Single-phase asynchronous motor: kung paano ito gumagana

Ang mismong pangalan ng aparatong elektrikal na ito ay nagpapahiwatig na ang de-koryenteng enerhiya na ibinibigay dito ay na-convert sa pag-ikot ng paggalaw ng rotor. Bukod dito, ang adjective "asynchronous" ay kumikilala sa mismatch, ang lag ng bilis ng pag-ikot ng armature mula sa magnetic field ng stator.

Ang salitang "solong-phase" ay nagiging sanhi ng isang hindi malinaw na kahulugan. Ito ay dahil sa katotohanan na ang salitang "phase" sa electrics tumutukoy ng maraming mga phenomena:

• shift, pagkakaiba ng mga anggulo sa pagitan ng dami ng vector;

• potensyal na conductor ng dalawa, tatlo o apat na wire AC electric circuit;

• isa sa mga stator o rotor windings ng isang three-phase motor o generator.

Samakatuwid, agad naming linawin na kaugalian na tumawag sa isang solong-phase na de-koryenteng motor na gumagana mula sa isang dalawang-wire na alternating kasalukuyang network, na kinakatawan ng isang phase at zero potensyal. Ang bilang ng mga paikot-ikot na naka-mount sa iba't ibang mga disenyo ng mga stator ay hindi nakakaapekto sa kahulugan na ito.

Disenyo ng motor

Ayon sa teknikal na aparato nito, isang induction motor ay binubuo ng:

1. isang stator - isang static, naayos na bahagi, na ginawa ng isang pabahay na may iba't ibang mga de-koryenteng elemento na matatagpuan dito;

2. isang rotor na pinaikot ng mga puwersa ng larangan ng electromagnetic ng stator.

Ang mekanikal na koneksyon ng dalawang bahagi na ito ay ginawa sa pamamagitan ng mga gulong ng pag-ikot, ang panloob na mga singsing na kung saan ay naka-mount sa marapat na mga socket ng rotor shaft, at ang mga panlabas na singsing ay naka-mount sa mga proteksyon sa gilid na takip na nakatakda sa stator.

Rotor

Ang aparato nito para sa mga modelong ito ay pareho para sa lahat ng mga motor sa induction: isang magnetic core mula sa mga plaka ng singil batay sa malambot na mga haluang metal na bakal ay naka-mount sa isang baras na bakal. Sa panlabas na ibabaw nito, ang mga grooves ay ginawa kung saan ang mga paikot-ikot na mga baras ng aluminyo o tanso ay naka-mount, pinaikling sa mga dulo sa mga nakasara na singsing.

Ang isang de-koryenteng kasalukuyang ay sapilitan sa paikot-ikot na rotor, na kung saan ay sapilitan ng magnetic field ng stator, at ang magnetic circuit ay nagsisilbi para sa mahusay na pagpasa ng magnetic flux na nilikha dito.

Ang mga hiwalay na disenyo ng rotor para sa mga single-phase motor ay maaaring gawin ng mga di-magnetic o ferromagnetic na materyales sa anyo ng isang silindro.

Stator

Ang disenyo ng stator ay ipinakita din:

• katawan;

• magnetic circuit;

• paikot-ikot

Ang pangunahing layunin nito ay upang makabuo ng isang nakapirming o umiikot na larangan ng electromagnetic.

Ang stator na paikot-ikot ay karaniwang binubuo ng dalawang circuit:

1. manggagawa;

2. launcher.

Sa pinakasimpleng mga disenyo, na idinisenyo para sa manu-manong pag-ikot ng angkla, isa lamang ang paikot-ikot na maaaring gawin.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang asynchronous single-phase electric motor

Upang gawing simple ang pagtatanghal ng materyal, isipin natin na ang paikot-ikot na stator ay ginawa gamit ang isang loop lamang. Ang mga wire nito sa loob ng stator ay ipinamamahagi sa isang bilog sa 180 angular degrees. Isang alternatibong sinusoidal kasalukuyang dumadaan dito, pagkakaroon ng positibo at negatibong kalahating alon. Lumilikha ito hindi isang umiikot, ngunit isang pulsating magnetic field.

Paano naganap ang magnetic field pulsations

Suriin natin ang prosesong ito gamit ang halimbawa ng isang positibong kasalukuyang kalahating alon na dumadaloy sa oras agad na t1, t2, t3.

Nagpapasa ito sa itaas na bahagi ng kasalukuyang landas patungo sa amin, at kasama ang mas mababang bahagi - mula sa amin. Sa patayo na eroplano na kinakatawan ng magnetic circuit, lumilitaw ang mga magnetikong flux sa paligid ng conductor.

Ang mga alon na nag-iiba-iba sa malawak sa itinuturing na mga instant ng oras ay lumikha ng mga electromagnetic na patlang F1, F2, at F3 ng iba't ibang kadakilaan. Dahil ang kasalukuyang sa itaas at mas mababang kalahati ay pareho, ngunit ang likid ay baluktot, ang mga magnetic flux ng bawat bahagi ay nakadirekta sa kabaligtaran ng direksyon at sirain ang pagkilos ng bawat isa.Maaari itong matukoy sa pamamagitan ng patakaran ng isang gimlet o kanang kamay.

Tulad ng nakikita mo, na may positibong kalahating alon, ang pag-ikot ng magnetic field ay hindi sinusunod, ngunit ang ripple lamang nito ang nangyayari sa itaas at ibabang bahagi ng kawad, na pareho ding balanse sa magnetic circuit. Ang parehong proseso ay nangyayari sa isang negatibong seksyon ng sinusoid, kapag ang mga alon ay reverse direksyon.

Dahil walang umiikot na magnetic field, ang rotor ay mananatili rin na walang tigil, dahil walang mga puwersa na inilalapat upang magsimula ng pag-ikot.

Kung paano ang pag-ikot ng rotor ay nilikha sa isang patlang na pulsating

Kung bibigyan mo ang isang rotor ng pag-ikot, kahit na sa iyong kamay, pagkatapos ay magpapatuloy ito sa paggalaw na ito. Upang ipaliwanag ang kababalaghan na ito, ipinakita namin na ang kabuuang magnetic flux ay nag-iiba sa dalas ng kasalukuyang sinusoid mula sa zero hanggang sa maximum na halaga sa bawat kalahating siklo (na may pagbabago sa direksyon) at binubuo ng dalawang bahagi na nabuo sa itaas at mas mababang mga sanga, tulad ng ipinapakita sa figure.

Ang magnetic pulsating field ng stator ay binubuo ng dalawang pabilog na may isang malawak na Fmax / 2 at gumagalaw sa kabaligtaran ng mga direksyon na may parehong dalas.

npr = nbr = f60 / p = 1.

Sa pormula na ito ay ipinahiwatig:

• npr at nobr dalas ng pag-ikot ng magnetic field ng stator sa pasulong at reverse direksyon;

• ang n1 ay ang bilis ng umiikot na magnetic flux (r / min);

• p ang bilang ng mga pares ng poste;

• f ay ang dalas ng kasalukuyang sa stator paikot-ikot.

Ngayon sa aming kamay bibigyan namin ang pag-ikot ng motor sa isang direksyon, at agad itong kukunin ang kilusan dahil sa hitsura ng isang metalikang kuwintas na dulot ng pag-slide ng kamag-anak na rotor sa iba't ibang mga magnetic flux ng pasulong at reverse direksyon.

Ipinapalagay namin na ang magnetic flux ng pasulong na direksyon ay magkakasabay sa pag-ikot ng rotor, at ang baligtad, ayon sa pagkakabanggit, ay magiging kabaligtaran. Kung ang n2 ay ang dalas ng pag-ikot ng anchor sa rpm, pagkatapos ay maaari nating isulat ang expression n2

Sa kasong ito, ipinapahiwatig namin ang Spr = (n1-n2) / n1 = S.

Dito, ang mga indeks ng S at Spr ay nagpapahiwatig ng slip ng asynchronous motor at ang rotor ng kamag-anak na magnetic flux ng pasulong na direksyon.

Sa reverse flow, ang slip Sobr ay ipinahayag ng isang katulad na formula, ngunit sa pagbabago ng sign n2.

Sobr = (n1 - (-n2)) / n1 = 2-Sbr.

Alinsunod sa batas ng electromagnetic induction, sa ilalim ng impluwensya ng direkta at reverse magnetic flux, isang elektromotiko na puwersa ang kumikilos sa paikot-ikot na rotor, na lilikha ng mga alon ng parehong direksyon na I2pr at I2obr sa loob nito.

Ang kanilang dalas (sa hertz) ay direktang proporsyonal sa laki ng slip.

f2pr = f1 ∙ Spr;

f2sample = f1 ∙ S

Bukod dito, ang dalas f2obr na nabuo ng sapilitan kasalukuyang I2obr makabuluhang lumampas sa dalas f2pr.

Halimbawa, ang isang de-koryenteng motor ay tumatakbo sa isang 50 Hz network na may n1 = 1500, at n2 = 1440 rpm. Ang rotor nito ay may isang slip na kamag-anak sa magnetic flux ng pasulong na direksyon Spr = 0.04 at ang kasalukuyang dalas f2pr = 2 Hz. Ang reverse slip Sobr = 1.96, at ang kasalukuyang dalas f2obr = 98 Hz.

Batay sa batas ng Ampere, kapag ang kasalukuyang I2pr at ang magnetic field na Фпр ay nakikipag-ugnay, lumitaw ang isang metalikang kuwintas

Mpr = cM ∙ Fpr ∙ I2pr ∙ cosφ2pr.

Dito, ang pare-pareho ng koepisyenteng SM ay nakasalalay sa disenyo ng engine.

Sa kasong ito, ang reverse magnetic flux flur ay kumikilos, na kinakalkula ng expression:

Mobr = cM ∙ Phobr ∙ I2obr ∙ cosφ2obr.

Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng dalawang daloy na ito, lilitaw ang nagreresulta sa isa:

M = Mpr-Mobr.

Pansin! Kapag ang rotor ay umiikot, ang mga alon ng iba't ibang mga dalas ay naudyok sa loob nito, na lumilikha ng mga sandali ng mga puwersa sa iba't ibang direksyon. Samakatuwid, ang armature ng motor ay iikot sa ilalim ng pagkilos ng isang pulsating magnetic field sa direksyon mula kung saan nagsimula itong iikot.

Sa panahon ng pagtagumpayan ng rate ng pag-load ng isang solong-phase na motor, isang bahagyang slip ay nilikha gamit ang pangunahing bahagi ng direktang metalikang kuwintas Mpr. Ang pagwawasto ng inhibitory, reverse magnetic field MOBR ay may napakaliit na epekto dahil sa pagkakaiba-iba ng mga dalas ng mga alon ng pasulong at reverse direksyon.

Ang f2obr ng reverse kasalukuyang ay makabuluhang lumampas sa f2pr, at ang sapilitan na inductance X2obr ay lubos na lumampas sa aktibong sangkap at nagbibigay ng isang malaking demagnetizing epekto ng reverse magnetic flux Fobr, na sa huli ay bumababa.

Yamang ang maliit na kadahilanan ng engine sa ilalim ng pag-load ay maliit, ang reverse magnetic flux ay hindi maaaring magkaroon ng isang malakas na epekto sa umiikot na rotor.

Kapag ang isang yugto ng network ay inilalapat sa isang motor na may isang nakapirming rotor (n2 = 0), pagkatapos ay madulas, kapwa pasulong at baligtad, ay pantay sa pagkakaisa, at ang mga magnetikong larangan at mga puwersa ng pasulong at reverse flow ay balanseng at ang pag-ikot ay hindi nangyari. Samakatuwid, mula sa suplay ng isang yugto imposible na hubarin ang armature ng motor.

Paano mabilis na matukoy ang bilis ng engine:

Kung paano ang pag-ikot ng rotor ay nilikha sa isang solong-phase asynchronous motor

Sa buong kasaysayan ng pagpapatakbo ng mga naturang aparato, ang mga sumusunod na solusyon sa disenyo ay binuo:

1. manu-manong pag-unting ng baras gamit ang isang kamay o kurdon;

2. ang paggamit ng isang karagdagang paikot-ikot na konektado sa panahon ng pagsisimula dahil sa ohmic, capacitive o inductive resistensya;

3. Paghahati sa pamamagitan ng isang maikling-circuited magnetic coil ng stator magnetic circuit.

Ang unang pamamaraan ay ginamit sa paunang pag-unlad at hindi nagsimulang mailapat sa hinaharap dahil sa mga posibleng panganib ng mga pinsala sa pagsisimula, bagaman hindi ito nangangailangan ng karagdagang mga kadena.

Application ng phase paglilipat paikot-ikot sa stator

Upang mabigyan ang paunang pag-ikot ng rotor sa paikot-ikot na stator, sa oras ng pagsisimula, ang isang karagdagang pandiwang pantulong ay konektado, ngunit 90 degrees lamang ang lumipat sa anggulo. Ginagawa ito gamit ang isang mas makapal na kawad upang makapasa ng mas maraming mga alon kaysa sa pag-agos sa isang nagtatrabaho.

Ang diagram ng koneksyon ng tulad ng isang makina ay ipinapakita sa figure sa kanan.

Dito, ang pindutan ng uri ng PNVS ay ginagamit upang i-on, na espesyal na nilikha para sa mga naturang engine at malawakang ginagamit sa pagpapatakbo ng mga washing machine na ginawa sa USSR. Ang pindutan na ito ay agad na lumiliko sa 3 mga contact sa isang paraan na ang dalawang matindi, pagkatapos na pinindot at pinakawalan, ay mananatiling maayos sa estado, at ang gitnang isa ay magsara ng saglit, at pagkatapos ay bumalik sa kanyang orihinal na posisyon sa ilalim ng aksyon ng tagsibol.

Ang mga nakasara na matinding contact ay maaaring idiskonekta sa pamamagitan ng pagpindot sa katabing pindutan ng Stop.

Bilang karagdagan sa switch-button switch, ang mga sumusunod ay ginagamit sa awtomatikong mode upang huwag paganahin ang karagdagang paikot-ikot:

1. mga switch ng sentripugal;

2. pagkakaiba o kasalukuyang mga relay;

3. mechanical timers.

Upang mapabuti ang pagsisimula ng engine sa ilalim ng pag-load, ang mga karagdagang elemento ay ginagamit sa phase-shift na paikot-ikot.

Koneksyon ng isang solong-phase na motor na may panimulang paglaban

Sa tulad ng isang circuit, ang Ohmic na pagtutol ay sunud-sunod na naka-mount sa stator na karagdagang paikot-ikot. Sa kasong ito, ang paikot-ikot na mga pagliko ay isinasagawa sa isang paraan ng biffilar, na nagbibigay ng isang koepisyent ng self-induction ng coil na malapit sa zero.

Dahil sa pagpapatupad ng dalawang pamamaraan na ito, kapag ang mga alon ay dumadaloy sa iba't ibang mga paikot-ikot, isang phase shift na humigit-kumulang na 30 degree ang nangyayari sa pagitan nila, na sapat na. Ang pagkakaiba sa mga anggulo ay nilikha sa pamamagitan ng pagbabago ng kumplikadong paglaban sa bawat circuit.

Sa pamamaraang ito, ang isang nagsisimula na paikot-ikot na may mababang pag-iingat at pagtaas ng pagtutol ay maaari pa ring matagpuan. Para sa mga ito, ang paikot-ikot na may isang maliit na bilang ng mga liko ng isang wire ng ibabang cross section ay ginagamit.

Pagkonekta ng isang solong-phase na motor na may pagsisimula ng kapasitor

Pinapayagan ka ng capacitive phase kasalukuyang shift na lumikha ka ng isang panandaliang koneksyon ng paikot-ikot na may capacitor na konektado sa serye. Gumagana lamang ang chain na ito kapag ang engine ay pumapasok sa mode, at pagkatapos ay patayin.

Ang pagsisimula ng capacitor ay lumilikha ng pinakadakilang metalikang kuwintas at isang mas mataas na kadahilanan ng kuryente kaysa sa isang resistive o panimulang pamamaraan ng pagsisimula. Maaari itong maabot ang isang halaga ng 45 ÷ 50% ng nominal na halaga.

Sa magkakahiwalay na mga circuit, ang isang capacitance ay idinagdag din sa gumagana na paikot-ikot na chain, na patuloy na. Dahil dito, ang mga paglihis ng mga alon sa mga paikot-ikot sa pamamagitan ng isang anggulo ng pagkakasunud-sunod ng π / 2 ay nakamit. Kasabay nito, ang isang paglipat ng maximum na mga amplitude ay mariin na napapansin sa stator, na nagbibigay ng mahusay na metalikang kuwintas sa baras.

Dahil sa pamamaraang ito, ang makina ay may kakayahang makabuo ng higit na lakas sa start-up. Gayunpaman, ang pamamaraang ito ay ginagamit lamang sa mga mabibigat na drive, halimbawa, upang iikot ang drum ng isang washing machine na puno ng lino na may tubig.

Pinapayagan ka ng trigger ng capacitor na baguhin ang direksyon ng pag-ikot ng armature. Upang gawin ito, baguhin lamang ang polarity ng koneksyon ng simula o paikot-ikot na gumagana.

Hatiin ang Pole Single Phase Motor Connection

Ang mga Asynchronous motor na may isang maliit na lakas ng halos 100 W ay gumagamit ng paghahati ng stator magnetic flux dahil sa pagsasama ng isang maikling-circuited na coil na tanso sa magnetic circuit poste.

Gupitin sa dalawang bahagi, tulad ng isang poste ay lumilikha ng isang karagdagang magnetic field, na inilipat mula sa pangunahing isa sa anggulo at pinapahina ito sa lugar na sakop ng likid. Dahil dito, ang isang patlang na umiikot na patlang ay nilikha, na bumubuo ng isang sandali ng pag-ikot ng isang palaging direksyon.

Sa ganitong mga disenyo, makakahanap ang isang magnetic shunts na gawa sa mga plate na bakal na nagsara sa mga gilid ng mga tip ng mga stator pole.

Ang mga makina ng magkatulad na disenyo ay matatagpuan sa mga aparato ng bentilasyon para sa pamumulaklak ng hangin. Wala silang kakayahang baligtarin.