Принцип работы однофазного асинхронного двигателя: Принцип работы однофазного двигателя переменного тока

Однофазный электродвигатель: принцип работы, особенности, преимущества и недостатки

Теоретические основы работы асинхронных электродвигателей были опубликованы в далеком 1888 году. Это событие стало началом эры массового внедрения агрегатов в промышленность. Однофазный электродвигатель переменного тока только отчасти может так назваться, поскольку фаз все же две, но из-за того, что рабочей является только одна обмотка, он именуется однофазным. Разберемся, каков его принцип работы и преимущества.

Особенности однофазных электродвигателей

Для работы однофазных асинхронных электродвигателей требуется лишь одна фаза питания. Они используются как в быту, так и промышленности.

Однофазный двигатель состоит из следующих основных компонентов:

• ротора, являющегося вращающийся частью;
• статора — неподвижной части.

Обмотка статора состоит из двух частей: основной и вспомогательной обмотки. Вспомогательная расположена перпендикулярно основной, к ней подключен конденсатор.

Принцип действия однофазного двигателя

Основная и вспомогательная обмотка имеют всего по одному контуру. Переменный ток, проходящий через основную обмотку, будет создавать переменное магнитное поле.

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя прост — ротор, имеющий начальное вращение, помещается внутрь этого магнитного поля и продолжает вращаться в том же направлении. Причина данного физического явления в том, что переменное магнитное поле эквивалентно сумме двух противоположно вращающихся магнитных полей. Этот принцип работы называется теорией двойного вращающегося поля.

Магнитное поле является переменным, поэтому электромагнитная индукция вызывает электрический ток в стержнях ротора. Это создает силу в соответствии с законом Лоренца и ротор начинает вращаться. Но в конструкции однофазного асинхронного электродвигателя два вращающихся магнитных поля и производимые ими вращающие моменты будут равны и противоположны.

Суммарным эффектом будет нулевой вращающий момент на роторе, поэтому ротор не запустится, а просто будет издавать гул. Рассмотрение принципа работы было без неполным без описания обмотки и конденсатора, именно они придают ротору первоначальное вращение.

Обмотка также производит два противоположно вращающихся магнитных поля, одно из них подавляет магнитное поле основной обмотки, а другое его усиливает в результате образуется одно поле, вращающееся с определенной скоростью. Такое поле придает пусковой момент ротору, то есть производит самостоятельный запуск электродвигателя переменного тока. После того как ротор достигнет определенной скорости, даже если вспомогательный контур будет отключен, он продолжит вращаться.

Преимущества и недостатки однофазного асинхронного двигателя

Все преимущества асинхронного электродвигателя переменного тока следуют из его конструкции и принципа работы. 

Если сравнивать данный вид двигателя с остальными активно используемыми в промышленности и быту агрегатами, становится понятно, что его конструкция максимально проста. Это положительно сказывается не только на обслуживании, но и на изначальной стоимости узла. Асинхронному электродвигателю принадлежит пальма первенства в сочетании цены и производительности, особенно, если речь идет о бытовой эксплуатации.

Профилактические работы при обслуживании однофазного двигателя переменного тока сводятся к очистке от пыли и подтяжке контактов подключения. При условии корректной, бережной транспортировки, правильной установки, эксплуатации с учетом нагрузок и мощности агрегата, первую замену системы подшипников можно производить только спустя 15-20 лет.

Из принципа работы агрегата вытекают и его недостатки, которые в некоторых случаях выступают ограничителями в использовании двигателя для тех или иных задач. 

Частота сети и количество полюсов обмотки определяют скорость вращения двигателя. Это будет ограничением, если рабочий процесс требует изменения скорости. Решить проблему в некоторой степени можно использованием многоскоростных асинхронных двигателей, принцип работы которых дает возможность переключать обмотки.

Асинхронные электродвигатели переменного тока практически не используются во влажных и сырых помещениях. Из-за особенностей конструкции они не выпускаются на напряжение менее 220 В. Единственное решение, нивелирующее данный недостаток — установка пневматических и гидравлических приводов.

Часто перегрев двигателя переменного тока происходит даже при минимальном отклонении напряжения питания. Понижение значения неизбежно ведет к снижению частоты вращения.

Наш интернет-магазин в своем каталоге собрал различные модели, у нас можно выгодно купить однофазные электродвигатели в Украине от производителя, в том числе представлены популярные агрегаты АИ1Е 1500 об/мин и АИ1Е 80 C2У2Л 3000 об/мин.

Однофазные асинхронные двигатели | Эксплуатация электрических машин и аппаратуры | Архивы

Страница 12 из 74

Преимущество однофазных двигателей перед трехфазными — их способность работать от однофазной сети.
Станина, сердечник статора и короткозамкнутый ротор в однофазных двигателях такие же, как и в трехфазных. Однофазная обмотка статора занимает 2/3 пазов сердечника. Переменный ток в однофазной обмотке создает пульсирующее, а не вращающее, магнитное поле. Такое поле не способно создать пусковой момент двигателя. Если ротор двигателя развернуть, то возникает момент, действующий в направлении вращения ротора. Однофазный двигатель с одной обмоткой на статоре не имеет преимущественного направления вращения: вращение ротора будет в направлении первоначального толчка.
Однофазные двигатели (рис. 41), кроме рабочей обмотки, имеют пусковую обмотку (фазу), которая занимает 1/3 пазов. Пусковую обмотку изготовляют из провода меньшего сечения, чем рабочую. Для получения фазы сдвига токов в обмотках последовательно с пусковой обмоткой включают активное сопротивление. Часто это сопротивление сосредоточено внутри пусковой обмотки.

Рис. 42. Схема однофазного конденсаторного двигателя: С — конденсатор.

Рис. 43. Схема конденсаторного двигателя с рабочей (Ср) и пусковой (Сп) емкостями.
Рис. 41. Схема однофазного асинхронного двигателя с пусковой обмоткой:
К — ключ; R — активное сопротивление.

При замкнутом ключе К и подаче напряжения к двигателю в системе двух обмоток образуется эллиптическое вращающееся магнитное поле; оно обусловливает пусковой момент. Когда скорость ротора достигнет 70—80% номинальной, пусковая обмотка отключается автоматически или вручную.
В однофазных двигателях с пусковой обмоткой небольшой пусковой момент, малая перегрузочная способность, низкие к. п. д. и Cos ср. Изготовляют такие двигатели мощностью ст нескольких десятков до нескольких сот ватт. Их применяют в стиральных машинах, холодильниках, вентиляторах и т. п.
Для увеличения пускового момента однофазного двигателя последовательно с пусковой обмоткой вместо активного сопротивления включают конденсатор. Благодаря емкости пусковые токи в фазах получаются сдвинутыми относительно друг друга на угол до 90°, что и обусловливает больший пусковой момент. После разбега двигателя пусковая обмотка с конденсатором отключается.

Однофазные конденсаторные двигатели на статоре имеют две обмотки (фазы), занимающие равное число пазов, и в одну из которых включен конденсатор (рис. 42). Постоянно включенный конденсатор обусловливает эллиптическое вращающееся магнитное поле, а в рабочем режиме при определенной нагрузке получается круговое поле, то есть такое же, как в трехфазном двигателе.
Конденсаторный двигатель обладает хорошими рабочими характеристиками. К. п. д. достигает 75%. cos φ = 0,9 и выше Пусковые характеристики этих двигателей неудовлетворительны. Пои пуске двигателя магнитное поле сильно отличается от кругового. Поэтому пусковой момент не превышает 30% номинального.

С целью увеличения пускового момента в однофазном конденсаторном двигателе параллельно рабочей емкости включают пусковую емкость, она после разбега двигателя отключается (рис. 43). Такой двигатель называют конденсаторным с пусковой емкостью.
Во всех однофазных двигателях — с пусковой обмоткой, с конденсаторным пуском и конденсаторных двигателях — для измене- нения направления вращения ротора нужно изменить направление тока в одной из обмоток, то есть переключить пусковую или рабочую фазу.
В однофазных асинхронных двигателях с двумя обмотками на статоре пусковой момент пропорционален произведению пусковых токов обмоток и синусу угла смещения этих токов. При заданных токах в обмотках пусковой момент будет наибольшим при фазе смещения токов на 90°, что можно достичь только включением емкости в одну (обычно пусковую) обмотку.
В однофазных конденсаторных двигателях для одной какой- либо нагрузки можно добиться строго кругового вращающегося магнитного поля. Для другой нагрузки изменением величины рабочей емкости можно уменьшить обратно вращающееся магнитное поле, но получить вновь строго круговое поле нельзя, оно будет эллиптическим.
Промышленность выпускает однофазные двигатели: АОЛБО с пусковой обмоткой и активным сопротивлением в качестве фазосдвигающего  элемента; АОЛГО с пусковой обмоткой и конденсатором в качестве фазосдвигающего пускового элемента; АОЛДО — конденсаторный однофазный двигатель, в котором для увеличения пускового момента на время пуска параллельно работающей емкости включается пусковой конденсатор.
Кроме однофазных двигателей с двумя обмотками на статоре, есть однообмоточные двигатели. В них статор явно полюсной системы (как в машинах постоянного тока). Для создания вращающегося поля при пуске используют короткозамкнутые витки, охватывающие часть сердечников полюсов. В этих двигателях нельзя изменить направление вращения ротора.

Двигатель однофазный переменного тока – принцип работы и устройство агрегата

Электродвигатель предназначен для преобразования, с малыми потерями, электрическую энергию в механическую.

Предлагаем рассмотреть принцип действия асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором, трехфазного и однофазного типа, а также его конструкцию и схемы подключения.

Блок: 1/8 | Кол-во символов: 283
Источник: https://www.asutpp.ru/princip-dejstviya-asinxronnogo-dvigatelya.html

Однофазный электродвигатель с экранированными полюсами

Двигатель с экранированными полюсами — двигатель с расщепленной фазой, у которого вспомогательная обмотка короткозамкнута.

Статор однофазного асинхронного двигателя с экранированными полюсами обычно имеет явно выраженные полюса. На явно выраженных полюсах статора намотаны катушки однофазной обмотки возбуждения. Каждый полюс статора разделен на две неравные части аксиальным пазом. Меньшую часть полюса охватывает короткозамкнутый виток. Ротор однофазного двигателя с экранированными полюсами — короткозамкнутый в виде «беличьей» клетки.

При включении однофазной обмотки статора в сеть в магнитопроводе двигателя создается пульсирующий магнитный поток. Одна часть которого проходит по неэкранированной Ф’, а другая Ф» — по экранированной части полюса. Поток Ф» наводит в короткозамкнутом витке ЭДС Ek, в результате чего возникает ток Ik отстающий от Ek по фазе из-за индуктивности витка. Ток Ik создает магнитный поток Фk, направленный встречно Ф», создавая результирующий поток в экранированной части полюса Фэ=Ф»+Фk. Таким образом, в двигателе потоки экранированной и неэкранированной частей полюса сдвинуты во времени на некоторый угол.

Пространственный и временной углы сдвига между потоками Фэ и Ф’ создают условия для возникновения в двигателе вращающегося эллиптического магнитного поля, так как Фэ ≠ Ф’.

Пусковые и рабочие свойства рассматриваемого двигателя невысоки. КПД намного ниже, чем у конденсаторных двигателей такой же мощности, что связано со значительными электрическими потерями в короткозамкнутом витке.

Блок: 3/4 | Кол-во символов: 1587
Источник: https://engineering-solutions.ru/motorcontrol/induction1ph/

Однофазный асинхронный электродвигатель с пусковой обмоткой

Конструкция однофазного двигателя с вспомогательной или пусковой обмоткой

Основными компонентами любого электродвигателя являются ротор и статор. Ротор — вращающаяся часть электродвигателя, статор — неподвижная часть электродвигателя, с помощью которого создается магнитное поле для вращения ротора.

Основные части однофазного двигателя: ротор и статор

Статор имеет две обмотки, расположенные под углом 90° относительно друг друга. Основная обмотка называется главной (рабочей) и обычно занимает 2/3 пазов сердечника статора, другая обмотка называется вспомогательной (пусковой) и обычно занимает 1/3 пазов статора.

Двигатель фактически является двухфазным, но так как рабочей является только одна обмотка, электродвигатель называют однофазным.

Ротор обычно представляет из себя короткозамкнутую обмотку, также из-за схожести называемой «беличьей клеткой». Медные или алюминиевые стержни которого с торцов замкнуты кольцами, а пространство между стержнями чаще всего заливается сплавом алюминия. Так же ротор однофазного двигателя может быть выполнен в виде полого немагнитного или полого ферромагнитного цилиндра.

Однофазный двигатель с вспомогательной обмоткой имеет 2 обмотки расположенные перпендикулярно относительно друг друга

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

Для того чтобы лучше понять работу однофазного асинхронного двигателя, давайте рассмотрим его только с одним витком в главной и вспомогательной обмотки.

Проанализируем случай с двумя обмотками имеющими по оному витку

Рассмотрим случай когда в вспомогательной обмотки не течет ток. При включении главной обмотки статора в сеть, переменный ток, проходя по обмотке, создает пульсирующее магнитное поле, неподвижное в пространстве, но изменяющееся от +Фmах до -Фmах.

Остановить

Пульсирующее магнитное поле

Если поместить ротор, имеющий начальное вращение, в пульсирующее магнитное поле, то он будет продолжать вращаться в том же направлении.

Чтобы понять принцип действия однофазного асинхронного двигателя разложим пульсирующее магнитное поле на два одинаковых круговых поля, имеющих амплитуду равную Фmах/2 и вращающихся в противоположные стороны с одинаковой частотой:

,

• где nпр – частота вращения магнитного поля в прямом направлении, об/мин,
• nобр – частота вращения магнитного поля в обратном направлении, об/мин,
• f1 – частота тока статора, Гц,
• p – количество пар полюсов,
• n1 – скорость вращения магнитного потока, об/мин

Остановить

Разложение пульсирующего магнитного потока на два вращающихся

Действие пульсирующего поля на вращающийся ротор

Рассмотрим случай когда ротор, находящийся в пульсирующем магнитном потоке, имеет начальное вращение. Например, мы вручную раскрутили вал однофазного двигателя, одна обмотка которого подключена к сети переменного тока. В этом случае при определенных условиях двигатель будет продолжать развивать вращающий момент, так как скольжение его ротора относительно прямого и обратного магнитного потока будет неодинаковым.

Будем считать, что прямой магнитный поток Фпр, вращается в направлении вращения ротора, а обратный магнитный поток Фобр — в противоположном направлении. Так как, частота вращения ротора n2 меньше частоты вращения магнитного потока n1, скольжение ротора относительно потока Фпр будет:

,

• где sпр – скольжение ротора относительно прямого магнитного потока,
• n2 – частота вращения ротора, об/мин,
• s – скольжение асинхронного двигателя

Прямой и обратный вращающиеся магнитные потоки вместо пульсирующего магнитного потока

Магнитный поток Фобр вращается встречно ротору, частота вращения ротора n2 относительно этого потока отрицательна, а скольжение ротора относительно Фобр

,

• где sобр – скольжение ротора относительно обратного магнитного потока

Запустить

Остановить

Вращающееся магнитное поле пронизывающее ротор

Ток индуцируемый в роторе переменным магнитным полем

Согласно закону электромагнитной индукции прямой Фпр и обратный Фобр магнитные потоки, создаваемые обмоткой статора, наводят в обмотке ротора ЭДС, которые соответственно создают в короткозамкнутом роторе токи I2пр и I2обр. При этом частота тока в роторе пропорциональна скольжению, следовательно:

,

• где f2пр – частота тока I2пр наводимого прямым магнитным потоком, Гц

,

• где f2обр – частота тока I2обр наводимого обратным магнитным потоком, Гц

Таким образом, при вращающемся роторе, электрический ток I2обр, наводимый обратным магнитным полем в обмотке ротора, имеет частоту f2обр, намного превышающую частоту f2пр тока ротора I2пр, наведенного прямым полем.

Пример: для однофазного асинхронного двигателя, работающего от сети с частотой f1 = 50 Гц при n1 = 1500 и n2 = 1440 об/мин,

скольжение ротора относительно прямого магнитного потока sпр = 0,04;
частота тока наводимого прямым магнитным потоком f2пр = 2 Гц;
скольжение ротора относительно обратного магнитного потока sобр = 1,96;
частота тока наводимого обратным магнитным потоком f2обр = 98 Гц

Согласно закону Ампера, в результате взаимодействия электрического тока I2пр с магнитным полем Фпр возникает вращающий момент

,

• где Mпр – магнитный момент создаваемый прямым магнитным потоком, Н∙м,
• сM — постоянный коэффициент, определяемый конструкцией двигателя

Электрический ток I2обр, взаимодействуя с магнитным полем Фобр, создает тормозящий момент Мобр, направленный против вращения ротора, то есть встречно моменту Мпр:

,

• где Mобр – магнитный момент создаваемый обратным магнитным потоком, Н∙м

Результирующий вращающий момент, действующий на ротор однофазного асинхронного двигателя,

,

Справка: В следствие того, что во вращающемся роторе прямым и обратным магнитным полем будет наводиться ток разной частоты, моменты сил действующие на ротор в разных направлениях будут не равны. Поэтому ротор будет продолжать вращаться в пульсирующем магнитном поле в том направлении в котором он имел начальное вращение.

Тормозящее действие обратного поля

При работе однофазного двигателя в пределах номинальной нагрузки, то есть при небольших значениях скольжения s = sпр, крутящий момент создается в основном за счет момента Мпр. Тормозящее действие момента обратного поля Мобр — незначительно. Это связано с тем, что частота f2обр много больше частоты f2пр, следовательно, индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора х2обр = x2sобр току I2обр намного больше его активного сопротивления. Поэтому ток I2обр, имеющий большую индуктивную составляющую, оказывает сильное размагничивающее действие на обратный магнитный поток Фобр, значительно ослабляя его.

,

• где r2 — активное сопротивление стержней ротора, Ом,
• x2обр — реактивное сопротивление стержней ротора, Ом.

Если учесть, что коэффициент мощности невелик, то станет, ясно, почему Мобр в режиме нагрузки двигателя не оказывает значительного тормозящего действия на ротор однофазного двигателя.

С помощью одной фазы нельзя запустить ротор

Ротор имеющий начальное вращение будет продолжать вращаться в поле создаваемом однофазным статором

Действие пульсирующего поля на неподвижный ротор

При неподвижном роторе (n2 = 0) скольжение sпр = sобр = 1 и Мпр = Мобр, поэтому начальный пусковой момент однофазного асинхронного двигателя Мп = 0. Для создания пускового момента необходимо привести ротор во вращение в ту или иную сторону. Тогда s ≠ 1, нарушается равенство моментов Мпр и Мобр и результирующий электромагнитный момент приобретает некоторое значение .

Пуск однофазного двигателя. Как создать начальное вращение?

Одним из способов создания пускового момента в однофазном асинхронном двигателе, является расположение вспомогательной (пусковой) обмотки B, смещенной в пространстве относительно главной (рабочей) обмотки A на угол 90 электрических градусов. Чтобы обмотки статора создавали вращающееся магнитное поле токи IA и IB в обмотках должны быть сдвинуты по фазе относительно друг друга. Для получения фазового сдвига между токами IA и IB в цепь вспомогательной (пусковой) обмотки В включают фазосмещающий элемент, в качестве которого используют активное сопротивление (резистор), индуктивность (дроссель) или емкость (конденсатор) .

После того как ротор двигателя разгонится до частоты вращения, близкой к установившейся, пусковую обмотку В отключают. Отключение вспомогательной обмотки происходит либо автоматически с помощью центробежного выключателя, реле времени, токового или дифференциального реле, или же вручную с помощью кнопки.

Таким образом, во время пуска двигатель работает как двухфазный, а по окончании пуска — как однофазный.

Подключение однофазного двигателя

С пусковым сопротивлением

Двигатель с расщепленной фазой — однофазный асинхронный двигатель, имеющий на статоре вспомогательную первичную обмотку, смещенную относительно основной, и короткозамкнутый ротор .

Однофазный асинхронный двигатель с пусковым сопротивлением — двигатель с расщепленной фазой, у которого цепь вспомогательной обмотки отличается повышенным активным сопротивлением.

Омический сдвиг фаз, биффилярный способ намотки пусковой обмотки

Разное сопротивление и индуктивность обмоток

Для запуска однофазного двигателя можно использовать пусковой резистор, который последовательно подключается к пусковой обмотки. В этом случае можно добиться сдвига фаз в 30° между токами главной и вспомогательной обмотки, которого вполне достаточно для пуска двигателя. В двигателе с пусковым сопротивлением разность фаз объясняется разным комплексным сопротивлением цепей.

Также сдвиг фаз можно создать за счет использования пусковой обмотки с меньшей индуктивностью и более высоким сопротивлением. Для этого пусковая обмотка делается с меньшим количеством витков и с использованием более тонкого провода чем в главной обмотке.

Отечественной промышленностью изготавливается серия однофазных асинхронных электродвигателей с активным сопротивлением в качестве фазосдвигающего элемента серии АОЛБ мощностью от 18 до 600 Вт при синхронной частоте вращения 3000 и 1500 об/мин, предназначенных для включения в сеть напряжением 127, 220 или 380 В, частотой 50 Гц.

С конденсаторным пуском

Двигатель с конденсаторным пуском — двигатель с расщепленной фазой, у которого цепь вспомогательной обмотки с конденсатором включается только на время пуска.

Ёмкостной сдвиг фаз с пусковым конденсатором

Чтобы достичь максимального пускового момента требуется создать круговое вращающееся магнитное поле, для этого требуется чтобы токи в главной и вспомогательной обмотках были сдвинуты друг относительно друга на 90°. Использование в качестве фазосдвигающего элемента резистора или дросселя не позволяет обеспечить требуемый сдвиг фаз. Лишь включение конденсатора определенной емкости позволяет обеспечить фазовый сдвиг 90°.

Среди фазосдвигающих элементов, только конденсатор позволяет добиться наилучших пусковых свойств однофазного асинхронного электродвигателя.

Двигатели в цепь которых постоянно включен конденсатор используют для работы две фазы и называются — конденсаторными. Принцип действия этих двигателей основан на использовании вращающегося магнитного поля.

Блок: 2/4 | Кол-во символов: 11734
Источник: https://engineering-solutions.ru/motorcontrol/induction1ph/

Однофазный электродвигатель с асимметричным магнитопроводом статора

Статор такого однофазного двигателя выполняется с ярко выраженными полюсами на не симметричном шихтованном сердечнике. Ротор — короткозамкнутый типа «беличья клетка».

Данный электродвигатель для работы не требует использования фазосдвигающих элементов. Недостатком данного двигателя является низкий КПД.

Блок: 4/4 | Кол-во символов: 433
Источник: https://engineering-solutions.ru/motorcontrol/induction1ph/

Гребневые асинхронные двигатели

Когда напряжение питания низкое, возбуждение обмоток короткозамкнутого ротора не происходит. Это обусловлено тем что, когда число зубцов статора и число зубьев ротора равное, таким образом вызывая магнитную фиксацию между статором и ротором. Этот физический контакт иначе называется зубо-блокировкой или магнитной блокировкой. Данная проблема может быть преодолена путем увеличения количества пазов ротора или статора.

Блок: 5/8 | Кол-во символов: 452
Источник: https://www.asutpp.ru/princip-dejstviya-asinxronnogo-dvigatelya.html

В чем достоинства однофазного асинхронного двигателя:

• доступная цена;
• простая конструкция;
• небольшой вес, компактность;
• большая двигательная способность из-за отсутствия коллектора;
• питание от синусоидальной сети.

Блок: 5/6 | Кол-во символов: 220
Источник: http://www.poroselectromotor.ru/stati/odnofaznij-asinhronnij-dvigatel-princip-raboti

Контроль функциональности

Ниже перечислены все дефекты, говорящие о вероятных проблемах с мотором, их причиной могла быть некорректная эксплуатация либо перегруженность:

1. Неисправная опора или монтажные щели.
2. В середине двигателя потемнела окраска (показывает на перегрев).
3. Через щели в корпусе внутрь аппарата втянуты сторонние вещества.

Чтобы проконтролировать функциональность двигателя, необходимо включить его сначала на 1 минуту, а потом предоставить потрудиться приблизительно 15 минут.

Если уже после этого мотор окажется тёплым, то:

• вероятно, подшипники загрязнились, зажались либо попросту износились;
• причина может быть в очень повышенной ёмкости конденсатора.

Отключите конденсатор и опустите мотор вручную: в случае если он прекратит прогреваться — следует сократить конденсаторную ёмкость.

Блок: 6/6 | Кол-во символов: 813
Источник: https://tokar.guru/stanki-i-oborudovanie/dvigateli/odnofaznyy-asinhronnyy-dvigatel-ustroystvo-i-princip-deystviya.html

В чем недостатки однофазного асинхронного двигателя:

• небольшой диапазон регулировки частоты вращения;
• отсутствие или небольшой пусковой момент, низкий КПД.

Блок: 6/6 | Кол-во символов: 159
Источник: http://www.poroselectromotor.ru/stati/odnofaznij-asinhronnij-dvigatel-princip-raboti

Аналогия с муфтой

Рассматривая принцип действия асинхронного электродвигателя, используемого в промышленных машинах, и его технические характеристики, нужно сказать про вращающуюся муфту механического сцепления . Крутящий момент на валу привода должен равняться крутящему моменту на ведомом валу. Кроме того, следует подчеркнуть, что эти два момента являются одним и тем же, поскольку крутящий момент линейного преобразователя вызывается трением между дисков внутри самой муфты.

Электромагнитная муфта сцепления

Похожий принцип действия и у тягового двигателя с фазным ротором. Система такого мотора состоит из восьми полюсов (из которых 4 – основные, а 4 – добавочные), и остовы. На основных полюсах расположены медные катушки. Вращение такого механизма обязано зубчатой передаче, которая получает крутящий момент от вала якоря, так же называемого сердечником. Включение в сеть, производится четырьмя гибкими кабелями. Основное назначение многополюсного электродвигателя – приведение в движение тяжелой техники: тепловозы, тракторы, комбайны и в некоторых случаях, станки.

Блок: 7/8 | Кол-во символов: 1074
Источник: https://www.asutpp.ru/princip-dejstviya-asinxronnogo-dvigatelya.html

Достоинства и недостатки

Устройство асинхронного двигателя является практически универсальным, но так же, у данного механизма есть свои плюсы и минусы.

Преимущества асинхронных двигателей переменного тока:

1. Конструкция простой формы.
2. Низкая стоимость производства.
3. Надежная и практичная в обращении конструкция.
4. Не прихотлив в эксплуатации.
5. Простая схема управления

Эффективность этих двигателей очень высока, так как нет потерь на трение, и относительно высокий коэффициент мощности.

Недостатки асинхронных двигателей переменного тока:

1. Не возможен контроль скорости без потерь мощности.
2. Если увеличивается нагрузка – уменьшается момент.
3. Относительно небольшой пусковой момент.

Блок: 8/8 | Кол-во символов: 677
Источник: https://www.asutpp.ru/princip-dejstviya-asinxronnogo-dvigatelya.html

1. https://engineering-solutions.ru/motorcontrol/induction1ph/: использовано 3 блоков из 4, кол-во символов 13754 (79%)
2. https://tokar.guru/stanki-i-oborudovanie/dvigateli/odnofaznyy-asinhronnyy-dvigatel-ustroystvo-i-princip-deystviya.html: использовано 1 блоков из 6, кол-во символов 813 (5%)
3. https://www.asutpp.ru/princip-dejstviya-asinxronnogo-dvigatelya.html: использовано 4 блоков из 8, кол-во символов 2486 (14%)
4. http://www.poroselectromotor.ru/stati/odnofaznij-asinhronnij-dvigatel-princip-raboti: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 379 (2%)

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

Производство вращающегося поля

Рассмотрим две обмотки «A» и «B», смещенные таким образом, что они создают магнитное поле на 90 ° друг от друга в пространстве. Результатом этих двух полей является вращающееся магнитное поле постоянной величины & phiv; _м . Неоднородное магнитное поле создает неоднородный крутящий момент, который делает работу двигателя шумной и влияет на пусковой крутящий момент.

Рисунок: Создание однородного магнитного поля.

Принцип пуска

Однофазный асинхронный двигатель состоит из однофазной обмотки на статоре и клеточной обмотки на роторе. Когда к обмотке статора подключен однофазный источник питания, создается пульсирующее магнитное поле. В пульсирующем поле ротор не вращается по инерции. Следовательно, однофазный асинхронный двигатель не запускается автоматически и требует определенных средств запуска. Были предложены две теории для определения характеристик однофазного асинхронного двигателя.

1. Теория двойного вращающегося поля.
2. Теория кросс-поля.

Теория двойного вращающегося поля

Эта теория для однофазной среды утверждает, что стационарное пульсирующее магнитное поле может быть разделено на два RMF, каждая из которых имеет одинаковую величину, но вращается в противоположном направлении.

Асинхронная машина реагирует на каждое магнитное поле отдельно, и чистый крутящий момент в двигателе равен некоторой части крутящего момента, создаваемого каждым из двух магнитных полей.

Уравнение переменного магнитного поля, ось которого зафиксирована в пространстве:

β _max — максимальное значение плотности потока синусоидально распределенного воздушного зазора. «B» представляет уравнение вращающегося поля, движущегося в положительном направлении α, а «A» представляет уравнение вращающегося поля, движущегося в положительном направлении. Поле, движущееся в положительном направлении α, называется полем, вращающимся вперед, а в направлении отрицательного α — полем, вращающимся назад.

Таким образом, делается вывод, что стационарное пульсирующее магнитное поле может быть разрешено за счет двух вращающихся магнитных полей, оба одинаковой величины и движущихся с синхронной скоростью в противоположном направлении с той же частотой, что и стационарное магнитное поле.

Теория, основанная на таком разрешении переменного поля на два поля, вращающихся в противоположных направлениях, называется теорией поля с двойным вращением и однофазной индукционной машины.

Как работает однофазный двигатель?

Чтобы понять, как работает однофазный асинхронный двигатель переменного тока, полезно понять основы работы с трехфазным асинхронным двигателем.

Ток в статоре трехфазного двигателя (неподвижные катушки в двигателе) создает вращающееся магнитное поле. Магнитное поле вращается из-за сдвига фаз на 120 ° в каждой фазе источника питания. Это вращающееся магнитное поле индуцирует ток в стержнях ротора. Ток в роторе создает собственное магнитное поле. Взаимодействие между магнитными полями статора и ротора заставляет ротор вращаться. Одна важная вещь, которую следует отметить для трехфазных двигателей, заключается в том, что, поскольку они работают на трех фазах, которые смещены друг относительно друга, они самозапускаются.(См. Верхний рисунок.)

Как он «вращается»

Однофазные двигатели работают по тому же принципу, что и трехфазные двигатели, за исключением того, что они работают только от одной фазы. Одна фаза создает колеблющееся магнитное поле, которое движется вперед и назад, а не вращающееся магнитное поле (см. Нижний рисунок). Из-за этого у истинно однофазного двигателя нулевой пусковой момент. Однако, как только ротор начинает вращаться, он продолжает вращаться в результате колебания магнитного поля в статоре.

С годами инженеры придумали умные способы запуска однофазных двигателей. Большинство из них связано с созданием второй фазы, которая помогает создавать вращающееся магнитное поле в статоре. Эту фазу часто называют стартовой или вспомогательной.

Типы однофазных двигателей

Некоторыми из различных типов однофазных двигателей являются двигатель с экранированными полюсами, двигатель с разделенной фазой, двигатель с постоянным разделенным конденсатором (также называемый двигателем с однофазным конденсатором) и двигатель с двумя конденсаторами.Основное различие в конструкции этих двигателей заключается в том, как производится вторая фаза. В двигателях с экранированным полюсом и в двигателях с разделенной фазой конденсатор не используется, в то время как в двигателях с постоянным разделенным конденсатором (PSC) и двумя номинальными конденсаторами используется. Двигатели с разделенной фазой и конденсаторные двигатели с двумя номиналами могут использовать центробежный переключатель для отключения фазы запуска, когда двигатели набирают скорость, в то время как двигатели с экранированным полюсом и двигатели PSC не имеют переключателя.

У каждого из этих двигателей также есть свои компромиссы в производительности.Двигатели с экранированными полюсами — очень простые двигатели и, как правило, недорогие, но они имеют низкий КПД и, как правило, предназначены для применения с малой мощностью. Двигатели с расщепленной фазой, как правило, недорогие, но у них низкий пусковой момент и высокий пусковой ток. Двигатели PSC обеспечивают более высокий пусковой момент и более высокий КПД, чем двигатели без конденсатора.

>> Хотите узнать больше об асинхронных двигателях? Прочтите в нашем блоге о синхронных и асинхронных двигателях или посмотрите наше видео о том, как выбрать мотор-редуктор.

Однофазный асинхронный двигатель — один из самых известных представителей огромного семейства двигателей переменного тока. Этот тип двигателя предназначен для преобразования электрической энергии в механическую для выполнения некоторых физических задач. Для правильного выполнения своей работы этому асинхронному двигателю требуется только одна фаза питания. Они часто используются в приложениях с низким энергопотреблением, например, в быту и легкой промышленности. Легкая и простая конструкция, дешевая стоимость обслуживания, высокая надежность и низкая стоимость ремонта — вот некоторые из его значительных преимуществ.

Linquip собрана вся информация, необходимая для знакомства с этим типом двигателя. В следующих разделах мы подробно остановимся на конструкции, принципе работы и типах однофазных асинхронных двигателей. Оставайтесь с нами.

Двумя основными компонентами однофазного асинхронного двигателя являются статор и ротор. Как вы, возможно, знаете и понимаете по названию, статор — это неподвижная часть этого двигателя. С другой стороны, ротор — это вращающийся компонент двигателя.однофазное переменное питание достигает обмотки статора. Ротор с помощью вала подключается к механической нагрузке. Ротор имеет многослойный железный сердечник со множеством перекошенных пазов. Эти пазы ротора бывают закрытого или полузакрытого типа. Обмотки ротора симметричны.

Между ротором и статором есть воздушный зазор. Чаще всего этот двигатель используется в холодильниках, часах, дрелях, насосах, стиральных машинах и т. Д. Обмотка статора в асинхронных двигателях разделена на две части: основную обмотку и вспомогательную обмотку.положение этих двух типов обмоток таково, что вспомогательная обмотка перпендикулярна основной обмотке. В асинхронных двигателях основная обмотка — это обмотка с большим количеством витков, а другая называется вспомогательной обмоткой.

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

В предыдущем разделе вы получили некоторую информацию о конструкции и конструкции однофазных асинхронных двигателей. Теперь, когда вы знаете некоторые части этого типа асинхронного двигателя, давайте посмотрим, какой принцип работы управляет работой этой конструкции.

Как упоминалось ранее, на обмотку статора подается однофазный переменный ток. После того, как обмотка статора получает питание, создается магнитное поле, которое действует синусоидальным образом. Через некоторое время полярность магнитного поля меняется, и переменный поток не может обеспечить необходимую силу вращения для двигателя. Как вы знаете, для работы любого электродвигателя нам нужны два потока.

Взаимодействие этих двух потоков создает требуемый крутящий момент.При подаче однофазного переменного тока на обмотку статора переменный ток начинает проходить через статор. Этот переменный ток создает переменный поток, который называется основным потоком. основной поток также связан с проводниками ротора.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, ЭДС индуцируется в роторе. Поскольку цепь ротора замыкается, ток начинает течь в роторе. Этот ток, называемый током ротора, создает свой поток, называемый потоком ротора.Поскольку этот поток создается по принципу индукции, двигатель, работающий по этому принципу, получил название асинхронного двигателя.

Типы однофазных асинхронных двигателей

В предыдущем разделе вы прочитали об условиях и принципах работы однофазного асинхронного двигателя в зависимости от них. Пришло время узнать больше о различных типах однофазных асинхронных двигателей. Основываясь на различных методах запуска однофазного IM, существует четыре основных различных типа, которые мы собираемся предоставить полезную информацию о каждом из них в следующих разделах.

Этот тип однофазного электродвигателя IM также известен как электродвигатель с резистивным пуском. В этом типе основная обмотка и вспомогательная обмотка смещены на 90 градусов. Вспомогательная обмотка и центробежный выключатель включены последовательно. Работа этого переключателя заключается в отключении вспомогательной обмотки от главной цепи, когда скорость двигателя достигает 75-80 процентов от синхронной скорости.

Некоторые характеристики асинхронного двигателя с расщепленной фазой включают номинальную мощность от 60 до 250 Вт, постоянную скорость и высокий пусковой ток.Из-за невысокой стоимости обслуживания и ремонта двигателя он очень популярен на рынке. В некоторых бытовых применениях этот двигатель эффективно используется. Помните, что из-за низкого пускового момента он не может развивать мощность более 1 кВт.

Конденсаторный пусковой двигатель

В этом однофазном ИД вспомогательная обмотка имеет больше витков. электролитический конденсатор включен последовательно со вспомогательной обмоткой. Как и в предыдущем типе, также подключен центробежный переключатель, и две обмотки расположены под углом 90 градусов.Некоторые характеристики конденсаторного пускового двигателя заключаются в том, что стоимость обслуживания и ремонта высока, а номинальная мощность составляет от 120 до 7 кВт. Двигатели с конденсаторным пуском обычно используются в приложениях, где требуется высокий пусковой момент.

Конденсаторный пусковой двигатель и конденсаторный двигатель

Принцип работы и конструкция конденсаторного пускового устройства и конденсаторного пускового двигателя и конденсаторного пускового двигателя почти одинаковы. Двумя основными компонентами этого двигателя являются ротор с сепаратором и обмотки статора.Обмотки статора расположены под углом 90 градусов. В этом типе асинхронного двигателя используются два конденсатора, включенных параллельно. Здесь вы также можете найти центробежный выключатель. Запуск больших нагрузок, простота эксплуатации и конструкции, а также высокий КПД — вот некоторые из характеристик конденсаторного запуска и конденсаторного запуска двигателя. Этот двигатель выгоден как для домашнего, так и для промышленного применения.

Электродвигатель с экранированными полюсами

Двигатель с экранированными полюсами состоит из ротора с сепаратором и статора. Сам статор состоит из выступающих полюсов с возбуждающей катушкой.Каждый полюс намотан внутри затеняющей катушки. Вот почему полюса называются экранированными полюсами, а двигатель — электродвигателем с экранированными полюсами. Простая конструкция и конструкция, отсутствие центробежного переключателя и номинальная мощность 30 Вт — вот некоторые характеристики этого типа асинхронного двигателя. Из-за его низкой мощности этот двигатель обычно используется в приложениях с низким энергопотреблением.

Заключение

В этой статье мы попытались предоставить некоторую полезную информацию об однофазных асинхронных двигателях.Прежде всего, мы поговорили об общей конструкции и конструкции этого типа электродвигателя переменного тока. Затем мы перешли к принципу работы и, наконец, дошли до различных типов однофазных ИД. Мы будем очень рады, если у вас есть какие-либо мнения или опыт использования этого типа асинхронных двигателей, и вы захотите поделиться им с нами в комментариях. Кроме того, если у вас есть какие-либо вопросы, зарегистрируйтесь на нашем веб-сайте и позвольте нашим специалистам Linquip помочь вам. Надеюсь, вам понравилась эта статья.

: схема работы и применение

Поскольку требования к мощности систем с одной нагрузкой обычно невелики, все наши дома, офисы снабжены однофазным двигателем A.Только поставка. Для обеспечения надлежащих условий работы при использовании этого однофазного источника питания необходимо использовать совместимые двигатели. Помимо совместимости, двигатели должны быть экономичными, надежными и простыми в ремонте. Все эти характеристики легко найти в однофазном асинхронном двигателе. Подобно трехфазным двигателям, но с некоторыми модификациями, однофазные асинхронные двигатели являются отличным выбором для бытовой техники. Их простой дизайн и низкая стоимость привлекли множество приложений.

Определение однофазного асинхронного двигателя

Однофазные асинхронные двигатели — это простые двигатели, которые работают от однофазного А.C. и в котором крутящий момент создается из-за индукции электричества, вызванного переменными магнитными полями. Однофазные асинхронные двигатели бывают разных типов в зависимости от условий запуска и различных факторов. Это-

1). Двигатели с расщепленной фазой.

• Электродвигатели с резистивным пуском.
• Двигатели емкостные пусковые.
• Двигатель с постоянным разделенным конденсатором.
• Двухзначный конденсаторный двигатель.

2). Асинхронные двигатели с расщепленными полюсами.

3).Асинхронный двигатель с резистивным пуском.

4). Отталкивание — пуск асинхронного двигателя.

Основными частями однофазного асинхронного двигателя являются статор, ротор и обмотки. Статор — это неподвижная часть двигателя, на которую подается переменный ток. Статор содержит два типа обмоток. Одна — основная обмотка, другая — вспомогательная. Эти обмотки размещены перпендикулярно друг другу. К вспомогательной обмотке параллельно подключен конденсатор.

Поскольку для работы однофазного асинхронного двигателя используется источник переменного тока, необходимо учитывать определенные потери, такие как — потери на вихревые токи, потери на гистерезис. Для устранения потерь на вихревые токи статор имеет пластинчатую штамповку. Для уменьшения потерь на гистерезис эти штамповки обычно изготавливают из кремнистой стали.

Ротор — это вращающаяся часть двигателя. Здесь ротор похож на ротор с короткозамкнутым ротором. Ротор не только цилиндрический, но и имеет по всей поверхности прорези.Чтобы обеспечить плавную и стабильную работу двигателя, предотвращая магнитную блокировку статора и ротора, пазы скошены, а не параллельны.

Жилами ротора являются алюминиевые или медные стержни, которые вставляются в пазы ротора. Торцевые кольца, изготовленные из алюминия или меди, замыкают проводники ротора. В этом однофазном асинхронном двигателе не используются контактные кольца и коммутаторы, поэтому их конструкция становится очень простой и легкой.

однофазного асинхронного двигателя

На основе теории двойного вращающегося поля можно нарисовать эквивалентную схему однофазного асинхронного двигателя.Схема изображена в двух положениях — состояние покоя ротора состояние заблокированного ротора.

Двигатель с заблокированным ротором работает как трансформатор с короткозамкнутой вторичной обмоткой.

В состоянии покоя ротора два вращающихся магнитных поля имеют противоположное направление с одинаково разделенными величинами и кажутся соединенными последовательно друг с другом. Цепь однофазного асинхронного двигателя

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

Основная обмотка однофазного асинхронного двигателя питается от однофазного А.C. ток. Это создает флуктуирующий магнитный поток вокруг ротора. Это означает, что при изменении направления переменного тока изменяется направление генерируемого магнитного поля. Этого условия недостаточно, чтобы ротор вращался. Здесь применяется принцип теории двойного вращающегося поля.

Согласно теории двойного вращающегося поля, одиночное переменное поле возникает из-за комбинации двух полей равной величины, но вращающихся в противоположном направлении. Величина этих двух полей равна половине величины переменного поля.Это означает, что при приложении переменного тока создаются два поля половинной величины с равными величинами, но вращающимися в противоположных направлениях.

Итак, теперь в статоре течет ток, а на роторе вращается магнитное поле, таким образом, закон электромагнитной индукции Фарадея действует на ротор. Согласно этому закону вращающиеся магнитные поля производят электричество в роторе, которое создает силу «F», которая может вращать ротор.

Почему однофазный асинхронный двигатель не запускается автоматически?

Когда к ротору применяется закон электромагнитной индукции Фарадея, индуцируется электричество и создается сила на стержнях ротора.Но согласно теории двойного вращающегося поля, есть два магнитных поля с одинаковой величиной, но вращающихся в противоположном направлении. Таким образом, создаются два вектора силы с одинаковой величиной, но противоположными по направлению.

Таким образом, эти векторы силы, поскольку они имеют одинаковую величину, но противоположны по направлению, не вызывают вращения ротора. Таким образом, однофазные асинхронные двигатели не запускаются автоматически. Мотор в таком состоянии просто гудит. Для предотвращения этой ситуации и вращения ротора необходимо приложить пусковое усилие для однофазного двигателя.Когда сила в одном направлении становится больше, чем сила в другом направлении, ротор начинает вращаться. В однофазных асинхронных двигателях для этой цели используются вспомогательные обмотки.

Способы пуска однофазного асинхронного двигателя

Однофазный асинхронный двигатель не имеет пускового момента, поэтому для обеспечения этого пускового момента требуется внешняя схема. Для этого в статоре этих двигателей имеется вспомогательная обмотка. Вспомогательная обмотка подключена параллельно конденсатору.Когда конденсатор включен, аналогично основной обмотке, на вспомогательной обмотке наблюдаются вращающиеся два магнитных поля одинаковой величины, но в противоположном направлении.

Из этих двух магнитных полей вспомогательной обмотки одно компенсирует одно из магнитных полей основной обмотки, тогда как другое складывается с другим магнитным полем основной обмотки. Таким образом, в результате получается одно вращающееся магнитное поле большой величины. Это создает силу в одном направлении, следовательно, вращает ротор.Когда ротор начинает вращаться, он вращается, даже если конденсатор выключен.

Существуют различные способы определения однофазных асинхронных двигателей. Обычно эти двигатели выбираются в зависимости от способа их запуска. Эти методы можно классифицировать как

• Пуск с разделенной фазой.
• Пуск с расщепленными полюсами.
• Пуск отталкивающего двигателя
• Пуск с противодействием.

При двухфазном пуске статор имеет два типа обмоток — основная обмотка и вспомогательная обмотка, соединенные параллельно.Двигатели с этим типом пуска:

• Резисторные двухфазные двигатели.
• Электродвигатели с конденсаторной фазой.
• Конденсаторы запуска и запуска двигателей.
• Двигатель конденсаторный.

Однофазный индукционный двигатель с конденсаторным пуском

Этот двигатель также называют конденсаторным электродвигателем с разделенной фазой. Здесь количество витков вспомогательной обмотки равно количеству витков основной обмотки. Конденсатор включен последовательно со вспомогательной обмоткой. Вспомогательная обмотка отключается с помощью центробежного переключателя, когда ротор достигает 75% синхронной скорости.Двигатель продолжает ускоряться, пока не достигнет нормальной скорости.

Номинальная мощность двигателей с конденсаторным пуском составляет от 120 до 750 Вт. Эти двигатели обычно выбирают для таких применений, как холодильники, кондиционеры и т. Д. Из-за их высокого пускового момента.

Применение однофазных асинхронных двигателей

Эти двигатели находят применение в вентиляторах, холодильниках, кондиционерах, пылесосах, стиральных машинах, центробежных насосах, инструментах, небольших сельскохозяйственных приборах, воздуходувках и т. Д.Они в основном используются для маломощных устройств с постоянной скоростью, таких как сельскохозяйственные инструменты и оборудование, где трехфазное питание недоступно. Двигатели от 1/400 кВт до 1/25 кВт используются в игрушках, фенах и т. Д.…

Итак, в основном мы часто используем однофазные асинхронные двигатели в повседневной жизни. Эти моторы легко ремонтировать. Тем не менее, у этих двигателей есть некоторые недостатки. С каким недостатком этих моторов вы столкнулись? Вы можете назвать некоторые из них?

Источник изображения: Цепи однофазных асинхронных двигателей

— конструкция и принцип работы

Однофазные асинхронные двигатели:

Конструкция однофазных асинхронных двигателей:

Подобно двигателю постоянного тока, однофазный асинхронный двигатель также имеет две основные части: одну вращающуюся, а другую неподвижную. Стационарная часть в однофазных асинхронных двигателях — это Статор , а вращающаяся часть — Ротор .

Ns = 120f / p об / мин

Учебник «Электрические машины П.С. Бхимбхры» является лучшим в отрасли. Возьмите его сейчас по очень низкой цене.

Обязательно читать:

Асинхронный двигатель никогда не вращается с синхронной скоростью, а вращается со скоростью, немного меньшей, чем синхронная скорость.Конструкция ротора — беличья клетка. Этот ротор состоит из неизолированных медных или алюминиевых стержней, вставленных в пазы.

Шины постоянно закорочены на обоих концах с помощью токопроводящих колец, называемых концевыми кольцами. Вся конструкция выглядит как клетка, отсюда и название ротор с беличьей клеткой. Конструкция однофазных асинхронных двигателей показана на рисунке ниже:

Принцип работы однофазных асинхронных двигателей:

Для двигательного действия должны существовать два потока, которые взаимодействуют друг с другом для создания крутящего момента.В двигателях постоянного тока обмотка возбуждения создает основной поток, в то время как питание постоянного тока, подаваемое на якорь, отвечает за создание потока якоря. Главный магнитный поток и магнитный поток якоря взаимодействуют, создавая крутящий момент.

Key Point : Еще одно важное различие между ними заключается в том, что является постоянным током. двигатели самозапускаются, в то время как однофазные асинхронные двигатели не запускаются автоматически. Давайте посмотрим , почему однофазные асинхронные двигатели не являются самозапускающимися с помощью теории, называемой двухоборотной теорией поля .

Настоящее учебное пособие «Электрические машины» П.S. Bhimbhra «является лучшим в отрасли. Купите его сейчас по очень низкой цене.

Обязательно к прочтению:

Теория двойного вращающегося поля в однофазных асинхронных двигателях:

Согласно этой теории, любую переменную величину можно разделить на два вращающихся компонента, которые вращаются в противоположных направлениях, и каждая имеет величину, равную половине максимальной величины переменной величины. В случае однофазных асинхронных двигателей обмотка статора создает переменное магнитное поле с максимальной величиной Φ1m.

В соответствии с теорией двухоборотного поля или y, рассмотрите две составляющие потока статора, каждая из которых имеет величину, равную половине максимальной величины магнитного потока статора, то есть (Φ1m / 2). Оба этих компонента вращаются в противоположных направлениях с синхронной скоростью Ns, которая зависит от частоты и полюсов статора.

Пусть Φf — прямая составляющая, вращающаяся против часовой стрелки, а Φb — обратная составляющая, вращающаяся по часовой стрелке.Результат этих двух составляющих в любой момент дает мгновенное значение потока статора в этот момент. Таким образом, результатом этих двух является исходный магнитный поток статора. На рисунке ниже показан поток статора и две его составляющие Φf и Φb.

Вначале оба компонента показаны на рисунке (а) напротив друг друга. Таким образом, результирующее ΦR = 0. Это не что иное, как мгновенное значение магнитного потока статора в начале. После 90 °, как показано на рисунке (b), два компонента поворачиваются таким образом, что оба указывают в одном направлении.

Следовательно, результирующий ΦR является алгебраической суммой величин двух компонентов. Таким образом, ΦR = (Φ1m / 2) + (Φ1m / 2) = Φ1m. Это не что иное, как мгновенное значение потока статора при 0 = 90 °, как показано на рисунке (c). Таким образом, непрерывное вращение двух компонентов дает исходный переменный магнитный поток статора.

Оба компонента вращаются и, следовательно, режутся проводниками ротора. Из-за отсечения флюса в роторе индуцируется ЭДС, которая циркулирует ток ротора.Ток ротора создает магнитный поток ротора. Этот поток взаимодействует с передающей составляющей Φf для создания крутящего момента в одном конкретном направлении, например, против часовой стрелки. В то время как поток ротора взаимодействует с обратной составляющей Φb, создавая крутящий момент в направлении по часовой стрелке. Таким образом, если вращающий момент против часовой стрелки положительный, то вращающий момент по часовой стрелке отрицательный.

Характеристики крутящего момента и скорости однофазных асинхронных двигателей:

Два противоположно направленных крутящих момента и результирующий крутящий момент могут быть эффективно показаны с помощью характеристики крутящий момент-скорость .

Видно, что при запуске N = 0, и в этот момент результирующий крутящий момент равен нулю. Таким образом, однофазные асинхронные двигатели не являются самозапускающимися. Однако, если ротору дано начальное вращение в любом направлении, результирующий средний крутящий момент увеличивается в направление, в котором изначально вращается ротор, и двигатель начинает вращаться в этом направлении.

Но на практике невозможно придать начальный крутящий момент ротору извне, поэтому в конструкцию однофазных асинхронных двигателей внесены некоторые изменения, чтобы сделать их самозапускающимися.Другая теория, которая также может быть использована для объяснения , почему однофазный асинхронный двигатель не самозапускается , это теория перекрестного поля.

Теория кросс-поля в однофазных асинхронных двигателях:

Теперь предположим, что ротор получает первоначальный толчок против часовой стрелки.Из-за вращения ротор физически сокращает поток статора, и в роторе индуцируется динамическая ЭДС. Это называется ЭДС скорости или ЭДС вращения. Направление такой ЭДС может быть получено с помощью правила правой руки Флеминга, и эта ЭДС находится в фазе с потоком статора Φs.

Направление ЭДС показано на рисунке ниже. Эта ЭДС обозначается E2N. Эта ЭДС обеспечивает циркуляцию тока через ротор, равный I2N. Этот ток создает собственный поток, называемый потоком ротора Φr. Эта ось Φr расположена под углом 90 ° к оси потока статора, поэтому этот поток ротора он назвал поперечным полем.

Учебник «Электрические машины П.С. Бхимбхры» является лучшим в отрасли. Возьмите его сейчас по очень низкой цене.

Обязательно к прочтению:

Заключение:

Сегодня мы обсудили принцип работы и конструкцию однофазных асинхронных двигателей . Вы можете скачать эту статью в формате pdf, ppt.

Комментарий ниже для любых запросов.

, конструкция, работа и типы

Конструкция и работа однофазного асинхронного двигателя — Однофазный асинхронный двигатель (SPIM) — один из наиболее широко используемых типов двигателей переменного тока малой мощности, особенно для бытовых или коммерческих применений, где трехфазный источник питания недоступен.Такой двигатель имеет как основную, так и вспомогательную обмотки для пускового момента. Обычно вспомогательная обмотка используется только для создания пускового момента, поэтому SPIM однофазного асинхронного двигателя имеет пульсирующий крутящий момент из-за возбуждения только основной обмотки. В большинстве случаев однофазный асинхронный двигатель SPIM обычно работает с фиксированной скоростью. В этом случае КПД и коэффициент мощности моторного привода очень низкие. Однофазный асинхронный двигатель — наиболее часто используемый двигатель для холодильников, стиральных машин, часов, дрелей, компрессоров, насосов и т. Д.

Асинхронные двигатели представляют собой нелинейные динамические системы высокого порядка значительной сложности. Они поддаются формальному математическому анализу. Однако нетривиально понять принципы их работы творческим способом, особенно в переходных условиях. И наоборот, асинхронные двигатели широко используются в практических системах из-за их простой конструкции, низких требований к техническому обслуживанию и более низкой стоимости по сравнению с другими типами двигателей, такими как бесщеточные двигатели постоянного тока.Поэтому исследование проблем управления асинхронными двигателями

С развитием силовой электронной техники, технологий управления и теории управления, появилось множество общих и высокоэффективных стратегий управления, которые становятся все более и более зрелыми. Вот некоторые типичные стратегии управления асинхронным двигателем: скорость с разомкнутым контуром постоянное управление U / f, ориентированное на поле векторное управление (FOC), прямое управление крутящим моментом (DTC), управление линеаризацией с обратной связью, управление скользящим режимом (SMC), интеллектуальное управление и т. д.Эти стратегии имеют разные преимущества и недостатки, поэтому эти стратегии должны быть выбраны надлежащим образом в соответствии с конкретными требованиями на практике. Традиционные методы векторного управления зависят от ПИ-регулятора, и параметры регулятора трудно регулировать. Хотя некоторые новые методы обладают хорошими динамическими и статическими характеристиками, их алгоритмы сложны и имеют множество параметров, которые необходимо регулировать. Внедрение в последние десятилетия синергетического управления быстро завоевало признание не только надежного управления, но и промышленных партнеров, о чем свидетельствует его внедрение в области силовой электроники.Хорошая надежность новой теории управления позволяет по-новому взглянуть на управление скоростью двигателя.

Однофазный асинхронный двигатель состоит из двух частей

Статоры отделены от роторов небольшим воздушным зазором в диапазоне от 0,4 мм до 4 мм в зависимости от размера двигателя.

Статор представляет собой неподвижную секцию, которая состоит из пластин из высококачественной легированной стали для уменьшения потерь на вихревые токи.Пластины имеют прорези с внутренней стороны и изолированы друг от друга. Эти листы поддерживаются рамой статора из чугуна или сборной стальной пластины. В эти пазы помещаются изолированные проводники статора. Эти проводники статора соединены в трехфазную обмотку. Фазная обмотка может быть подключена по схеме звезды или треугольника.

Есть два типа роторов асинхронных двигателей:

1. Ротор с короткозамкнутым ротором
2. Контактные кольца

Он состоит из цилиндрического сердечника с пазами, почти параллельными оси вала или скошенными.Каждый паз содержит неизолированный алюминиевый провод. На каждом конце ротора проводники шины закорочены толстыми концевыми кольцами.

Преимущества перекоса проводников обоймы ротора

1. Создается равномерный крутящий момент и снижается шум во время работы.
2. Тенденция к блокировке ротора снижена.
3. Во время блокировки зубья ротора и статора притягиваются друг к другу из-за магнитного воздействия.

Ротор имеет трехфазную обмотку, аналогичную обмотке статора.Клеммы обмотки подключены к трем контактным кольцам. Кольца установлены на валу с опирающимися на них щетками. Щетки позволяют подключать внешние резисторы последовательно с обмоткой. Резисторы в основном используются при запуске в нормальных рабочих условиях, когда обмотки закорочены снаружи.

Мотор никогда не догоняет поле статора. Если бы это было так, то между ними не было бы относительной скорости и, следовательно, не было бы ЭДС ротора и тока ротора.Таким образом, нет крутящего момента для поддержания вращения. По этой причине ротор работает со скоростью, которая всегда меньше скорости поля статора. Изменение скорости зависит от нагрузки на двигатель. Изменение между синхронной скоростью Ns и скоростью N ротора может быть выражено как процент времени синхронной скорости, известный как скольжение.

S = (Ns-N / Ns) × 100

Частота обмотки ротора является переменной и зависит от изменения между синхронной скоростью и скоростью ротора, а частота ротора зависит от скольжения.

Модель статора асинхронного двигателя

Собственная индуктивность обмоток статора, которая должна быть представлена ​​в эквивалентной схеме машины. Сопротивление статора называется R1, а реактивное сопротивление утечки статора называется X1. Они появляются прямо при вводе модели машины. Потери в меди в асинхронном двигателе могут быть представлены шунтирующим сопротивлением, потому что статор и ротор имеют магнитную связь с магнитным реактивным сопротивлением, как в трансформаторе, шунтированным на сопротивление шунта.

Ток намагничивания I значительно больше в случае асинхронного двигателя по сравнению с трансформатором. Реактивное сопротивление Xo в асинхронном двигателе будет иметь гораздо меньшее значение. Io составляет от 2 до 5% от номинального тока, но в асинхронном двигателе это примерно от 25 до 40% от номинального тока в зависимости от размера двигателя.

Есть два метода работы с однофазным асинхронным двигателем.

• Теория двойного вращающегося поля
• Теория кросс-поля.

Теория двойного вращения — более простой из двух методов

• Однофазный переменный ток питает обмотку, которая создает пульсирующее магнитное поле.
• Пульсирующее поле можно разделить на два поля, вращающихся в противоположных направлениях.
• Взаимодействие между полями и током, индуцированным в стержнях ротора, создает противоположный крутящий момент
• Взаимодействие между полями и током, индуцированным в стержнях ротора, создает противодействующий крутящий момент
• Только главное поле находится под напряжением, двигатель не запускается
• Внешний крутящий момент перемещает двигатель в любом направлении, в котором двигатель начнет вращаться.

• Вращающиеся поля создают напряжение в роторе, которое возбуждает ток и создает крутящий момент.
• Эквивалентная схема аналогична эквивалентной схеме трехфазного двигателя, может представлять каждое поле
• Параметры двух контуров совпадают, за исключением скольжения.

Входная мощность:

S = V I

Развиваемая или выходная мощность

Начальный крутящий момент однофазного двигателя равен нулю из-за пульсирующего магнитного потока.Для запуска двигателя необходимо создание вращающегося магнитного потока, аналогичного вращающемуся потоку в трехфазном двигателе. Перпендикулярные обмотки, токи которых не совпадают по фазе на 90 °, могут создавать необходимые вращающиеся магнитные поля, запускающие двигатель. Однофазные асинхронные двигатели имеют 2 перпендикулярные обмотки. Фазовый сдвиг достигается подключением

• Сопротивление последовательно с пусковой обмоткой.
• Индуктивность последовательно с пусковой обмоткой.
• Емкость последовательно с пусковой обмоткой.

Часто используется конденсатор для создания начального крутящего момента. Менее эффективный, но более экономичный метод с использованием двигателей с экранированными полюсами. Двигатель имеет два выступающих полюса, возбуждаемых переменным током. Полюс имеет небольшую сторону с короткозамкнутой обмоткой. Эта часть полюса двигателя называется заштрихованным полюсом.

Основная обмотка генерирует пульсирующий поток, который соединяется с ротором с короткозамкнутым ротором.

Создаваемый поток индуцирует напряжение в закороченной обмотке.Наведенное напряжение генерирует ток в закороченной обмотке. А Ток создает поток, который противодействует основному потоку в заштрихованном полюсе. В результате потоки в незатененной и заштрихованной части полюса будут неодинаковыми. И амплитуда, и фазовый угол будут разными.

Два потока создают несбалансированное вращающееся поле. Амплитуда поля изменяется по мере его вращения. Это вращающееся поле создает крутящий момент, который запускает двигатель в направлении заштрихованного полюса. Первоначально крутящий момент небольшой, но достаточный для вентиляторов и другого бытового оборудования, требующего небольшого пускового крутящего момента.КПД мотора невысокий, но дешевый. Двигатель имеет два выступающих полюса, возбуждаемых переменным током, и каждый полюс включает небольшую секцию с короткозамкнутой обмоткой.

Однофазные двигатели как

• Асинхронный двигатель с разделенной фазой
• Асинхронный двигатель с экранированными полюсами
• Асинхронный двигатель с постоянным конденсатором
• Конденсаторный асинхронный двигатель
• Конденсаторный пусковой конденсатор Асинхронный двигатель

Тип двигателя с дополнительной обмоткой ранен на один сердечник статора.В статоре две обмотки. Первая обмотка известна как основная обмотка, а 2 обмотки ^и известны как пусковая обмотка или вспомогательная обмотка. Центробежный выключатель включен последовательно с дополнительной обмоткой.

Вспомогательная обмотка — обмотка с высоким сопротивлением, а основная обмотка — обмотка с высокой индуктивностью. Вспомогательная обмотка имеет несколько витков небольшого диаметра.

Назначение вспомогательной обмотки — создание п.д. между обоими потоками, создаваемыми основной обмоткой и обмоткой ротора.Ток, протекающий через основную обмотку, равен I _M , а ток, протекающий через вспомогательную обмотку, равен I _A . Обмотки параллельны и питаются напряжением V. Вспомогательная обмотка имеет большое сопротивление. Основная обмотка имеет высокую индуктивность. А ток I _М отстает от напряжения питания на большой угол. Полный поток статора индуцируется результирующим током этих двух обмоток. Это создаст разность фаз между потоками, и результирующий поток создаст вращающееся магнитное поле.И мотор начинает вращаться. Обмотка используется только для запуска двигателя. Обмотка не пригодна в рабочем состоянии. Когда асинхронный двигатель достигает 75-80% синхронной скорости, центробежный переключатель размыкается. Следовательно, вспомогательная обмотка отсутствует в цепи. Двигатель работает только от основной обмотки.

Разность фаз, создаваемая этим методом, очень мала. Следовательно, начальный крутящий момент этого двигателя плохой. Этот двигатель используется в системах с низким пусковым моментом, таких как вентилятор, нагнетатель, измельчитель, насосы и т. Д.

Этот асинхронный двигатель имеет другую конструкцию и другой принцип работы.Тип двигателя не требует вспомогательной обмотки.

Двигатель имеет выступающий полюс статора, а ротор аналогичен асинхронному двигателю с короткозамкнутым ротором. Полюса статора сконструированы специально для создания вращающегося магнитного поля. Полюс этого двигателя разделен на 2 части, заштрихованную часть и незатененную часть. Его также можно создать, разрезав шест на неравные расстояния.

Медное кольцо помещается между небольшими частями столба. Кольцо — это высокоиндуктивное кольцо, известное как заштрихованное кольцо или заштрихованная полоса.Часть, в которой находится заштрихованное кольцо, называется заштрихованной частью шеста, а оставшаяся часть — незатененной частью.

Переменное питание, проходящее через обмотку статора, переменный поток, индуцируемый в обмотке статора. Из-за потока небольшое количество потока будет соединяться с затемненным кольцом, и ток будет течь через затемненное кольцо.

Закон Ленца гласит, что ток, проходящий через катушку, имеет противоположную природу, и поток, создаваемый этой катушкой, будет противодействовать основному потоку.

Заштрихованное кольцо — это катушка с высокой индуктивностью.Следовательно, он будет противодействовать основному потоку, когда оба потока направлены в одинаковом направлении, и будет увеличивать основной поток, когда оба потока направлены в противоположном направлении.

Он создает разность фаз между главным потоком (потоком статора) и потоком ротора. Благодаря этому разность фаз намного меньше. Следовательно, пусковой момент намного меньше. Мотор используется в игрушечном двигателе, вентиляторе, воздуходувке, проигрывателе и т. Д.

Усовершенствованная версия асинхронного двигателя с расщепленной фазой, недостатком которой является низкий крутящий момент.Потому что создаваемая разность фаз намного меньше.

В этом двигателе недостаток стал меньше за счет конденсатора, включенного последовательно со вспомогательной обмоткой.

В этом двигателе два конденсатора включены параллельно во вспомогательной обмотке. Два конденсатора используются из одного конденсатора, который используется только для запуска (пусковой конденсатор), а другой конденсатор постоянно подключен к двигателю, и начальный конденсатор имеет высокое значение емкости, а рабочий конденсатор имеет низкое значение емкости.Начальный конденсатор включен последовательно с центробежным выключателем, который размыкается при скорости вращения двигателя 70% от синхронной скорости.

Пусковое состояние как ходовой обмотки, так и вспомогательной обмотки, связанной с двигателем. Пусковой момент и КПД этого двигателя очень высоки. Его можно использовать при высоком начальном крутящем моменте, например, в холодильнике, кондиционере, потолочном вентиляторе, компрессоре и т. Д.

Конденсатор низкой мощности постоянно подключен к вспомогательной обмотке.И у этого конденсатора малая емкость. Этот конденсатор используется для увеличения начального крутящего момента, но он меньше по сравнению с асинхронным двигателем с конденсаторным пуском.

Коэффициент мощности и КПД двигателя действительно высоки, и он имеет высокий пусковой крутящий момент, составляющий 80% крутящего момента при полной нагрузке.

Двигатель используется в вытяжном вентиляторе, нагнетателе, обогревателе и т. Д.

Однофазные асинхронные двигатели не работают самостоятельно и менее эффективны, чем трехфазные асинхронные двигатели

• Часы
• Холодильники
• морозильные камеры
• обогреватели
• Вентиляторы потолочные, вытяжные, воздухоохладители и водоохладители.
• Воздуходувки
• Стиральные машины
• станки
• Сушилки
• Печатники, фотостаты и принтеры
• Насосы водяные и погружные
• Компьютеры
• Шлифовальные машины
• Станки сверлильные
• Приборы, приборы, приборы бытовые и др.

Асинхронные двигатели

• Конструкция двигателя очень проста и надежна.
• Работа асинхронного двигателя очень проста.
• Работать в любых условиях окружающей среды.
• КПД мотора очень высокий.
• Асинхронный двигатель требует меньшего обслуживания по сравнению с другими двигателями.
• Двигатель с одним возбуждением. Следовательно, ему нужен только один источник. Он не требует внешнего источника постоянного тока для возбуждения, как синхронный двигатель.
• Асинхронный двигатель — это самозапускающийся двигатель. Таким образом, для нормальной работы не требуется никаких дополнительных вспомогательных устройств для запуска.
• Стоимость этого мотора намного меньше по сравнению с другими моторами.
• Срок службы этого двигателя очень высок.
• Реакция якоря меньше.

• Коэффициент мощности очень меньше. и он потребляет больше тока, из-за чего потери в меди больше, что снижает эффективность в условиях небольшой нагрузки
• Пусковой момент этого двигателя (асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором) не меньше.
• Асинхронный двигатель — это двигатель с постоянной скоростью. В приложениях, где требуется регулируемая скорость, этот двигатель не используется.
• Сложное регулирование скорости этого мотора.
• Это высокий пусковой пусковой ток, который вызывает снижение напряжения во время пуска.

Нравится:

Нравится Загрузка …

— однофазный и трехфазный асинхронный двигатель

Асинхронный двигатель представляет собой электрическую машину переменного тока, которая преобразует электрическую энергию в механическую.Асинхронный двигатель широко используется в различных областях, от основных бытовых приборов до тяжелой промышленности. У машины так много применений, что трудно сосчитать, и вы можете представить себе масштабы, зная, что почти 30% электроэнергии, производимой во всем мире, потребляется самими асинхронными двигателями. Эта удивительная машина изобретена великим ученым Николой Тесла, и это изобретение навсегда изменило ход человеческой цивилизации.

Вот несколько однофазных и трехфазных асинхронных двигателей , которые мы можем найти в повседневной жизни.

Применение однофазных асинхронных двигателей:

• Электровентиляторы бытовые
• Станки сверлильные
• Насосы
• Шлифовальные машины
• Игрушки
• Пылесос
• Вытяжные вентиляторы
• Компрессоры и электробритвы

Применение трехфазных асинхронных двигателей:

• Малые, средние и крупные производства.
• Подъемники
• Краны
• Станки токарные приводные
• Маслоэкстракционные заводы
• Роботизированное оружие
• Конвейерная ленточная система
• Дробилки тяжелые

Асинхронные двигатели бывают разных размеров и форм, имеющих соответствующие характеристики и электрические характеристики.Они различаются по размеру от нескольких сантиметров до нескольких метров и имеют номинальную мощность от 0,5 до 10000 л.с. Пользователь может выбрать наиболее подходящую из множества моделей, отвечающих его запросам.

Мы уже обсуждали «Основы двигателей» и их работу в предыдущей статье. Здесь мы подробно обсудим конструкцию асинхронного двигателя и работу .

Чтобы понять принцип работы асинхронного двигателя, давайте сначала рассмотрим простую установку, показанную на рисунке.

Здесь,

• Берут два железных или ферритовых сердечника одинакового размера и подвешивают в воздухе на некотором расстоянии.
• Эмалированный медный провод намотан на верхний сердечник, за ним следует нижний, и два конца отведены в сторону, как показано на рисунке.
• Сердечник здесь действует как среда для переноса и концентрации магнитного потока, генерируемого катушкой во время работы.

Теперь, , если мы подключим источник переменного напряжения к двум концам меди, у нас будет что-то вроде того, что показано ниже.

Во время положительного цикла AC :

Здесь в течение первого полупериода положительное напряжение в точке «А» будет постепенно повышаться от нуля до максимума, а затем возвращается к нулю. В этот период ток в обмотке можно представить как.

Здесь,

• Во время положительного цикла источника питания переменного тока ток в обеих обмотках постепенно увеличивается от нуля до максимума, а затем постепенно возвращается от максимума к нулю.Это связано с тем, что согласно закону Ома ток в проводнике прямо пропорционален напряжению на клеммах, и мы много раз обсуждали это в предыдущих статьях.
• Обмотки намотаны таким образом, что ток в обеих обмотках течет в одном направлении, и мы можем видеть то же самое, что показано на схеме.

Теперь давайте вспомним закон, называемый законом Ленца, который мы изучили ранее, прежде чем двигаться дальше. Согласно закону Ленца, « Проводник, несущий ток, будет генерировать магнитное поле вокруг своей поверхности»,

, и если мы применим этот закон в приведенном выше примере, то магнитное поле будет генерироваться каждой петлей в обеих катушках. Если мы добавим магнитный поток, создаваемый всей катушкой, то он получит значительную величину. Весь этот поток появится на железном сердечнике, поскольку катушка была намотана на корпус сердечника.

Для удобства, если мы, , нарисуем линии магнитного потока, сосредоточенные на железном сердечнике с обоих концов, то у нас будет что-то вроде того, что показано ниже.

Здесь вы можете увидеть концентрацию магнитных линий на железных сердечниках и их движение через воздушный зазор.

Эта интенсивность потока прямо пропорциональна току, протекающему в катушках, намотанных на обоих металлических корпусах.Таким образом, во время положительного полупериода поток изменяется от нуля до максимума, а затем снижается с максимума до нуля. После того, как положительный цикл завершится, напряженность поля в воздушном зазоре также достигнет нуля, и после этого у нас будет отрицательный цикл.

Во время отрицательного цикла AC :

Во время этого отрицательного цикла синусоидального напряжения положительное напряжение в точке «B» будет постепенно повышаться от нуля до максимума, а затем возвращается к нулю. Как обычно, из-за этого напряжения будет течь ток, и мы можем видеть направление этого тока в обмотках на рисунке ниже.

Поскольку ток линейно пропорционален напряжению, его величина в обеих обмотках постепенно увеличивается от нуля до максимума, а затем снижается от максимума до нуля.

Если мы рассмотрим закон Ленца, то магнитное поле появится вокруг катушек из-за протекания тока, аналогичного случаю, изученному в положительном цикле. Это поле будет сконцентрировано в центре ферритовых сердечников, как показано на рисунке. Поскольку интенсивность потока прямо пропорциональна току, протекающему в катушках, намотанных на обоих железных телах, этот поток также будет изменяться от нуля до максимума, а затем снижаться с максимума до нуля в зависимости от величины тока.Хотя это похоже на положительный цикл, есть разница, и это направление силовых линий магнитного поля. Вы можете наблюдать эту разницу в направлении потока на диаграммах.

После его отрицательного цикла следует положительный цикл, за которым следует другой отрицательный цикл, и так продолжается до тех пор, пока синусоидальное напряжение переменного тока не будет снято. И из-за этого цикла смены напряжения магнитное поле в центре на железных сердечниках продолжает меняться как по величине, так и по направлению.

В заключение, используя эту установку,

• Мы разработали зону сосредоточения магнитного поля в центре железных сердечников.
• Напряженность магнитного поля в воздушном зазоре постоянно меняется как по величине, так и по направлению.
• Поле повторяет форму волны синусоидального переменного напряжения.

Эта установка, которую мы обсуждали до сих пор, лучше всего подходит для реализации закона электромагнитной индукции Фарадея.Это связано с тем, что постоянно меняющееся магнитное поле является самым основным и важным требованием для электромагнитной индукции.

Мы изучаем этот закон здесь, потому что асинхронный двигатель работает по принципу закона электромагнитной индукции Фарадея.

Теперь, чтобы изучить явление электромагнитной индукции, давайте рассмотрим установку ниже.

• Берется проводник, из него формируется квадрат с закороченными концами на обоих концах.
• Металлический стержень закреплен в центре квадрата проводника, который действует как ось установки.
• Теперь квадратный проводник может свободно вращаться вдоль оси и называется ротором.
• Ротор расположен в центре воздушного зазора, так что проводящая петля может испытывать максимальное поле, создаваемое катушками ротора.

Мы знаем, что согласно закону электромагнитной индукции Фарадея «, когда переменное магнитное поле разрезает металлический проводник, в проводнике индуцируется ЭДС или напряжение» .

Теперь применим этот закон к , чтобы понять работу асинхронного двигателя:

• Согласно этому закону электромагнитной индукции, ЭДС должна индуцироваться в проводнике ротора, расположенном в центре, из-за изменяющегося магнитного поля, испытываемого им.
• Из-за этой наведенной ЭДС и короткого замыкания проводника по всему контуру протекает ток, как показано на рисунке.
• Вот ключ к работе асинхронного двигателя. Мы знаем, что согласно закону Ленца проводник с током создает вокруг себя магнитное поле, интенсивность которого пропорциональна величине тока.
• Поскольку закон универсален, контурный проводник ротора также должен генерировать магнитное поле, потому что ток течет через него из-за электромагнитной индукции.
• Если мы назовем магнитное поле, создаваемое обмотками статора и стальным сердечником, как основной поток или поток статора. Тогда мы можем назвать магнитное поле, создаваемое проводящей петлей ротора, потоком ротора.
• Из-за взаимодействия между главным потоком и потоком ротора на ротор действует сила. Эта сила пытается противодействовать индукции ЭДС в ротор, регулируя положение ротора. Следовательно, в это время мы увидим движение вала.
• Теперь магнитное поле продолжает изменяться из-за переменного напряжения, сила также постоянно регулирует положение ротора без остановки.
• Таким образом, ротор продолжает вращаться из-за переменного напряжения, и, таким образом, мы имеем механический выход на валу или оси ротора.

Таким образом, мы увидели, как из-за электромагнитной индукции в роторе возникает механический выход на валу. Таким образом, название, данное этой установке, называется асинхронным двигателем.

До сих пор мы обсуждали принцип работы асинхронного двигателя, но помните, что теория и практика различны. А для работы асинхронного двигателя необходима дополнительная настройка, о которой мы поговорим ниже.

Асинхронный двигатель, работающий от однофазного переменного тока, называется однофазным асинхронным двигателем .

Линия электропередачи, доступная для нас дома, — это однофазная линия переменного тока 240 В / 50 Гц, а индукционные двигатели, которые мы используем в повседневной жизни в наших домах, называются однофазными асинхронными двигателями.

Чтобы лучше понять принцип работы однофазного асинхронного двигателя, давайте рассмотрим конструкцию однофазного асинхронного двигателя.

Здесь,

• Возьмем несколько проводов и установим их на свободно вращающийся вал, как показано на рисунке.
• Кроме того, мы закоротим концы всех проводников металлическим кольцом, создав петли из нескольких проводников, которые мы изучили ранее.
• Эта установка ротора при ближайшем рассмотрении выглядит как беличья клетка, поэтому ее называют асинхронным двигателем с беличьей клеткой.Давайте посмотрим на трехмерную структуру ротора с короткозамкнутым ротором.

• Статор, который считался цельной железной частью, на самом деле представляет собой группу тонких листов железа, сложенных вместе. Они так плотно прижаты друг к другу, что между ними буквально не будет воздуха. Мы используем стопку железных листов вместо одной железной детали по той же причине, по которой мы используем прокатные железные листы в случае силового трансформатора, который предназначен для уменьшения потерь в стали. Используя метод стекирования, мы значительно снизим потери мощности при сохранении производительности.

Работа этой установки аналогична установке, использованной при объяснении принципа работы асинхронного двигателя.

• Сначала мы подадим переменное напряжение, и из-за этого напряжения ток течет через обмотку статора, намотанную как на верхнем, так и на нижнем сегментах.
• Из-за тока магнитное поле создается как на верхней, так и на нижней обмотке.
• Большая часть металлических листов действует как основная среда для переноса магнитного поля, создаваемого катушками.
• Это переменное магнитное поле, переносимое железным сердечником, концентрируется в центральном воздушном зазоре из-за преднамеренной конструкции.
• Теперь, когда ротор помещен в этот воздушный зазор, закороченные проводники, закрепленные на роторе, также испытывают это переменное поле.
• Из-за поля в проводниках ротора индуцируется ток.
• Поскольку ток проходит через проводники ротора, вокруг ротора также создается магнитное поле.
• При взаимодействии между генерируемым магнитным полем ротора и магнитным полем статора на ротор действует сила.
• Эта сила перемещает ротор вдоль оси и, таким образом, мы получаем вращательное движение.
• Поскольку напряжение постоянно изменяется по синусоидальной форме, ротор также продолжает непрерывно вращаться вдоль своей оси. Таким образом, у нас будет непрерывный механический выход для заданного однофазного входного напряжения.

Хотя мы предполагали, что ротор будет вращаться автоматически после подачи питания на однофазный двигатель, это не так.Поскольку поле, создаваемое однофазным асинхронным двигателем, представляет собой переменное магнитное поле, а не вращающееся магнитное поле. Таким образом, при запуске двигателя ротор блокируется в своем положении, потому что сила, испытываемая им из-за нижней и верхней катушек, будет одинаковой величины и противоположного направления. Таким образом, вначале результирующая сила, испытываемая ротором, равна нулю. Чтобы избежать этого, мы будем использовать вспомогательную обмотку для асинхронного двигателя, чтобы сделать его самозапускающимся. Эта вспомогательная обмотка будет обеспечивать необходимое поле для запуска ротора.Примером для этого случая является электрический вентилятор, который мы видим в нашей повседневной жизни, который запускает конденсатор и запускает асинхронный двигатель со вспомогательной обмоткой, соединенной последовательно с конденсатором.

Асинхронный двигатель, работающий от трехфазного переменного тока, называется трехфазным асинхронным двигателем. Обычно трехфазные асинхронные двигатели используются в промышленности и не подходят для домашнего использования.

Линия электропитания, доступная для промышленных предприятий, составляет 400 В / 50 Гц. Трехфазные четырехлинейные двигатели переменного тока и асинхронные двигатели, которые работают от этого источника питания в промышленности, называются трехфазными асинхронными двигателями.

Для лучшего понимания принципа работы трехфазного асинхронного двигателя давайте рассмотрим конструкцию трехфазного асинхронного двигателя.

Здесь,

• Обмотка фазы A начинается с верхнего сегмента, за которым следует нижний сегмент, как показано на рисунке.
• Что касается двух концов фазы, одна обмотка подключена к линии питания фазы A трехфазного источника питания, а другой конец подключен к нейтрали тех же трех фаз четырехлинейного источника питания.Это возможно, потому что в трехфазном четырехлинейном источнике питания у нас есть первые три линии, несущие три линейных напряжения, а четвертая линия является нейтральной.
• Другие двухфазные обмотки следуют той же схеме, что и фаза A. На двух концах обмотки фазы B одна подключена к силовой линии фазы B трехфазного источника питания, а другой конец подключен к нейтрали тех же трех Фазы четырехполюсного питания.
• Конструкция ротора похожа на короткозамкнутый ротор и представляет собой тот же тип ротора, который используется в однофазном асинхронном двигателе.

Теперь, если мы подадим электроэнергию на трехфазные обмотки статора, то ток начнет течь по всем трем обмоткам. Из-за этого протекания тока катушками будет создаваться магнитное поле, и это поле будет проходить через путь с меньшим магнитным сопротивлением, обеспечиваемый многослойным сердечником. Здесь конструкция двигателя сконструирована таким образом, что магнитное поле, переносимое сердечником, концентрируется в воздушном зазоре в центре, где расположен ротор. Таким образом, магнитное поле, сосредоточенное сердечником в центральном зазоре, воздействует на проводники в роторе, вызывая в них ток.

При наличии тока в проводнике ротор также генерирует магнитное поле, которое взаимодействует с полем статора в любой момент времени. И из-за этого взаимодействия на ротор действует сила, которая приводит к вращению двигателя.

Здесь магнитное поле, создаваемое статором, имеет вращающийся тип из-за трехфазного питания, в отличие от переменного типа, который мы обсуждали в однофазном двигателе.