.65, a), 시트는 고정자와 함께 스탬프 처리됩니다. 각 극에서 러그 중 하나는 극 아크의 1/5에서 1/2까지 차폐되는 하나 이상의 단락 회로로 구성된 보조 권선으로 덮여 있습니다. 모터 로터는 기존의 농형입니다.

고정자 권선에 의해 생성된 기계의 자속(극 자속)은 두 구성 요소의 합으로 나타낼 수 있습니다(그림 4.65, b) ty 코일; Ф n2 - 단락 코일로 차폐된 극 부분을 통과하는 흐름.

흐름 Ф p1 및 Ф p2는 폴 피스의 다른 부분을 통과합니다. 즉, 공간에서 각도 β만큼 변위됩니다. 또한 MDS와 관련하여 위상이 다릅니다. 에프 n 다른 각도의 고정자 권선 - γ 1 및 γ 2. 이것은 설명된 모터의 각 극이 1차 권선이 고정자 권선이고 2차 권선이 단락 코일인 변압기의 첫 번째 근사치로 간주될 수 있기 때문입니다. 고정자 권선 자속은 단락된 코일에서 EMF를 유도합니다. 이자형~까지 (그림 4.65, c), 그 결과 전류가 발생합니다 나및 MDS 에프 k, MDS로 접기 에프 n 고정자 권선. 무효 전류 성분 나흐름 Ф p2를 줄이고 활성 - MDS에 대해 위상을 이동합니다. 에프명사. 자속 Ф p1은 단락된 턴을 다루지 않기 때문에 각도 γ 1은 비교적 작은 값(4-9°)을 갖습니다. 이는 변압기 자속과 1차측 MMF 사이의 위상 변이 각도와 거의 같습니다. 모드에서 와인딩 유휴 이동. 각도 γ 2 는 훨씬 더 큽니다(약 45°). 즉, 단락된 2차 권선이 있는 변압기(예: 전류 측정 변압기)에서와 동일합니다. 이것은 각도 γ 2 가 의존하는 전력 손실이 강철의 자기 전력 손실뿐만 아니라 단락된 코일의 전기 손실에 의해 결정된다는 사실에 의해 설명됩니다.

쌀. 4.65. 차폐된 극이 있는 단상 모터의 구조도 및 그
벡터 다이어그램:
1 - 고정자; 2 - 고정자 권선; 3 - 단락
코일; 4 - 축차; 5 - 극

공간에서 각도 β만큼 이동하고 시간적으로 각도 γ = γ 2 - γ l만큼 위상이 이동한 흐름 Ф p1 및 Ф p2는 작용하는 토크를 생성하는 타원형 회전 자기장을 형성합니다(3장 참조). 단락된 코일로 덮이지 않은 첫 번째 극 부분에서 두 번째 팁까지("위상" 흐름 최대값의 교대에 따라) 방향으로 모터의 회전자에서.

회전 필드를 원형에 접근하여 고려 중인 모터의 시동 토크를 증가시키기 위해 다양한 방법이 사용됩니다. 자기 션트가 인접한 극의 극편 사이에 설치되어 주 권선과 단락 사이의 자기 연결을 향상시킵니다. 회로 코일 및 모양 개선 자기장에어 갭에서; 단락 코일로 덮이지 않은 팁 아래의 에어 갭을 늘리십시오. 적용 각도가 다른 하나의 팁에 2개 이상의 단락 회로를 사용합니다. 극에 단락 회로가 없지만 비대칭 자기 시스템이있는 모터도 있습니다. 극의 개별 부분과 다른 공극의 구성이 다릅니다. 이러한 모터는 차폐 극이 있는 모터보다 시동 토크가 낮지만 단락 회전 시 전력 손실이 없기 때문에 효율성이 더 높습니다.

차폐 극이 있는 모터의 고려된 설계는 되돌릴 수 없습니다. 이러한 엔진에서 후진하기 위해 단락 회전 대신 코일이 사용됩니다. B1, B2, B3그리고 4시에(그림 4.65, 안에), 각각은 절반의 극을 덮습니다. 한 쌍의 코일 단락 1에서그리고 4시에또는 2에서그리고 3시에, 극의 한쪽 또는 다른 절반을 차폐하여 자기장과 회전자의 회전 방향을 변경할 수 있습니다.

차폐 극이 있는 모터에는 다음과 같은 여러 가지 중요한 단점이 있습니다. 상대적으로 큰 전체 치수와 무게; 낮은 cos φ ≈ 0.4 ÷ 0.6; 단락 코일의 큰 손실로 인한 낮은 효율 η = 0.25 ÷ 0.4; 작은 시동 토크 등. 엔진의 장점은 설계가 간단하고 결과적으로 작동 신뢰성이 높다는 것입니다. 고정자에 톱니가 없기 때문에 엔진의 소음은 무시할 수 있어 음악 및 음성 재생 장치에 자주 사용됩니다.

220V 단상 전기 모터는 다양한 장치에 설치하는 데 널리 사용되는 별도의 메커니즘입니다. 가정용 및 산업용으로 사용할 수 있습니다. 전기 모터는 일반 소켓, 반드시 최소한 220볼트의 전력이 있어야 합니다. 이 경우 60Hz의 주파수에 주의할 필요가 있다.

실제로 220V 단상 전기 모터는 다음과 같은 장치와 함께 판매되는 것으로 입증되었습니다. 전기장의 에너지를 변환하는 데 도움, 또한 커패시터의 도움으로 필요한 전하를 축적합니다. 현대 모델, 혁신적인 기술을 사용하여 생산되는 220V 전기 모터에는 장치의 작업장을 조명하기 위한 장비가 추가로 장착됩니다. 이것은 내부 및 외부 부품에 적용됩니다.

커패시터의 커패시턴스는 모든 기본 요구 사항을 준수하여 저장해야 함을 기억하는 것이 중요합니다. 가장 좋은 옵션은 공기 온도는 동일하게 유지변동에 영향을 받지 않습니다. 방에서 온도 체제음수 값으로 떨어지지 않아야 합니다.

엔진을 사용하는 동안 전문가들은 때때로 커패시터의 커패시턴스 값을 측정할 것을 권장합니다.

유도 전동기는 오늘날 다양한 산업 공정에 널리 사용됩니다. 다른 드라이브의 경우 이 특정 모델의 전기 모터가 사용됩니다. 단상 비동기식 설계목공 기계, 펌프, 압축기, 산업용 환기 장치, 컨베이어, 엘리베이터 및 기타 여러 장비를 운전하는 데 도움이 됩니다.