Еднофазни електрични мотори 220V

Принцип на работа

Сите ние во училишните лекции за физика демонстрираа експерименти со жица рамка поставена во полето на постојан магнет. Ако сегашниот низ рамката прескокнете, тогаш водичи на десно и лево од рамката ќе дејствува Ампер сила, вртежен момент, и тековната слика ќе биде ротирана додека тоа не се земе позиција во кој силите на дејствување откажете едни на други.

Ако го натерате полето да се ротира, тековната кутија ќе се ротира со неа. Овој принцип се базира на работата на синхронизиран електромотор. Рамка со магнети е аналоген од електричен мотор. Ротирачка рамка со струјно ротор. Фиксни магнети се статори.

Трифазен синхрони мотор

Сега ние мора да го направиме стационарниот статор да создаде ротирачко магнетно поле.

За почеток, ги заменуваме постојаните магнети со тековни калеми со намотки на статорот. Калем со струја создава исто магнетно поле како магнет. На статорот нема да ставаме ниту еден серпентина-магнет, туку три, ротирајќи ги 120 степени во однос на едни со други. Ние применуваме наизменична струја на овие намотки со фазно поместување од 120 степени. Така се менуваат фазите во трифазната мрежа.

Резултирачкото магнетно поле е резултат на векторското додавање на три полиња. Вкупниот вектор на магнетната индукција ќе се ротира со фреквенцијата на наизменичната струја. Во еден период, магнетното поле произведено од статорот на трифазен мотор прави целосна револуција. Роторот, кој е сличен на серпентина со струја, ротира заедно со магнетното поле на статорот со иста брзина. Така, роторот на синхрониот мотор се ротира со фреквенцијата на напонот на наизменична струја.

Синхроните мотори имаат најдобри карактеристики, развиваат максимална моќност и обезбедуваат висока ефикасност. Сепак, постои тежок ротор со намотки, што е тешко да се балансира. За намотките на роторот, струјата мора да биде испорачана, и ова бара употреба на исклучително несигурен состав на четка. Во принцип, синхрони мотор е добар, но тежок, скап и не е многу сигурен.

Трифазен асинхрон мотор

Кратко ќе ги скратиме краевите на рамката. Добиваме една кратка спојка. Нашиот трифазен статор создава ротирачко магнетно поле. Нека ова поле создаде струја во краток спој ротор.

Кога полето на статорот ротира во однос на фиксната рамка, создава наизменичен магнетски флукс во неговото коло. Според законот за електромагнетна индукција наизменичното поле индуцира електрична струја во рамката. Струјата генерира вртежен момент, а рамката се ротира по магнетното поле, како во синхрониот мотор.

Но, постои една фундаментална разлика. Во синхрониот мотор, роторот ротира истовремено, односно синхроно со полето на статорот. Роторот е стационарен во однос на полето на статорот.

Во асинхрон мотор, роторот се обидува да го достигне ротирачкото поле, но секогаш заостанува зад себе, како да лизга околу тоа. Ако ненадејно ротационата брзина на роторот е токму еднаква на брзината на полето, тогаш индукционата струја ќе престане да биде индуцирана во роторот.

Разликата во фреквенциите на ротација на магнетното поле и роторот на индукциониот мотор се нарекува лизгање. Таа обезбедува присуство на струја во роторот.

Асинхроните електрични мотори се инфериорни во однос на сите синхрони мотори, но многу поедноставно, полесно, посигурно и поевтино. Практично сите електрични мотори кои денес се користат во индустријата се асинхрони трифазни мотори.

Механички карактеристики

Механичката карактеристика на моторот е зависноста на вртежниот момент на вратилото на брзината на вртење.

Како што веќе рековме, брзината на роторот во асинхрон мотор секогаш се разликува од ротационата брзина на полето на статорот за износот на лизгање.

Се лизга S = (n1 - n2) / n1, каде што n1 е брзината на ротација на полето, а n2 е брзината на роторот.

Карактеристиката покажува дека моторот може да работи во пет режими:

1. Идивиди.
2. Започнете.
3. Мотор мод.
4. Режим на регенерација.
5. Режим на генератор.

Во режим на мирување, лизгачката S е 0. Роторот ротира синхроно со магнетното поле, како во синхрониот мотор, а вртежниот момент е 0. Режимот на празнење е чисто хипотетичен и никогаш не се применува во пракса.

Во моментот на започнување на роторот се уште е во мирување и S =1. Вртежниот момент на S = 1 се нарекува почетна вртежен момент.

По стартувањето на роторот влегува во моторниот режим и почнува да се одмора, постепено фаќајќи го со магнетното поле. Во режим на мотор 1 > S > 0.

Ако роторот одеднаш некако го престигне полето, тогаш ќе дојде режимот на заздравување. Така моторот дава енергија на мрежата. Во регенеративниот режим S < 0>

S > 1 одговара на режимот на генераторот. Во режимот на генератор, роторот се движи кон протокот и генерира електрична струја.

S = Sn одговара на номиналниот режим. Номиналната вредност на лизгањето е обично 2-8%.

Еднофазен асинхрон мотор

Сеуште можете да го прашате трофазниот асинхрон мотор.

Да оставиме само еден ликвидација на статорот и да му дадеме еднофазен електричен струја. Имаме еднофазен асинхрон мотор. Во овој мотор, полето на статорот е стационарно - ова е фундаменталната разлика помеѓу еднофазен мотор и повеќефазен мотор. Сепак, овој мотор работи.

Еднофазниот мотор не може да започне независно. Ништо посебно во врска со ова. Вообичаено за нас и моторот со внатрешно согорување мора прво да не се одврти. Во автомобилот користиме дополнителен електричен мотор - стартер, а во моторната пила го правиме рачно, повлекувајќи го почетниот кабел.

Ако еден монофазен мотор се турка, и во било која насока, тој ќе забрза и ќе одржи ротација во дадена насока.

Ако го ротираме роторот во одредена насока, тој ќе се движи заедно со едно поле и ќе се сретне со другиот.

Моторот може да биде претставен како два трифазни мотори, монтирани на една осовина, но вклучени во спротивна насока. На почетокот, вратилото е стационарно и моторите се балансираат.

Ако вратилото е одвртено со надворешна сила во некоја насока, тогаш еден мотор што работи во спротивна насока ќе биде во режим на погон, а другиот во генераторот. Механичката карактеристика го покажува тоа вртежен момент во моторниот режим е поголем отколку во генераторот, затоа повлекува мотор кој поминува.

Започнете

За да започне еднофазен електричен мотор, дополнително стартувачко лизгање нормално на главната ликвидација е намотано на неговиот статор и струјата се внесува во неа со фазно поместување. За фазно поместување, фаза-менувањето на елементот е вклучено во серија со ликвидација. Фаза-менувачки елемент може да биде отпорник, задави или кондензатор. Во секој случај, вкупниот импеданса во основните кола и почетна ликвидација ќе бидат различни, и струи ќе имаат фазно поместување.

Најчесто кондензатор се користи за фазно поместување.

Брзина на ротација

Во мрежите на нашите снабдувачи со електрична енергија се користи AC напон 220/380 со фреквенција од 50 Hz. И фреквенцијата на наизменична струја 50 Hz се одржува со точност од 2 проценти. Како што веќе знаеме, роторот на синхрониот електричен мотор ротира со фреквенцијата на наизменична струја. Тоа е, со фреквенција на мрежата за напојување од 50 Hz, роторот прави 50 вртења во секунда или 3000 вртежи во минута. Намотката на статорот може да се подели на делови и да го направи моторот мултиполарен. Во мултиполарен мотор, брзината се намалува со зголемување на бројот на столбови и воопшто е еднаква на 3000 / p од револуциите, каде што p е бројот на полови.

Така, брзината на ротација на електричен мотор во нашата земја не може да биде над 3000 вртежи во минута. Во земјите каде фреквенцијата на мрежата е 60 Hz, на пример во САД, електричните мотори се вртат со максимална брзина од 3600 вртежи во минута. И тука повторно заостануваме зад Америка.

Во синхрони мотор, вртежите не зависат од товарот. Кога товарот се зголемува, роторот за синхрони машини заостанува зад полето со поголем агол, но брзината на ротација не се менува.

Во асинхрони режим, износот на лизгање зависи од товарот. Така, со зголемувањето на товарот, брзината на асинхрониот електричен мотор се намалува.

Дијаграми за поврзување

Почетната ликвидација, вклучена со фазно поместување, го претвора магнетното поле и го претвора монофазниот електричен мотор во двофазен мотор за време на стартување.

Дополнителната намотка не е наменета за долгорочно работење и мора да се исклучи по излезот на режимот на работа. Исклучувањето се врши рачно со копче, со центрифугален прекинувач или со термички реле за загревање на стартната намотка.

Во монофазен мотор во режим на работа, магнетното поле на статорот е стационарно. Во оваа, неговата главна разлика од мултифаза.

Понекогаш погрешно се нарекуваат еднофазни електрични мотори, а дополнителното намотување е константно поврзано преку кондензаторот.

Еднофазната мрежа исто така може да се поврзе со трифазен мотор, ако еден од фазните намотки е поврзан преку кондензатор. Значи, ако одеднаш имате на располагање индустриски трифазен електричен мотор, можете да го користите во еднофазна домашна мрежа, иако со загуба на моќ и помала ефикасност.

Споредба на мотори

Синхрони

1. Постои ликвидација на роторот, во кој се снабдува струјата.
2. Фреквенцијата на вртење на вратилото е иста или повеќекратна од фреквенцијата на електричната мрежа.
3. Брзината е стабилна и не се менува под оптоварување.

Асинхрони

1. Роторот не е поврзан со изворот на енергија.
2. Фреквенцијата на ротација на вратилото е пониска од фреквенцијата на мрежата за износот на лизгање.
3. Брзината се намалува со зголемување на товарот.

Еднофазна асинхрона

1. Единствено ликвидација на статорот.
2. Ротира во која било насока.
3. Не започнува самостојно.