Tipuri de motoare electrice monofazate. Motoare asincrone monofazate. Dispozitiv și principiu de funcționare

3-7. DISPOZITIV DE MOTOARE ELECTRICE MONOFAZATE ASINCRONE

Pe fig. 3-16 prezintă dispozitivul unui motor electric asincron monofazat de tip AOLB cu o rezistență de pornire încorporată. Statorul motorului electric este asamblat din foi ștanțate de oțel electric 15, presate și turnate într-o carcasă de aluminiu (carcasa statorului) cu pereți dubli 13. Între pereți se formează canale pentru răcirea cu aer a suprafeței statorului. Două capace 2 și 17, turnate din aliaj de aluminiu, sunt puse pe ascuțirea carcasei statorului.

Pe capacul frontal 17 este pus un capac ștampilat 18 cu găuri la capăt. Prin aceste orificii, atunci când rotorul se rotește, ventilatorul 19, montat pe capătul arborelui rotorului, ia aer. Ventilatorul este turnat din aliaj de aluminiu și fixat de arbore cu un șurub.

În foile statorului sunt ștanțate 24 de șanțuri în formă de pară. Dintre acestea, 16 sloturi sunt ocupate de firele înfășurării de lucru, iar 8 sloturi sunt ocupate de firele înfășurării de pornire. Capetele de ieșire ale înfășurărilor de lucru și de pornire sunt scoase la șuruburile de contact 4 situate în cutia de borne 11. Miezul rotorului este asamblat din foi 12 de oțel electric și presat pe suprafața ondulată a părții mijlocii a arborelui 1. În canelurile rotorului se toarnă o înfășurare din aluminiu 14 cu inele de închidere și pale de ventilator. Scopul ventilatorului este de a arunca aer încălzit către pereții exteriori răcoriți ai carcasei.

Un comutator centrifugal al înfășurării de pornire este montat pe rotor. Este format din două pârghii 7 cu contragreutăți 9, așezate pe osii 8, care sunt presate în patru pale de ventilator. Pârghiile sunt apăsate cu știfturile 6 pe manșonul de plastic 5, care se așează liber pe arbore. În timpul accelerației rotorului, când frecvența de rotație a acestuia se apropie de cea nominală, contragreutățile diverg sub acțiunea forței centrifuge, rotind pârghiile în jurul axelor.

În acest caz, manșonul 5 se deplasează spre dreapta, comprimând arcul 10 și eliberează contactul cu arc 4, care închide circuitul de înfășurare de pornire. Acest contact, când rotorul este staționar, este închis de capătul manșonului cu un contact fix 3.

Contactele mobile și fixe sunt montate pe o placă izolatoare pe capacul din spate al motorului electric 2. Pe acesta este fixat un releu termic care deconectează motorul electric de la rețea atunci când se supraîncălzi. Standul 16 cu patru știfturi este utilizat pentru montarea motorului.

Schema de includere a motorului electric este prezentată în fig. 3-17.

Tensiunea de alimentare este furnizată la bornele C 1 și C 2. Din aceste cleme, tensiunea este furnizată înfășurării de lucru prin contacte releu termic RT, constând dintr-o înfășurare, o placă bimetală și contacte. Când motorul electric este încălzit peste valoarea admisă, placa se îndoaie și deschide contactele. În cazul unui scurtcircuit, un curent mare va curge prin înfășurarea releului termic, placa se va încălzi rapid și va deschide contactele. În acest caz, înfășurările C de lucru și P de pornire vor fi scoase de sub tensiune, deoarece ambele sunt alimentate printr-un releu termic. Astfel, releul termic protejează motorul atât de suprasarcină, cât și de scurtcircuite.

Înfășurarea de pornire este alimentată de la bornele C 1 și C 2 prin jumperul C 2 -P 1, contactele comutatorului centrifugal VTS, jumperul VTS-RT, contactele releului termic RT. La pornirea motorului electric, cand rotorul atinge o viteza de 70-80% din nominala, contactele comutatorului centrifugal se vor deschide si infasurarea de pornire va fi deconectata de la retea. Când motorul electric este pornit, când viteza rotorului scade, contactele comutatorului centrifugal se vor închide din nou și înfășurarea de pornire va fi pregătită pentru următoarea pornire.

Pe fig. 3-18 prezintă proiectarea unui motor asincron de tip ABE.Aceste motoare sunt conectate la o rețea cu o înfășurare auxiliară conectată permanent, în circuitul căreia este conectat un condensator în serie (Fig. 3-9).Motoarele de tip ABE fac nu au carcasă rigidă și de aceea se numesc încorporate. Cu mecanismul de antrenare, motoarele electrice sunt fixate cu o flanșă sau un suport.

Corpul motorului electric este un pachet din miezul statorului 1, asamblat din foi de oțel electric cu o grosime de 0,5 mm. Pachetul este presat și umplut cu aliaj de aluminiu sub presiune. La capetele statorului există inele de presiune 5 și patru tije de aluminiu care le strâng. Bobinele 6 ale înfășurării de lucru și auxiliare sunt introduse în fantele statorului. Scuturile de rulment 4 sunt centrate pe inelele de presiune 5 ​​și 7. Prin manșonul de cauciuc 9 din scutul rulmentului, capetele înfășurărilor 8 sunt scoase pentru a le conecta la rețea. Scuturile lagărelor sunt strânse cu patru știfturi.

Rotorul motorului este asamblat din foi de oțel electric și umplut cu aluminiu 2. Împreună cu înfășurarea rotorului, aripile ventilatorului sunt turnate pentru a răci motorul. Rotorul se rotește în doi rulmenți cu bile 3.

Motoarele electrice au denumiri de tip litere și numerice, de exemplu, motorul electric ABE 041-2 înseamnă: A - asincron, B - încorporat, E - monofazat,

4 este numărul de dimensiune, 1 este numărul de serie al lungimii miezului statorului și numărul 2 printr-o liniuță este numărul de poli.

3-8. MOTOARE ELECTRICE MONOFAZATE SINCRONE

În unele cazuri, sunt necesare motoare electrice, a căror viteză trebuie să fie strict constantă indiferent de sarcină. Ca atare, se folosesc motoare electrice sincrone, la care viteza rotorului este întotdeauna egală cu viteza camp magneticși este determinat de (3-2). Există multe tipuri de motoare sincrone, atât curent trifazat, cât și monofazat. Aici sunt luate în considerare doar două dintre cele mai simple tipuri de motoare electrice sincrone monofazate: reactive și condensatoare reactive.

Pe fig. 3-19 prezintă o diagramă structurală a celui mai simplu motor monofazat cu reluctantă, cunoscut în domeniu ca roata La Cour. Statorul 1 și rotorul 2 sunt asamblate din foi ștanțate din oțel electric. O bobină este înfășurată pe stator, alimentată de o rețea de curent alternativ monofazat, care creează un câmp magnetic pulsatoriu. Motorul cu reacție și-a primit numele deoarece rotorul se rotește datorită reacțiilor a două forțe de atracție magnetică.

Cu un câmp pulsatoriu, motorul nu are cuplu de pornire și trebuie rotit manual. Forțele magnetice care acționează asupra dinților rotorului tot timpul tind să-l pună împotriva polilor statorului, deoarece în această poziție rezistența la fluxul magnetic va fi minimă. Cu toate acestea, rotorul prin inerție trece prin această poziție în timpul în care câmpul pulsatoriu scade. Odată cu următoarea creștere a câmpului magnetic, forțele magnetice acționează asupra altui dinte al rotorului, iar rotația acestuia va continua. Pentru stabilitatea cursului, rotorul unui motor electric reactiv trebuie să aibă o inerție mare.

Motoarele electrice reactive funcționează stabil doar la o viteză de rotație mică, de ordinul 100-200 rpm. Puterea lor nu depășește de obicei 10-15 wați. Viteza rotorului este determinată de frecvența rețelei f și de numărul de dinți ai rotorului Z. Deoarece rotorul se rotește 1/Z dintr-o tură într-un semiciclu de modificare a fluxului magnetic, acesta va întoarce 60 2 f/Z spire. în 1 min, conţinând 60 2 f semicicluri . La o frecvență a curentului alternativ de 50 Hz, viteza rotorului este:

Pentru a crește cuplul, creșteți numărul de dinți pe stator. Cel mai mare efect poate fi obținut făcând tot atâtea dinți pe stator cât și pe rotor. În acest caz, atracția magnetică va acționa simultan nu asupra unei perechi de dinți, ci asupra tuturor dinților rotorului, iar cuplul va crește semnificativ. În astfel de motoare electrice, înfășurarea statorului constă din bobine mici care sunt înfășurate pe marginea statorului în golurile dintre dinți. Tipurile mai vechi de playere electrice foloseau un astfel de motor electric cu 77 de dinți pe stator și pe rotor, care asigura o viteză de rotație a discului de 78 rpm. Rotorul era dintr-o bucată cu discul pe care era așezată placa. Pentru a porni motorul electric a fost necesar să împingeți discul cu degetul.

Statorul unui motor cu reluctanță cu condensator sincron nu este diferit de statorul unui motor cu inducție cu condensator. Rotorul unui motor electric poate fi realizat din rotorul unui motor electric asincron prin frezarea canelurilor în acesta în funcție de numărul de poli (Fig. 3-20). În acest caz, tijele cuștii de veverițe sunt parțial tăiate. În producția din fabrică a unor astfel de motoare electrice cu foi de rotor ștanțate cu pervazurile stâlpilor, o parte din tijele cuștii de veveriță joacă rolul unei înfășurări de pornire. Rotorul începe să se rotească în același mod ca rotorul unui motor electric asincron, apoi este tras în sincronism cu câmpul magnetic și apoi se rotește la o frecvență sincronă.

Calitate de muncă motor condensator depinde foarte mult de modul în care motorul electric are un câmp de rotație circular. Elipticitatea câmpului în modul sincron duce la o creștere a zgomotului, vibrațiilor și o încălcare a uniformității rotației. Dacă apare un câmp rotativ circular în modul asincron, atunci motorul are un cuplu de pornire bun, dar cupluri mici de intrare și ieșire. Când câmpul circular este deplasat spre frecvențe mai mari, cuplul de pornire scade, iar momentele de intrare și ieșire din sincronism cresc. Cele mai mari momente de intrare și ieșire din sincronism se obțin atunci când câmpul rotativ circular are loc în regim sincron. În acest caz însă, cuplul de pornire este mult redus. Pentru a o crește, rezistența activă a înfășurării rotorului în scurtcircuit este de obicei crescută oarecum.

Dezavantajul unor tipuri de motoare cu reluctanță condensatoare este lipirea rotorului, ceea ce înseamnă că la pornire, rotorul nu se întoarce, ci se oprește în orice poziție.

Lipirea rotorului apare de obicei la motoarele cu un raport nefericit între dimensiunile cavităților și proeminențele stâlpilor. Cel mai mare cuplu reactiv la o putere mică consumată de motorul electric se obține atunci când raportul dintre arcul polar b p și diviziunea polilor t este de aproximativ 0,5-0,6, iar adâncimea cavităților h este de 9-10 ori mai mare decât aerul. decalajul dintre proeminențele polilor și stator.

O caracteristică pozitivă a motoarelor cu reluctanță a condensatorului este un factor de putere mare, care este mult mai mare decât cel al motoarelor trifazate și ajunge uneori la 0,9-0,95. Acest lucru se datorează faptului că inductanța unui motor cu condensator este în mare parte compensată de capacitatea condensatorului.

Motoarele cu reluctanță sincronă sunt cele mai comune motoare sincrone datorită simplității designului, costului redus și absenței contactelor glisante. Ei și-au găsit aplicație în circuite de comunicații sincrone, film sonor, înregistrări de sunet și instalații de televiziune.

3-9. UTILIZAREA MOTOARELOR ELECTRICE ASINCRONE TRIFAZATE CA MONOFAZATE

În practică, există cazuri când trebuie să conectați un motor electric trifazat la retea monofazata. Anterior, se credea că acest lucru necesită rebobinarea statorului motorului electric. În prezent, multe scheme de conectare a motoarelor electrice trifazate la o rețea monofazată au fost dezvoltate și testate în practică fără modificări ale înfășurărilor statorului.

Condensatorii sunt utilizați ca elemente de pornire.

Concluziile înfășurării statorice a unui motor electric trifazat au următoarele denumiri: C1 - începutul primei faze; C2—începutul fazei a doua; NV—începutul fazei a treia; C4 - sfârșitul primei faze; C5 - sfârșitul fazei a doua; C6 — sfârșitul fazei a treia. Aceste denumiri sunt gravate pe etichete metalice purtate pe firele de plumb ale înfășurării.

Înfășurarea unui motor electric trifazat poate fi conectată într-o stea (Fig. 3-21, a) sau într-un triunghi (Fig. 3-21, b). Când sunt conectate la o stea, începuturile sau sfârșitul tuturor celor trei faze sunt conectate la un punct, iar celelalte trei ieșiri sunt conectate la o rețea trifazată. La conectarea la un triunghi, sfârșitul primei faze este conectat la începutul celei de-a doua, sfârșitul celei de-a doua la începutul celei de-a treia și sfârșitul celei de-a treia la începutul primei. Cablurile sunt preluate de la punctele de conectare la care se conectează motorul electric retea trifazata.

Într-un sistem trifazat, se disting tensiunile și curenții de fază și liniare. Când sunt conectate la o stea, între ele au loc următoarele relații:

când sunt conectate într-un triunghi

Majoritatea motoarelor electrice trifazate sunt produse pentru două tensiuni liniare, de exemplu 127/220 V sau 220/380 V. La o tensiune de rețea mai mică, înfășurarea este conectată într-un triunghi, iar la o tensiune mai mare, într-o stea. Pentru astfel de motoare electrice, toți cei șase conductori de ieșire ai înfășurării sunt scoși pe placă: cleme.

Cu toate acestea, există motoare electrice pentru o singură tensiune de rețea, în care înfășurarea este conectată într-o stea sau într-un triunghi în interiorul motorului electric și numai trei conductori sunt scoși la placa de borne. Desigur, în acest caz ar fi posibil să dezasamblați motorul electric, să deconectați conexiunile fază la fază și să faceți trei concluzii suplimentare. Cu toate acestea, nu puteți face acest lucru utilizând una dintre schemele de conectare a unui motor electric la o rețea monofazată, care sunt prezentate mai jos.

O diagramă schematică a includerii unui motor electric trifazat cu șase ieșiri într-o rețea monofazată este prezentată în fig. 3-22, a. Pentru a face acest lucru, două faze sunt conectate în serie și conectate la o rețea monofazată, iar a treia fază este conectată la ele în paralel, inclusiv un element de pornire 1 cu un comutator 2. O rezistență activă sau un condensator poate servi ca un element de pornire. În acest caz, înfășurarea de lucru va ocupa 2/3 din fantele statorului, iar înfășurarea de pornire 1/3. Astfel, o înfășurare trifazată asigură raportul necesar între înfășurările de lucru și cele de pornire. Cu această conexiune, unghiul dintre înfășurările de lucru și de pornire este de 90 ° el. (Fig. 3-22, b).

La conectarea a două faze în serie, este necesar să se asigure că acestea sunt conectate conform, și nu contrar, atunci când n. Cu. se scad fazele conectate. După cum se poate observa din diagrama din fig. 3-22, a, capetele fazei a doua și a treia C5 și C6 sunt conectate la un punct comun.

Este posibil să se utilizeze un motor electric trifazat ca condensator conform schemei din Fig. 3-23 cu un condensator de lucru 1 sau cu 1 de lucru și 2 condensatoare de pornire. Cu o astfel de schemă de comutare, capacitatea condensatorului de lucru, μF, este determinată de formula:

unde eu - curent nominal motor electric, A; U este tensiunea rețelei, V.

Un motor electric trifazat cu trei terminale și o înfășurare a statorului conectat la o stea este conectat la o rețea monofazată conform diagramei din Fig. 3-24. În acest caz, capacitatea condensatorului de lucru este determinată de formula

Tensiunea condensatorului U 1 = 1,3 U.

Un motor electric trifazat cu trei terminale și o înfășurare a statorului conectat în deltă este conectat la o rețea monofazată conform diagramei din Fig. 3-25. Capacitatea condensatorului de lucru este determinată de formula

Tensiunea condensatorului U=1,15 V.

În toate cele trei cazuri, capacitatea condensatoare de pornire poate fi determinată aproximativ din relație

Atunci când alegeți un circuit de comutare, trebuie să vă ghidați de tensiunea pentru care este proiectat un motor electric trifazat și de tensiunea unei rețele monofazate. În acest caz, tensiunea de fază a trifazatei

Exemplu. Un motor electric trifazat cu o putere de 250 W, o tensiune de 127/220 V cu un curent nominal de 2/1,15 A trebuie conectat la o rețea monofazată cu o tensiune de 220 V.

Când se utilizează schema din Fig. Capacitatea 3-24 a condensatorului de lucru:

tensiunea la condensatorul U 1 \u003d 1,3 220 \u003d 286 V.

Pornire condensator

Când se utilizează un motor electric trifazat ca motor monofazat, puterea acestuia este redusă la 50%, ca condensator monofazat - până la 70% din puterea nominală a unui motor electric trifazat.

N.V. Vinogradov, Yu.N. Vinogradov
Cum să calculezi și să faci singur un motor electric
Moscova 1974

Ușurința de conversie a tensiunii AC a făcut-o cea mai utilizată în alimentarea cu energie. În domeniul proiectării motoarelor electrice s-a descoperit un alt avantaj al curentului alternativ: posibilitatea creării unui câmp magnetic rotativ fără transformări suplimentare sau cu un minim al acestora.

Prin urmare, chiar și în ciuda anumitor pierderi datorate rezistenței reactive (inductive) a înfășurărilor, ușurința creării motoarelor de curent alternativ a contribuit la victoria asupra alimentării cu curent continuu la începutul secolului al XX-lea.

Practic, motoarele de curent alternativ pot fi împărțite în două grupuri:

Asincron

La acestea, rotația rotorului diferă ca viteză de rotația câmpului magnetic, astfel încât acestea pot funcționa la o mare varietate de viteze. Acest tip de motor de curent alternativ este cel mai comun în timpul nostru. Sincron

Aceste motoare au o legătură rigidă între viteza rotorului și viteza de rotație a câmpului magnetic. Sunt mai greu de fabricat și mai puțin flexibile în utilizare (modificarea vitezei la o frecvență fixă ​​a rețelei de alimentare este posibilă doar prin modificarea numărului de poli statori).

Sunt folosite doar la puteri mari de câteva sute de kilowați, unde randamentul lor mai mare în comparație cu motoarele electrice asincrone reduce semnificativ pierderile de căldură.

MOTOR ELECTRIC ASINCRON AC

Cel mai comun tip de motor asincron este un motor electric cu rotor cu colivie de tip „cușcă de veveriță”, unde în canelurile înclinate ale rotorului este așezat un set de tije conductoare, legate prin inele la capete.

Istoria acestui tip de motoare electrice datează de mai bine de o sută de ani, când s-a observat că un obiect conductiv plasat în golul miezului unui electromagnet de curent alternativ tinde să iasă din acesta datorită apariției unui EMF de inducție. în ea cu un vector opus.

Astfel, un motor de inducție cu rotor cu colivie nu are noduri de contact mecanice, cu excepția rulmenților de susținere a rotorului, care asigură motoare de acest tip nu numai la un preț mic, ci și cu cea mai mare durabilitate. Datorită acestui fapt, motoarele electrice de acest tip au devenit cele mai comune în industria modernă.

Cu toate acestea, au și anumite dezavantaje care trebuie luate în considerare la proiectarea motoarelor electrice asincrone de acest tip:

Curent mare de pornire- deoarece în momentul în care motorul electric asincron fără perii este conectat la rețea, rezistența reactivă a înfășurării statorului nu este încă afectată de câmpul magnetic creat de rotor, apare o supratensiune puternică de curent, de câteva ori mai mare decât consumul de curent nominal .

Această caracteristică a funcționării motoarelor de acest tip trebuie inclusă în toată sursa de alimentare proiectată pentru a evita suprasarcinile, în special la conectarea motoarelor electrice asincrone la generatoare mobile cu putere limitată.

Cuplu de pornire scăzut- motoarele electrice cu înfășurare în scurtcircuit au o dependență pronunțată a cuplului de turație, astfel încât includerea lor sub sarcină este extrem de nedorită: timpul pentru a ajunge la modul nominal și curenții de pornire cresc semnificativ, înfășurarea statorului este supraîncărcată.

De exemplu, ce se întâmplă când porniți pompe de adâncime- în circuitele electrice ale alimentării lor, este necesar să se ia în considerare o marjă de curent de cinci șapte ori.

Imposibilitatea pornirii directe în circuitele de curent monofazate- pentru ca rotorul să înceapă să se rotească, este necesară o împingere de pornire sau introducerea unor înfășurări suplimentare de fază care sunt defazate unele față de altele.

Pentru a porni un motor de curent alternativ asincron într-o rețea monofazată, se utilizează fie o înfășurare de pornire comutată manual, care este oprită după ce rotorul se rotește, fie o a doua înfășurare conectată printr-un element de defazare (cel mai adesea un condensator al capacitatea necesară).

Incapacitatea de a obține viteză mare- deși rotația rotorului nu este sincronizată cu frecvența de rotație a câmpului magnetic al statorului, acesta nu îl poate conduce, prin urmare, într-o rețea de 50 Hz, viteza maximă pentru un motor electric asincron cu rotor cu colivie este nu. mai mult de 3000 rpm.

Creșterea vitezei unui motor cu inducție necesită utilizarea unui convertor de frecvență (invertor), ceea ce face ca un astfel de sistem să fie mai scump decât un motor colector. În plus, pe măsură ce frecvența crește, pierderile reactive cresc.

Dificultatea de a organiza invers- aceasta necesită oprirea completă a motorului și schimbarea fazei, într-o versiune monofazată - o schimbare de fază în pornirea sau înfășurarea a doua fază.

Cel mai convenabil este să utilizați un motor electric asincron într-o rețea industrială trifazată, deoarece crearea unui câmp magnetic rotativ este realizată de înfășurările de fază în sine, fără dispozitive suplimentare.

De fapt, un circuit format dintr-un generator trifazat și un motor electric poate fi considerat ca exemplu de transmisie electrică: antrenarea generatorului creează în el un câmp magnetic rotativ, care este convertit în oscilații. curent electric, care la rândul său excită rotația câmpului magnetic din motorul electric.

În plus, este cu o sursă de alimentare trifazată motoare electrice asincrone au cea mai mare eficiență, deoarece într-o rețea monofazată câmpul magnetic creat de stator se poate descompune în esență în două antifazate, ceea ce crește pierderile inutile datorate saturației miezului. Prin urmare, motoarele electrice monofazate puternice sunt de obicei realizate în funcție de circuitul colectorului.

COLECTOR MOTOR ELECTRIC AC

La motoarele electrice de acest tip, câmpul magnetic al rotorului este creat de înfășurări de fază conectate la colector. De fapt, un motor cu comutator de curent alternativ este diferit de un motor curent continuu numai prin faptul că reactanța înfășurărilor este inclusă în calculul acesteia.

În unele cazuri, sunt create chiar și motoare colectoare universale, în care înfășurarea statorului are un robinet de la o parte incompletă pentru includerea în rețeaua de curent alternativ și o sursă de curent continuu poate fi conectată pe toată lungimea înfășurării.

Avantajele acestui tip de motor sunt evidente:

Abilitatea de a lucra la viteze mari vă permite să creați motoare electrice colectoare cu o viteză de rotație de până la câteva zeci de mii de rotații pe minut, familiare tuturor de la burghiile electrice.

Nu este nevoie de declanșatoare suplimentare spre deosebire de motoarele cu colivie.

Cuplu de pornire ridicat, care accelerează ieșirea în modul de funcționare, inclusiv sub sarcină. Mai mult decat atat, cuplul motorului colectorului este invers proportional cu turatia si, odata cu cresterea sarcinii, se evita scaderea turatiei.

Ușurință în controlul cifrei de afaceri- deoarece acestea depind de tensiunea de alimentare, este suficient sa ai un regulator de tensiune triac simplu pentru a regla viteza peste limitele cele mai largi. Dacă regulatorul eșuează, motorul colectorului poate fi conectat direct la rețea.

Mai puțină inerție a rotorului- poate fi făcut mult mai compact decât cu un circuit cu colivie, datorită căruia motorul colectorului însuși devine considerabil mai mic.

De asemenea, motorul colectorului poate fi pur și simplu inversat, ceea ce este deosebit de important atunci când se creează diverse tipuri de unelte electrice și o serie de mașini-unelte.

Din aceste motive, motoarele colectoare sunt utilizate pe scară largă în toți consumatorii monofazați în care este necesar un control flexibil al vitezei: la uneltele electrice de mână, aspiratoarele, aparate de bucatarie si asa mai departe. Cu toate acestea, un număr caracteristici de proiectare determină specificul funcționării motorului electric al colectorului:

Motoarele colectoarelor necesită înlocuirea regulată a periilor care se uzează în timp. Colectorul în sine se uzează, în timp ce motorul cu rotor cu colivie, așa cum s-a menționat deja mai sus, supus înlocuirii rare a rulmenților, este aproape etern.

Scântei inevitabile dintre colector și perii (cauza mirosului familiar de ozon atunci când motorul colectorului funcționează) nu numai că reduce și mai mult resursele, dar necesită și măsuri de siguranță sporite în timpul funcționării din cauza probabilității de aprindere a gazelor combustibile sau praf.

© 2012-2017 Toate drepturile rezervate.

Toate materialele prezentate pe acest site au doar scop informativ și nu pot fi folosite ca îndrumări și documente normative.

Domenii de utilizare. Se folosesc motoare asincrone de putere redusă (15 - 600 W). dispozitive automateși aparate electrice pentru acționarea ventilatoarelor, pompelor și a altor echipamente care nu necesită controlul vitezei. Aparatele de uz casnic și dispozitivele automate folosesc de obicei micromotoare monofazate, deoarece aceste aparate și dispozitive, de regulă, sunt alimentate de o rețea de curent alternativ monofazat.

Principiul de funcționare și dispozitivul unui motor monofazat.Înfășurarea statorului a unui motor monofazat (Fig. 4.60, A) situate în fante care ocupă aproximativ două treimi din circumferința statorului, ceea ce corespunde unei perechi de poli. Ca urmare

(vezi cap. 3) distribuția MMF și inducția în întrefier este aproape de sinusoidală. Din moment ce înfăşurarea trece curent alternativ, MDS pulsează în timp cu frecvența rețelei. Inducția într-un punct arbitrar al spațiului de aer

V x = V m sinωtcos (πх/τ).

Astfel, într-un motor monofazat, înfășurarea statorului creează un flux staționar care variază în timp, și nu un flux circular rotativ, ca la motoarele trifazate cu alimentare simetrică.

Pentru a simplifica analiza proprietăților unui motor monofazat, reprezentăm (4.99) sub formă

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

adică înlocuim fluxul pulsatoriu staționar cu suma câmpurilor circulare identice care se rotesc în direcții opuse și au aceleași frecvențe de rotație: n 1inc = n 1rev = n unu . Deoarece proprietățile unui motor de inducție cu un câmp rotativ circular sunt discutate în detaliu în § 4.7 - 4.12, analiza proprietăților unui motor monofazat poate fi redusă la luarea în considerare a acțiunii combinate a fiecăruia dintre câmpurile rotative. Cu alte cuvinte, un motor monofazat poate fi reprezentat ca două motoare identice, ale căror rotoare sunt interconectate rigid (Fig. 4.60, b), cu sensul opus de rotație al câmpurilor magnetice și al momentelor pe care le creează. M la M arr. Câmpul, al cărui sens de rotație coincide cu sensul de rotație al rotorului, se numește direct; câmp de direcție inversă - invers sau invers.

Să presupunem că direcția de rotație a rotoarelor coincide cu direcția unuia dintre câmpurile de rotație, de exemplu, cu n etc. Apoi alunecarea rotorului în raport cu fluxul F etc

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

Alunecarea rotorului în raport cu debitul 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..

Din (4.100) și (4.101) rezultă că

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

Momente electromagnetice M la M arr, formate din câmpuri directe și inverse, sunt direcționate către părți opuse, și momentul rezultat al unui motor monofazat M tăierea este egală cu diferența de momente la aceeași turație a rotorului.

Pe fig. 4.61 arată dependența M = f(s) pentru un motor monofazat. Privind figură, putem trage următoarele concluzii:

a) un motor monofazat nu are un cuplu de pornire; se rotește în direcția în care este antrenat de o forță externă; b) viteza de rotație a unui motor monofazat la ralanti este mai mică decât cea a motor trifazat, datorită prezenței unui cuplu de frânare generat de câmpul invers;

c) performanța unui motor monofazat este mai slabă decât cea a unui motor trifazat; are alunecare crescută la sarcina nominală, eficiență mai mică, capacitate de suprasarcină mai mică, ceea ce se datorează și prezenței unui câmp invers;

d) puterea unui motor monofazat este de aproximativ 2/3 din puterea unui motor trifazat de aceeași dimensiune, deoarece într-un motor monofazat înfășurarea de lucru ocupă doar 2/3 din fantele statorului. Umpleți toate fantele statorului

deoarece în acest caz coeficientul de înfășurare se dovedește a fi mic, consumul de cupru crește cu aproximativ de 1,5 ori, în timp ce puterea crește cu doar 12%.

Dispozitive de pornire. Pentru a obține cuplul de pornire, motoare monofazate au o înfășurare de pornire deplasată cu 90 de grade electrice față de înfășurarea principală de lucru. Pentru perioada de pornire, înfășurarea de pornire este conectată la rețea prin elemente de defazare - capacitate sau rezistență activă. După terminarea accelerației motorului, înfășurarea de pornire este oprită, în timp ce motorul continuă să funcționeze ca unul monofazat. Deoarece înfășurarea de pornire funcționează doar pentru o perioadă scurtă de timp, este realizată dintr-un fir cu o secțiune transversală mai mică decât cea de lucru și plasat într-un număr mai mic de caneluri.

Să aruncăm o privire mai atentă asupra procesului de pornire când se utilizează capacitatea C ca element de defazare (Fig. 4.62, a). Pe înfăşurarea de pornire P Voltaj
Ú 1p = Ú 1 - Ú C= Ú 1 +jÍ 1 P X C, adică este defazat în raport cu tensiunea rețelei U 1 aplicat înfăşurării de lucru R. În consecință, vectorii de curent în lucru eu 1p și lansator eu 1n înfășurări sunt deplasate în fază cu un anumit unghi. Alegând într-un anumit fel capacitatea condensatorului defazator, se poate obține un mod de funcționare la pornire apropiat de simetric (Fig. 4.62, b), adică să se obțină un câmp rotativ circular. Pe fig. 4.62, sunt afișate dependențele M = f(s) pentru motorul cu bobina de pornire activată (curba 1) și oprită (curba 2). Motorul este pornit pe părți ab caracteristicile 1; la punct bînfășurarea de pornire este oprită, iar în viitor motorul funcționează parțial CO caracteristici 2.

Deoarece includerea celei de-a doua înfășurări îmbunătățește semnificativ caracteristicile mecanice ale motorului, în unele cazuri sunt utilizate motoare monofazate în care înfășurările A și B

inclus tot timpul (Fig. 4.63, a). Astfel de motoare sunt numite motoare cu condensator.

Ambele înfășurări ale motoarelor cu condensator ocupă, de regulă, același număr de sloturi și au aceeași putere. La pornirea unui motor cu condensator, pentru a crește cuplul de pornire, este indicat să existe o capacitate crescută C p + C p. După ce motorul este accelerat conform caracteristicii 2 (Fig. 4.63, b) și curentul scade, parțial a condensatoarelor Cn este oprită astfel încât în ​​modul nominal (când curentul motorului devine mai mic, decât la pornire) să mărească capacitatea și să asigure funcționarea motorului în condiții apropiate de funcționare cu un câmp rotativ circular. În acest caz, motorul funcționează pe caracteristica 1.

Motorul condensatorului are un cos φ ridicat. Dezavantajele sale sunt masa și dimensiunile relativ mari ale condensatorului, precum și apariția unui curent nesinusoidal în timpul distorsiunii tensiunii de alimentare, care în unele cazuri duce la efecte nocive pe linia de comunicare.

În condiții de pornire ușoară (cuplu de sarcină mic în perioada de pornire), se folosesc motoare cu rezistență la pornire. R(Fig. 4.64, a). Disponibilitate rezistență activăîn circuitul înfășurării de pornire asigură un defazaj φ p mai mic între tensiunea și curentul din această înfășurare (Fig. 4.64, b) decât defazajul φ p în înfășurarea de lucru. În acest sens, curenții în lucru și înfăşurări de pornire sunt deplasate în fază cu un unghi φ p - φ p și formează un câmp rotativ asimetric (eliptic), datorită căruia apare cuplul de pornire. Motoarele cu rezistență la pornire sunt fiabile în funcționare și sunt produse în serie. Rezistența de pornire este încorporată în carcasa motorului și răcită cu același aer care răcește întregul motor.

Micromotoare monofazate cu poli ecranați. La aceste motoare, înfășurarea statorului conectată la rețea este de obicei concentrată și întărită pe poli pronunțați (Fig. 4.65, a), ale căror foi sunt ștanțate împreună cu statorul. În fiecare stâlp, unul dintre urechi este acoperit de o înfășurare auxiliară, constând din una sau mai multe spire scurtcircuitate, care ecranează de la 1/5 până la 1/2 din arcul polului. Rotorul motorului este de tip convențional cu colivie.

Fluxul magnetic al mașinii creat de înfășurarea statorului (fluxul polilor) poate fi reprezentat ca suma a două componente (Fig. 4.65, b) ty bobina; Ф n2 - flux care trece prin partea stâlpului, ecranat de o bobină scurtcircuitată.

Fluxurile Ф p1 și Ф p2 trec prin diferite părți ale piesei polare, adică sunt deplasate în spațiu cu un unghi β. În plus, acestea sunt defazate în raport cu MDS F n înfășurări statorice la diferite unghiuri - γ 1 și γ 2. Acest lucru se datorează faptului că fiecare pol al motorului descris poate fi considerat ca o primă aproximare ca un transformator, a cărui înfășurare primară este înfășurarea statorului, iar înfășurarea secundară este o bobină în scurtcircuit. Fluxul înfășurării statorului induce un EMF într-o bobină scurtcircuitată E la (Fig. 4.65, c), în urma căruia ia naștere un curent eu către și MDS F k, pliere cu MDS F n înfăşurări statorice. Componenta curentului reactiv eu pentru a reduce debitul Ф p2, și activ - îl schimbă în fază în raport cu MDS F n. Deoarece fluxul Ф p1 nu acoperă o tură scurtcircuitată, unghiul γ 1 are o valoare relativ mică (4-9 °) - aproximativ aceeași cu unghiul de defazare dintre fluxul transformatorului și MMF-ul primar. înfăşurând în modul miscare inactiv. Unghiul γ 2 este mult mai mare (aproximativ 45°), adică la fel ca într-un transformator cu o înfășurare secundară scurtcircuitată (de exemplu, într-un transformator de măsurare a curentului). Acest lucru se explică prin faptul că pierderile de putere, de care depinde unghiul γ 2, sunt determinate nu numai de pierderile de putere magnetică din oțel, ci și de pierderile electrice din bobina scurtcircuitată.

Orez. 4,65. Scheme structurale ale unui motor monofazat cu poli ecranați și a acestuia
diagrama vectoriala:
1 - stator; 2 - înfășurarea statorului; 3 - circuit scurt
bobina; 4 - rotor; 5 - stâlp

Fluxurile Ф p1 și Ф p2, deplasate în spațiu cu un unghi β și deplasate în fază în timp cu un unghi γ = γ 2 - γ l, formează un câmp magnetic rotativ eliptic (vezi cap. 3), care generează un cuplu care acționează pe rotorul motorului în direcția de la prima piesă polară, neacoperită de o bobină scurtcircuitată, până la al doilea vârf (în conformitate cu alternanța maximelor de curgere „de fază”).

Pentru a crește cuplul de pornire al motorului luat în considerare, prin apropierea câmpului său de rotație de unul circular, se folosesc diverse metode: sunt instalate șunturi magnetice între piesele polare ale polilor adiacenți, care îmbunătățesc conexiunea magnetică dintre înfășurarea principală și scurt-circuit. bobină circuitată și îmbunătățirea formei câmpului magnetic în spațiul de aer; măriți spațiul de aer sub vârf, neacoperit de o bobină scurtcircuitată; utilizați două sau mai multe ture scurtcircuitate pe un vârf cu unghiuri diferite de acoperire. Există și motoare fără spire în scurtcircuit pe poli, dar cu un sistem magnetic asimetric: diferite configurații ale părților individuale ale stâlpului și diferite goluri de aer. Astfel de motoare au un cuplu de pornire mai mic decât motoarele cu poli ecranați, dar eficiența lor este mai mare, deoarece nu au pierderi de putere în ture scurtcircuitate.

Proiectele considerate ale motoarelor cu poli ecranați sunt ireversibile. Pentru a inversa în astfel de motoare, se folosesc bobine în loc de spire scurtcircuitate. B1, B2, B3și LA 4(Fig. 4.65, în), fiecare dintre ele acoperă o jumătate de stâlp. Scurtcircuitarea unei perechi de bobine ÎN 1și LA 4 sau ÎN 2și LA 3, puteți proteja una sau cealaltă jumătate a polului și astfel schimbați direcția de rotație a câmpului magnetic și a rotorului.

Motorul cu poli ecranați prezintă o serie de dezavantaje semnificative: dimensiuni și greutate relativ mari; cos mic φ ≈ 0,4 ÷ 0,6; randament scăzut η = 0,25 ÷ 0,4 din cauza pierderilor mari în bobina scurtcircuitată; cuplu mic de pornire etc. Avantajele motorului sunt simplitatea designului și, ca urmare, fiabilitatea ridicată în funcționare. Datorită absenței dinților pe stator, zgomotul motorului este neglijabil, așa că este adesea folosit în dispozitivele de reproducere a muzicii și a vorbirii.

Motorul electric monofazat de 220 V este un mecanism separat care este utilizat pe scară largă pentru instalare într-o varietate de dispozitive. Poate fi folosit în scopuri casnice și industriale. Alimente motor electric efectuate din priză obișnuită, unde există neapărat o putere de cel puțin 220 de volți. În acest caz, este necesar să se acorde atenție frecvenței de 60 de herți.

În practică, s-a dovedit că un motor electric monofazat de 220 V se vinde împreună cu dispozitive care ajută la transformarea energiei câmpului electric, și, de asemenea, să acumuleze sarcina necesară cu ajutorul unui condensator. Modele moderne, care sunt produse folosind tehnologii inovatoare, motoarele electrice de 220V sunt echipate suplimentar cu echipamente pentru iluminarea locului de muncă al dispozitivului. Acest lucru se aplică părților interne și externe.

Este important să rețineți că capacitatea condensatorului trebuie să fie stocată în conformitate cu toate cerințele de bază. Cea mai bună opțiune este unde temperatura aerului rămâne aceeașiși nu este supus niciunei fluctuații. In camera regim de temperatură nu trebuie să scadă la o valoare negativă.

În timpul utilizării motorului, experții recomandă măsurarea valorii capacității condensatorului din când în când.

Motoarele cu inducție sunt utilizate pe scară largă astăzi pentru diferite procese industriale. Pentru diferite acționări, este utilizat acest model special de motor electric. Proiecte asincrone monofazate ajutați la conducerea mașinilor pentru prelucrarea lemnului, pompelor, compresoarelor, dispozitivelor de ventilație industrială, transportoarelor, ascensoarelor și a multor alte echipamente.

Motorul electric este folosit și pentru a conduce mecanizări la scară mică. Acestea includ mașinile de tocat furaje și betonierele. Este necesar să cumpărați astfel de structuri numai de la furnizori de încredere. Inainte de achizitie este indicat sa verificati certificatele de conformitate si garantia producatorului.

Furnizorii trebuie să ofere clienților lor întreținerea serviciului motor electricîn caz de rupere sau defecţiune. Aceasta este una dintre componentele principale care este finalizată în timpul asamblarii unității de pompare.

Seria existentă de motoare electrice

Astăzi întreprinderile industriale produce următoarea serie de motoare electrice monofazate 220V:

Toate motoarele subdivizată după proiectare, dupa modul de instalare, precum si gradul de protectie. Acest lucru vă permite să protejați structura de umiditate sau particule mecanice.

Caracteristicile motoarelor electrice din seria A

Motoarele electrice monofazate din seria A sunt modele asincrone unificate. Sunt închise de la influenta externa cu un rotor cu colivie.

Structura motorie are următoarele grupe de execuție:

Costul unui motor electric monofazat 220V depinde de serie.

Care sunt tipurile de motoare?

Motoarele monofazate sunt proiectate pentru a completa acționări electrice pentru uz casnic și industrial. Astfel de structuri sunt fabricate în conformitate cu standardele de stat.