Kategori: Bagaimana ia berfungsi?, Motor elektrik dan aplikasi mereka
Bilangan pandangan: 81554
Komen pada artikel: 4

Motor tak segerak fasa tunggal: bagaimana ia berfungsi

 

Motor tak segerak fasa tunggal: bagaimana ia berfungsiNama peranti elektrik ini menunjukkan bahawa tenaga elektrik yang dibekalkan kepadanya diubah menjadi gerakan pemutar rotor. Selain itu, kata sifat "asynchronous" mencirikan ketidakpadanan, ketinggian kelajuan putaran angker dari medan magnet stator tersebut.

Perkataan "fasa tunggal" menyebabkan definisi samar-samar. Ini disebabkan hakikat bahawa istilah "fasa" dalam elektrik mentakrifkan beberapa fenomena:

  • peralihan, perbezaan sudut antara kuantiti vektor;

  • konduktor berpotensi dua, tiga atau empat wayar litar elektrik AC;

  • salah satu daripada pemegun atau pemutar rotor motor atau fasa tiga fasa.

Oleh itu, kami dengan serta-merta menjelaskan bahawa adalah adat untuk memanggil motor elektrik fasa tunggal yang berjalan pada rangkaian AC dua wayar yang diwakili oleh potensi fasa dan sifar. Bilangan belitan yang dipasang dalam pelbagai reka bentuk stators tidak menjejaskan definisi ini.


Reka bentuk motor

Menurut peranti teknikalnya, motor induksi terdiri daripada:

1. pemegun - bahagian statik, tetap, dibuat oleh perumahan dengan pelbagai elemen elektrik yang terletak di atasnya;

2. pemutar berputar oleh daya medan elektromagnet daripada stator.

Sambungan mekanikal kedua-dua bahagian ini dibuat dengan galas putaran, cincin batin yang dipasang pada soket yang dipasang pada batang pemutar, dan cincin luar dipasang pada penutup sisi pelindung yang dipasang ke stator.

Peranti induksi fasa tunggal

Rotor

Peranti untuk model-model ini adalah sama seperti untuk semua motor induksi: teras magnet dari plat terbeban berdasarkan aloi besi lembut dipasang pada batang keluli. Di permukaan luarnya, alur dibuat di mana rod penggulungan aluminium atau tembaga dipasang, dipendekkan pada ujung hingga cincin penutup.

Peranti pemutar motor induksi

Arus elektrik diinduksi dalam pemutar rotor, yang disebabkan oleh medan magnet stator, dan litar magnet berfungsi untuk laluan baik fluks magnet yang dibuat di sini.

Reka bentuk pemutar berasingan bagi motor fasa tunggal boleh dibuat daripada bahan bukan magnet atau feromagnetik dalam bentuk silinder.


Stator

Reka bentuk stator juga dibentangkan:

  • badan;

  • litar magnet;

  • penggulungan.

Peranti Stator

Tujuan utamanya ialah untuk menghasilkan medan elektromagnet tetap atau berputar.

Pemutar stator biasanya terdiri daripada dua litar:

1. pekerja;

2. pelancar.

Dalam reka bentuk yang paling mudah, direka untuk berputar manual sauh, hanya satu penggulungan yang boleh dibuat.


Prinsip pengendalian motor elektrik fasa tunggal tak segerak

Untuk memudahkan penyampaian bahan, mari bayangkan bahawa stator penggulungan dibuat hanya dengan satu gelung gelung. Wayarnya di dalam stator diedarkan dalam bulatan pada 180 derajat sudut. Suatu arus sinusoidal berganti melewatinya, yang mempunyai gelombang separuh positif dan negatif. Ia tidak menjadikan berputar, tetapi medan magnet berdenyut.


Bagaimana denyutan medan magnet berlaku

Marilah kita menganalisis proses ini dengan contoh aliran gelombang separuh positif semasa pada instan waktu t1, t2, t3.

Stator berdenyut medan magnet

Ia melewati bahagian atas laluan semasa ke arah kami, dan di bahagian bawah - dari kami. Dalam satah serenjang yang diwakili oleh litar magnet, fluks magnet muncul di sekitar konduktor.

Arus yang berubah-ubah dalam amplitud pada instan masa yang dipertimbangkan menghasilkan medan elektromagnet F1, F2, F3 magnitud yang berbeza. Oleh kerana semasa di bahagian atas dan bawah adalah sama, tetapi gegelung bengkok, fluks magnet setiap bahagian diarahkan ke arah yang bertentangan dan memusnahkan kesan antara satu sama lain.Ini boleh ditentukan dengan peraturan gimlet atau tangan kanan.

Seperti yang anda lihat, dengan gelombang setengah positif, putaran medan magnet tidak dipatuhi, tetapi hanya riak berlaku di bahagian atas dan bawah wayar, yang juga seimbang di litar magnetik. Proses yang sama berlaku dengan seksyen negatif sinusoid, apabila arah arus terbalik.

Memandangkan tidak ada medan magnet yang berputar, pemutar juga akan kekal pegun, kerana tidak ada daya yang dikenakan kepadanya untuk memulakan putaran.


Bagaimana putaran pemutar dibuat dalam medan berdenyut

Jika anda memberikan pemutar rotor, walaupun dengan tangan anda, maka ia akan meneruskan pergerakan ini. Untuk menjelaskan fenomena ini, kita menunjukkan bahawa jumlah fluks magnet berubah-ubah dalam kekerapan sinusoid semasa dari sifar ke nilai maksimum dalam setiap kitaran separuh (dengan perubahan dalam arah) dan terdiri daripada dua bahagian yang terbentuk di cawangan atas dan bawah, seperti ditunjukkan dalam gambar.

Stator berdenyut penguraian medan magnet

Bidang berdenyut magnet stator terdiri daripada dua pekeliling dengan amplitud Fmax / 2 dan bergerak ke arah yang bertentangan dengan kekerapan yang sama.

npr = nbr = f60 / p = 1.

Dalam formula ini ditunjukkan:

  • npr dan frekuensi nobr putaran medan magnet stator di hadapan dan arah belakang;

  • n1 adalah kelajuan fluks magnet berputar (r / min);

  • p ialah bilangan pasangan tiang;

  • f adalah kekerapan arus dalam pemutar stator.

Sekarang, dengan tangan anda, kami akan memberikan putaran enjin dalam satu arah, dan ia akan segera mengambil pergerakan disebabkan oleh berlakunya tork yang disebabkan oleh gelongsor rotor relatif kepada fluks magnet yang berbeza dari arah hadapan dan belakang.

Kami menganggap bahawa fluks magnet arah hadapan bertepatan dengan putaran pemutar, dan sebaliknya, masing-masing akan menjadi sebaliknya. Jika n2 ialah kekerapan putaran sauh dalam rpm, maka kita boleh menulis ungkapan n2

Dalam kes ini, kita menyatakan Spr = (n1-n2) / n1 = S.

Di sini, indeks S dan Spr menggambarkan slip motor tak segerak dan rotor fluks magnet relatif arah ke hadapan.

Dalam aliran terbalik, slip Sobr dinyatakan dengan formula serupa, tetapi dengan perubahan tanda n2.

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

Memutar medan magnet stator

Selaras dengan undang-undang induksi elektromagnetik, di bawah pengaruh fluks magnet secara langsung dan terbalik, daya elektromotif akan bertindak dalam penggulungan pemutar, yang akan menghasilkan arus arahan I2pr dan I2obr yang sama di dalamnya.

Arus arus terputus medan di pemutar

Kekerapan mereka (dalam hertz) akan berkadar terus dengan magnitud slip.

f2pr = f1 ∙ Spr;

f2sample = f1 ∙ S

Selain itu, f2obr kekerapan yang terbentuk oleh I2obr semasa yang disebabkan oleh ketara melebihi frekuensi f2pr.


Sebagai contoh, motor elektrik berjalan pada rangkaian 50 Hz dengan n1 = 1500, dan n2 = 1440 rpm. Pemutarnya mempunyai slip relatif terhadap fluks magnet arah ke hadapan Spr = 0.04 dan kekerapan semasa f2pr = 2 Hz. Slip balik Sobr = 1.96, dan frekuensi semasa f2obr = 98 Hz.

Berdasarkan undang-undang Ampere, apabila I2pr semasa dan medan magnetnya Falak berinteraksi, satu tork Max muncul.

Kejadian daya yang mewujudkan putaran pemutar

Mpr = cM ∙ Fpr ∙ I2pr ∙ cosφ2pr.

Di sini, pekali malar SM bergantung pada reka bentuk enjin.

Dalam kes ini, mobr fluks magnet terbalik juga bertindak, yang dikira oleh ungkapan:

Mobr = cM ∙ Phobr ∙ I2obr ∙ cosφ2obr.

Hasil daripada interaksi dua aliran ini, hasilnya akan muncul:

M = Mpr-Mobr.

Perhatian! Apabila pemutar berputar, arus frekuensi yang berbeza diinduksi di dalamnya, yang menghasilkan momen kuasa dalam arah yang berbeza. Oleh itu, angker motor akan berputar di bawah tindakan medan magnet berdenyut ke arah yang mana ia mula berputar.

Semasa mengatasi beban yang dinilai oleh motor fasa tunggal, slip yang sedikit dibuat dengan bahagian utama tork langsung Mpr. Penolakan terhadap medan magnet yang menghambat, magnetik Mobr sangat sedikit mempengaruhi kerana perbezaan frekuensi arus arah ke hadapan dan sebaliknya.

f2obr semasa terbalik ketara melebihi f2pr, dan induksi X2obr teraruh sangat melebihi komponen aktif dan memberikan kesan demagnetizing besar Fobr fluks magnet terbalik, yang akhirnya berkurangan.

Oleh kerana faktor kuasa enjin di bawah beban adalah kecil, fluks magnet terbalik tidak boleh memberi kesan kuat pada pemutar berputar.

Apabila satu fasa rangkaian digunakan untuk motor dengan rotor tetap (n2 = 0), kemudian tergelincir, kedua-duanya ke hadapan dan terbalik, bersamaan dengan perpaduan, dan medan magnet dan daya aliran ke hadapan dan terbalik seimbang dan putaran tidak berlaku. Oleh itu, dari pembekalan satu fasa, mustahil untuk tidak menyangkut angker motor.

Bagaimana dengan cepat menentukan kelajuan enjin:

Bagaimana putaran pemutar dibuat dalam motor tak segerak fasa tunggal

Dalam keseluruhan sejarah operasi peranti sedemikian, penyelesaian reka bentuk berikut telah dibangunkan:

1. manual melepaskan aci dengan tangan atau kord;

2. penggunaan penggulungan tambahan yang disambungkan semasa permulaan kerana rintangan ohmik, kapasitif atau induktif;

3. berpecah oleh gegelung magnet litar pintas litar magnet stator.

Kaedah pertama digunakan dalam pembangunan awal dan tidak mula digunakan pada masa depan kerana terdapat kemungkinan risiko kecederaan di permulaan, walaupun ia tidak memerlukan rantai tambahan.


Permohonan fasa beralih fasa dalam stator

Untuk memberi putaran awal pemutar kepada pemutar stator, pada masa permulaan, satu tambahan tambahan disambung, tetapi hanya 90 darjah beralih dalam sudut. Ia dilakukan dengan dawai yang tebal untuk lulus lebih banyak arus daripada mengalir dalam satu kerja.

Gambarajah sambungan enjin sedemikian ditunjukkan dalam gambar di sebelah kanan.

Rajah pendawaian motor induksi fasa tunggal

Di sini, butang jenis PNVS digunakan untuk menghidupkan, yang direka khusus untuk enjin sedemikian dan digunakan secara meluas dalam operasi mesin basuh yang dihasilkan di USSR. Butang ini dengan segera menghidupkan 3 kenalan sedemikian rupa sehingga kedua-dua yang melampau, selepas ditekan dan dibebaskan, kekal tetap di keadaan di atas, dan yang tengah menutup secara ringkas, dan kemudian kembali ke kedudukan asalnya di bawah tindakan musim bunga.

Kenalan melampau tertutup boleh diputuskan dengan menekan butang Berhenti yang bersebelahan.

Reka bentuk butang PNVS

Selain butang suis push-up, berikut digunakan dalam mod automatik untuk melumpuhkan penggulungan tambahan:

1. suis sentrifugal;

2. relay perbezaan atau semasa;

3. pemasa mekanikal.

Untuk meningkatkan enjin bermula di bawah beban, elemen tambahan digunakan dalam penggiliran fasa.


Sambungan motor fasa tunggal dengan rintangan permulaan

Dalam litar seperti itu, rintangan ohmik secara berperingkat dipasang ke stator penggulungan tambahan. Dalam kes ini, penggulungan pusingan dilakukan dengan cara yang keras, memberikan koefisien induksi sendiri gegelung yang sangat dekat dengan sifar.

Sambungan motor fasa tunggal dengan rintangan permulaan

Oleh kerana pelaksanaan kedua-dua kaedah ini, apabila arus mengalir melalui lilitan yang berlainan, peralihan fasa kira-kira 30 darjah berlaku di antara mereka, yang cukup mencukupi. Perbezaan sudut dibuat dengan mengubah rintangan kompleks di setiap litar.

Dengan kaedah ini, permulaan berliku dengan induktansi yang rendah dan peningkatan rintangan masih boleh didapati. Untuk ini, berliku dengan sebilangan kecil lilitan dawai bagi keratan rentas diturunkan digunakan.


Menyambungkan motor fasa tunggal dengan kapasitor bermula

Peralihan fasa semasa kapasitif membolehkan anda membuat sambungan jangka pendek penggulungan dengan kapasitor yang bersambung siri. Rantaian ini hanya berfungsi apabila enjin memasuki mod, dan kemudian dimatikan.

Menyambungkan motor fasa tunggal dengan kapasitor bermula

Kapasitor mula mencipta tork terbesar dan faktor kuasa yang lebih tinggi daripada dengan kaedah permulaan rintangan atau induktif. Ia boleh mencapai nilai 45 ÷ 50% daripada nilai nominal.

Dalam litar yang berasingan, kapasitansi juga ditambah kepada rantaian penggulungan kerja, yang sentiasa ada. Disebabkan ini, penyimpangan arus dalam belitan oleh sudut susunan π / 2 dicapai. Pada masa yang sama, pergeseran amplitud maksimum sangat ketara di stator, yang memberikan tork yang baik pada aci.

Oleh kerana teknik ini, enjin mampu menghasilkan lebih banyak kuasa pada permulaan. Walau bagaimanapun, kaedah ini hanya digunakan dengan pemacu permulaan yang berat, contohnya, untuk memutar drum dari mesin basuh yang penuh dengan linen dengan air.

Puncin kapasitor membolehkan anda menukar arah putaran angker. Untuk melakukan ini, hanya menukar polariti sambungan dari penggalan awal atau kerja.


Split Pole Single Phase Connection Motor

Motor tanpa asynchronous dengan kuasa kecil kira-kira 100 W menggunakan pemisahan fluks magnet stator kerana kemasukan gegelung tembaga pendek litar di kutub litar magnetik.

Motor asynchronous tiang pecah

Dipotong menjadi dua bahagian, tiang itu mencipta medan magnet tambahan, yang beralih dari sudut utama dan melemahkannya di tempat yang ditutupi oleh gegelung. Disebabkan ini, medan berputar eliptik dicipta, membentuk momen putaran arah malar.

Dalam reka bentuk sedemikian, seseorang boleh mencari pancaran magnet yang diperbuat daripada plat keluli yang menutup tepi hujung tiang penggerak.

Enjin reka bentuk yang sama boleh didapati di alat ventilasi untuk bertiup udara. Mereka tidak mempunyai keupayaan untuk berbalik.

Lihat juga di i.electricianexp.com:

  • Sangkar sangkar dan pemutar fasa - apakah perbezaannya
  • Bagaimana membezakan motor induksi dari motor DC
  • Enjin jet segerak moden
  • Bagaimana menentukan kelajuan putaran motor elektrik
  • Bagaimana untuk menentukan gegelung kerja dan mula motor fasa tunggal

  •  
     
    Komen:

    # 1 menulis: | [quote]

     
     

    Ya, artikel itu hanya super. Semuanya mudah dan berpatutan. Terima kasih kepada pengarang. Sekarang, jika pengarang juga telah menulis artikel tentang peranti dan prinsip pengendalian motor fasa tunggal segerak, ia akan menjadi satu kelas !!!!!!!!!!!!!! Secara umum, tapak anda pada pendapat saya adalah salah satu yang paling menarik dan berguna mengenai topik elektrik di Internet. Terima kasih !!

     
    Komen:

    # 2 menulis: siv2 | [quote]

     
     

    "ketinggian kelajuan putaran angker dari medan magnet stator."

    Penggunaan istilah "jangkar" dalam kes ini tidak betul, kerana dalam mesin asynchronous kedua-dua belitan dan stator dan rotor adalah jangkar, kerana di kedua EMF didorong semasa operasi mesin.

    Ia lebih tepat untuk menulis "ketinggian kelajuan putaran medan magnet rotor dari medan magnet stator itu."

     
    Komen:

    # 3 menulis: Rudnikvs | [quote]

     
     

    Saya mempunyai pendapat yang berbeza. Dalam angka, di mana satu setengah daripada penggulungan (satu giliran) ditunjukkan, kesilapan yang jelas dibuat, sejak separuh kedua harus mencipta bidang yang sama (jika 3000 rpm). Oleh itu, mengapa medan magnet diarahkan ke arah satu sama lain? Akhirnya, medan magnet adalah vorteks, ia tidak mempunyai akhir atau permulaan. Ia akan sentiasa mencari jalan ke kelenjar stator atau di pemutar.

    Secara umum, motor fasa tunggal dengan pemutar pegun sepenuhnya sama dengan pengubah. Dalam pemutar, mengikut undang-undang Lenz, sebuah pengubah EMF terinduksi, yang menghasilkan medan magnet berlawanan. Benar, ia sentiasa kurang daripada yang utama kerana kerugian.

    Dalam angka yang ditunjukkan, medan stator dan medan pemutar bertentangan dengannya akan terletak secara mendatar. Dan untuk sebab tertentu penulis itu tegak. Kesalahan yang sama dalam penerbitan lain. salin dari satu sama lain tanpa berfikir.

     
    Komen:

    # 4 menulis: A.C. | [quote]

     
     

    Quote: RudnikVS

    Saya mempunyai pendapat yang berbeza. Dalam angka, di mana satu setengah daripada penggulungan (satu giliran) ditunjukkan, kesilapan yang jelas dibuat, sejak separuh kedua harus mencipta bidang yang sama (jika 3000 rpm). Oleh itu, mengapa medan magnet diarahkan ke arah satu sama lain? 
     

    Bahagian-bahagian gegelung ini (litar) berada pada jarak yang berlainan, dan arus di dalam masing-masing mempunyai arah spasi yang bertentangan. Lagipun, ini litar. Semuanya dikunyah dengan sempurna.
    Dan fluks magnet di rotor tidak ditunjukkan dalam angka ini.
    Saya tidak melihat kesilapan asas dalam artikel ...