3-10. ОБМОТКИ Електродвигуни однофазні ДВИГУНІВ
Однофазний асинхронний двигун живиться від однофазної мережі (від двох проводів). Такий двигун може бути виконаний з одного (робочої) обмоткою на статорі, проте в цьому випадку він не має пускового моменту і повинен бути пущений в хід від руки. Такі двигуни застосовуються вельми рідко. Для створення пускового моменту двигун отримує, крім робочої, допоміжну обмотку (яка перетворює його, строго кажучи, в двофазний). Найпростіша допоміжна обмотка має вигляд короткозамкнутого витка, що охоплює край полюса. Такі двигуни -Двигун з розщепленим полюсом мають невеликий пусковий момент (10% від моменту трифазного асинхронного двигуна такого ж габариту) і застосовуються в дрібних двигунах (вентилятори, програвачі і т. П.), Де не потрібно значного пускового моменту. Більш потужні однофазні двигуни виконуються з допоміжної обмоткою, яка на відміну від робочої харчуються не прямо від мережі, а через конденсатор, дросель або опір. Завдяки цьому струм в допоміжній обмотці зсувається по фазі щодо струму в робочій обмотці, і в двигуні створюється обертове магнітне поле, захопливе ротор. Чим ближче зрушення фаз між струмами до 90 ел. град, тим симетричні (ближче до кругового) обертове магнітне поле і тим більше пусковий момент.
Найкращі результати дає включення допоміжної обмотки через конденсатор рис. 3-29, а-е.
Допоміжна обмотка може включатися тільки йа час пуску, для чого застосовуються спеціальні реле або відцентрові розмикачі, що сидять на валу двигуна, автоматично відключають цю обмотку після того, як двигун розбігся, рис. 3-20,6, ж.
В цьому випадку пускова обмотка виконується з числом витків 60-100% робочої (включення через пусковий конденсатор) або 35-60% робочої (включення через пусковий дросель або опір). Це дозволяє збільшити магнітний потік цієї обмотки і тим самим пусковий момент. Щільність струму в пусковий обмотці береться з урахуванням короткочасність її включення, вельми високою (в 5-10 разів більше, ніж в робо
Рис 3-20. Схеми включення обмоток однофазних асинхронних двигунів,
чий). Пусковий момент таких двигунів (при включенні через пусковий конденсатор) незгірш, ніж у трифазних, а при включенні допоміжної обмотки через конденсатор і підвищувальний трансформатор (рис. 3-20,2, е) можуть бути отримані пускові моменти навіть більше, ніж у нормального трифазного двигуна такого ж габариту. Підвищення напруги на конденсаторі дозволяє також істотно зменшити його ємність і габарит. Опору дають пускові моменти 25- ^ 35% пускового моменту трифазного двигуна. Двигуни з допоміжної обмоткою, включеної
тільки на час пуску, хоча і мають підвищений пусковий момент, мають погіршені показники при робочому режимі (знижену потужність, погіршений коефіцієнт потужності, і к. п. д.). Потужність їх становить в середньому 40-50% потужності трифазного двигуна такого ж габариту. Кращі показники мають двигуни з постійно включеної через конденсатор допоміжної обмоткою. Потужність їх досягає 70% і більше від потужності відповідного трифазного двигуна. Б цьому випадку конденсатор підбирається з умови отримання найкращих даних (отримання кругового обертового поля) при робочому режимі (найбільш високий коефіцієнт потужності і к. П. Д.). Пусковий момент при цьому дещо знижується в порівнянні з зазначеними вище для пусковий допоміжної обмотки величинами.
Число витків допоміжної обмотки береться близьким (0,8-1,2) до числа витків робочої. Наявність двох конденсаторів - одного, що включається тільки на час пуску, і другого, включеного постійно, дозволяє отримати однофазний асинхронний двигун з високими пусковими і робочими параметрами.
Робоча обмотка зазвичай займає 2 / з числа пазів статора, допоміжна 7з Осі (середини) котушкові груп робочої і допоміжної обмоток повинні бути зрушені відносно один одного на 90 ел. град., т. е. на половину полюсного поділу.
Для виконання однофазної обмотки в статорі по рис. 3-7 потрібно покласти секції робочої обмотки в пази 1, 2, 3, 4 -7, 8, 9, 10 і 13, 14, 15, 16 -19, 20, 21, 22, а секції допоміжної обмотки покласти в пази 5 , 6 -І, 12 і 17, 18 -23, 24 В кожній робочій і допоміжної обмотці утворюються дві полюсні групи. Відповідно до викладеного вище правилами секції, що входять в одну полюсну групу, з'єднуються послідовно а самі rpiynnbi в залежності від числа витків в секціях і робочої напруги з'єднуються послідовно або паралельно.
У більшості випадків перемотування статора за наведеним вище прикладом необов'язкова; робоча і допоміжна обмотки однофазного дв'ігателя можуть бути отримані з трифазної обмотки без перемотування.
Схеми включення при трифазній обмотці наведені на рис. 3-20,5-е. Схема включення по рис. 3-20, (3 може бути здійснена при наявності шести висновків. Вона дає дещо більший пусковий момент. У тому випадку, коли напруга мережі відповідає фазового напрузі трифазного обмотки, застосовується схема
Мал. 3-20,3 (трикутник). Якщо напруга мережі відповідає лінійному напрузі трифазного обмогкі, застосовуються схеми рис. 3-20, б. ж, е (зірка).
Слід мати на увазі, що напруга на конденсаторі в схемах по рис. 3-20, а, б дорівнює 1,4 U, в схемах рис. 3-20, (5, ж, з дорівнює напрузі мережі, а в схемах з трансформатором воно може значно перевищувати мережеве. Це слід враховувати при виборі робочої напруги конденсатора (якщо конденсатор розрахований на роботу в ланцюгах постійного струму, то його робоча напруга для роботи в мережі змінного струму 50 гц має вибиратися в 2-3 рази більше напруги на його затискачах). Для двигунів з потужністю до 250 300 вт і напругою 127-220 в потрібна ємність досягає десятків микрофарад, а пускова навіть сотень (100-150) микрофарад. Ємність конденсатора подбіраетс - експериментально по мінімальному споживанню струму обмотками в робочому режимі або по максимальному моменту, що розвивається нерухомим двигуном (пускова ємність).
При перемотуванні трифазних двигунів на однофазне живлення доводиться іноді стикатися з таким явищем, коли перемотаний двигун не розбігається, а застряє на низькій швидкості.
Таке явище спостерігається частіше у двополюсних двигунів (3 000 оЩмін) і особливо при відсутності скоса пазів ротора. Більш сприятливим з цієї точки зору є ротор з невеликим числом стержнів (наприклад, 16-il8 стрижнів в роторі при 24 пазах статора). Поліпшити умови пуску можна, збільшивши опір клітини ротора (обточуванням торцевих замикаючих кілець), а також збільшивши на 10-20% повітряний зазор (шліфуванням ротора). Іноді допомагає розрізання кількох симетрично розташованих стрижнів ротора. У тих випадках, коли допустимо повишеяний шум двигуна, сприятливі результати можуть бути отримані при непарному числі стрижнів ротора. Всі заходи, пов'язані зі збільшенням опору клітини, зрозуміло, трохи збільшують номінальне ковзання двигуна.
При використанні двошарових трифазних обмоток сприятливий вплив робить вкорочення кроку на. / З полюсного поділу. Дані по випускається асинхронним однофазним двигунів приведені в книзі: Ф. М. Юферов «Електричні двигуни автоматичних пристроїв», Госенаргоіздат, 1959.