Устройство однофазного асинхронного двигателя ~ Электропривод
Наибольшее применение однофазные асинхронные электродвигатели нашли в быту и малом бизнесе. Их применение необходимо в тех областях, где нет трехфазной электрической сети. Многие компании выпускаются однофазные электродвигатели мощностью до 2 кВт и выше. Применение однофазных двигателей большей мощности ограничено мощностью бытовой сети и проблемами запуска однофазного двигателя.
Приемлемое, на сегодняшний день, решение таких проблем возможно при использовании однофазного частотного преобразователя. Но применение преобразователя частоты будет оправдано в том случае, когда необходимо регулировать частоту вращения электродвигателя. Кроме того, однофазные частотные преобразователи обычно выпускаются до мощности 2,2кВт, что в свою очередь тоже является ограничением. В таком случае приходится использовать однофазный асинхронный двигатель. Внешний вид однофазных асинхронных двигателей различных фирм производителей показан на рисунках.
Устройство однофазного асинхронного двигателя показано на рисунке
Как видно из рисунка, основное отличие однофазного двигателя от трехфазного, является наличие в нем центробежного переключателя. Центробежный переключатель подключает пусковую обмотку двигателя перед пуском и отключает после окончания пуск, при достижении двигателя номинальных оборотов. Центробежный переключатель состоит из специальной стальной пружины и калиброванных грузиков, которыми настраивается момент отключения пусковой обмотки. Вся конструкция собрана в надежном корпусе. Быстрая работа переключателя уменьшает искрение и износ контактов и продлевает надежную работу устройства.
Центробежный переключатель
Другой элемент, которого нет в трехфазном асинхронном двигателе, но который есть в однофазном это рабочий и пусковой конденсатор.
Пусковой конденсатор
Конденсатор может быть установлен и вне двигателя, например, вместе с пускозащитной аппаратурой.
Корпус
Корпус электродвигателей изготовлен из высококачественного из алюминиевого сплава или чугуна марки. В корпусе сделаны боковые отверстия для циркуляции воздуха. Возможна работа однофазного двигатель и в горизонтальном и в вертикальном положении.
Статор двигателя
Статор однофазного двигателя изготавливается из ламината качественной электротехнической стали с термохимической обработкой, что снижает магнитные потери и рабочую температуру двигателя. Сердечник статора, набирается из штампованных листов электротехнической стали. В пазы сердечника укладывается статорная обмотка. Изоляция пазов статора, изоляция обмоточного провода, пропиточный состав и другие изоляционные детали статора образуют систему изоляции.
Обмотки
Статорная обмотка наматывается круглым эмалированным проводом и пропитана в нагревостойком электроизоляционном лаке. Обмоточный провод как стандарт покрыт лаком класса Н. После укладки вся обмотка повторно пропитывается специальным полиэстерным составом. Такая технология обеспечивает высокую электрическую и механическую надежность обмоток и долгий срок службы. Обмотка статора мотается как две обмотки главная(рабочая) (U1 и U2) и вспомогательная (пусковая) (Z1 и Z2). Главная обмотка подключается непосредственно к сети, вспомогательная обмотка также подключается к сети, но через рабочий конденсатор.
Ротор
Сердечник ротора однофазного двигателя изготовлен из ламината качественной стали с термической и химической обработкой. Его напрессовывают на вал. Обмотка ротора имеет название «Беличья клетка» или «Беличье колесо»- короткозамкнутая отливается из чистого алюминия . что обеспечивает низкий момент инерции и повышение К П Д.
Вал
Вал однофазного двигателя изготавливают из углеродистой стали. Такая сталь имеет высокую механическую прочность, и предотвращает прогиб вала под нагрузкой, что уменьшает его износ. По отдельному заказу вал однофазного двигателя можно изготовить из нержавеющей стали.
Подшипниковые щиты
Подшипниковые щиты отливаются из алюминиевого сплава или чугуна с армирующей стальной втулкой под посадку подшипника. Их площадь поверхности увеличина для лучшего охлаждения подшипников. Обычно в переднем подшипниковом щите устанавливается невинтовая пружина, предназначенная для осевого поджатия подшипника.
Подшипниковые узлы
Обычно в однофазных двигателях применяются шариковые подшипники, но в двигателях большими высотами оси вращения по отдельному заказу можно применять роликовые подшипники, которые допускают в 2 раза большие радиальные нагрузки. В однофазных двигателях с высотой оси вращения до 180 мм в подшипники закладывается смазка на весь гарантийный срок службы (не менее 20 тыс. часов). В подшипниковые узлы однофазных двигателей с осями вращения более 200 мм необходимо регулярно производить полную или частичную смену отработанной смазки. График смены смазки можно найти в инструкции по эксплуатации двигателя. Типы и размеры применяемых в двигателях подшипников указаны в каталогах. В них же можно найти величины предельно допустимых радиальных и осевых нагрузок рабочего конца вала
.
Подшипники
Импортные однофазные двигатели снабжаются подшипниками высокого качества, от лучших всемирных брендов. Это обеспечивает длительный срок службы в тяжёлых условиях работы. В качестве смазки используется высококачественная смазка Super-premium Polyrex ЕМ. Эта смазка обеспечивает надежную работу подшипников и низкий уровень шума. В двигателях отечественных производителей используются более дешевые подшипники 76-180205Ш2У (6205 2RS P63.QE6) с постоянно заложенной смазкой на весь срок службы.
Вентилятор
Вентилятор однофазного двигателя изготавливают из пластмассы. Его устанавливают на вал ротора а сверху защищая кожухом. Вентиляторы служат для обеспечения эффективного охлаждения двигателя. Новые компьютерные программы моделирования асинхронных двигателей позволяют разрабатывать вентилятор и его крышку для работы с минимальным уровнем шума. Обдув осуществляется внешним вентилятором, закрытым направляющим кожухом. Двигатели производятся с симметричной радиальной, либо с комбинированной системой вентиляции. В двигателях с симметричной радиальной вентиляцией в станине предусмотрены отверстия для выхода воздуха. Изнутри станины отлиты выступы с каналами для протока воздуха в аксиальном направлении. Вентилятор, отлитый вместе с короткозамыкающими кольцами ротора прогоняется воздух через двигатель. Для циркуляции воздуха внутри двигателя используются диффузоры, смонтированные в двух подшипниковых щитах.
Обдув однофазного двигателя с комбинированной вентиляцией производится центробежным вентилятором, установленным на валу двигателя со стороны, противоположной приводу. Вентилятор обдувает ребристую поверхность станины и вентиляционными лопатками ротора всасывающими воздух через нижнюю часть отверстий в подшипниковых щитах. Воздух омывает лобовые части обмотки и выбрасывается через верхнюю часть отверстий в щитах.
Клемная коробка
Клемная коробка однофазного двигателя изготовливают из алюминиевого сплава или чугуна. В коробке предусмотрено одно или два резьбовых отверстия для сальников, через которые проходят присоединительные кабеля. Конструкция клемной коробки позволяет монтировать коробку с шагом 90°. При заказе двигателя необходимо уточнять верхнее или боковое расположение клемной коробки.
Лапы
В зависимости от способа крепления двигатели подразделяются на фланцевые и со способом крепления на лапах. Существуют универсальные двигатели с лапами и фланцем. Существуют конструкции со съемными лапами позволяющие изменять способ монтажа.
Уплотнения
Для защиты однофазного двигателя от агрессивных условий окружающей среды в электродвигателях применяются V-образные манжеты и манжеты с пружиной. Система уплотнения состоит из трех компонентов (лабиринтное уплотнение с V-образной манжетой и О-образная манжета). Такая конструкция гарантируют защиту подшипников против агрессивных жидких и твердых веществ.
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.
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.
Однофазные и двухфазные асинхронные двигатели
Назначение, устройство и принцип действия однофазных асинхронных двигателей
Однофазные асинхронные двигатели — машины небольшой мощности, которые по конструктивному исполнению напоминают аналогичные трехфазные электродвигатели с короткозамкнутым ротором.
Однофазные асинхронные двигатели отличаются от трехфазных двигателей устройством статора, где в пазах магнитопровода находится двухфазная обмотка, состоящая из основной, или рабочей, фазы с фазной зоной 120 эл. град и выводами к зажимам с обозначениями С1 и С2, и вспомогательной, или пусковой, фазы с фазной зоной 60 эл. град и выводами к зажимам с обозначениями В1 и В2 (рис. 1).
Магнитные оси этих фаз обмотки смещены относительно друг друга па угол 0 = 90 эл. град. Одна рабочая фаза, присоединенная к питающей сети переменного напряжения, не может вызвать вращения ротора, так как ток ее возбуждает переменное магнитное поле с неподвижной осью симметрии, характеризуемое гармонически изменяющейся во времени магнитной индукцией.
Рис. 1. Схема включения однофазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
Это поле можно представить двумя составляющими — одинаковыми круговыми магнитными полями прямой и обратной последовательностей, вращающимися с магнитными индукциями, вращающимися в противоположные стороны с одной и той же скоростью. Однако при предварительном разгоне ротора в необходимом направлении он при включенной рабочей фазе продолжает вращаться в том же направлении.
По этой причине пуск однофазного двигателя начинают с разгона ротора путем нажатия пусковой кнопки, вызывающего возбуждение токов в обеих фазах обмотки статора, которые сдвинуты по фазе на величину, зависящую от параметров фазосдвигающего устройства Z, выполненного в виде резистора, индуктивной катушки или конденсатора, и элементов электрических цепей, в которые входят рабочая и пусковая фазы обмотки статора. Эти токи побуждают в машине вращающееся магнитное поле с магнитной индукцией в воздушном зазоре, которая периодически и монотонно изменяется в пределах максимального и минимального значений, а конец ее вектора описывает эллипс.
Это. эллиптическое вращающееся магнитное поле находит в проводниках короткозамкнутой обмотки ротора ЭДС и токи, которые, взаимодействуя с этим полем, обеспечивают разгон ротора однофазного двигателя в направлении вращения поля, и он в.течение нескольких секунд достигает почти номинальной скорости.
Отпускание пусковой кнопки переводит электродвигатель с двухфазного режима на однофазный, поддерживаемый в дальнейшем соответствующей составляющей переменного магнитного поля, которая при своем вращении несколько опережает вращающийся ротор из-за скольжения.
Своевременное отключение пусковой фазы обмотки статора однофазного асинхронного двигателя от питающей сети необходимо в связи с ее конструктивным исполнением, предусматривающим кратковременный режим работы — обычно до 3 с, что исключает длительное пребывание ее под нагрузкой в связи с недопустимым перегревом, сгоранием изоляции и выходом из строя.
Повышение надежности эксплуатации однофазных асинхронных двигателей обеспечивают встраиванием в корпус машин центробежного выключателя с размыкающими контактами, присоединенными к зажимам с обозначениями ВЦ и В2, и теплового реле с аналогичными контактами, имеющими выводы с обозначениями РТ и С1 (рис. 2, в, г).
Центробежный выключатель автоматически отключает пусковую фазу обмотки статора, присоединенную к зажимам с обозначениями В1 и В2 при достижении ротором скорости, близкой к номинальной, а тепловое реле — обе фазы обмотки статора от питающей сети, когда нагрев их окажется выше допустимого.
Перемена направления вращения ротора достигается изменением направления тока в одной из фаз обмотки статора при пуске путем переключения пусковой кнопки и перестановки металлической пластины на зажимах электродвигателя (рис. 2, а, б) или только перестановкой двух аналогичных пластин (рис. 2, в, г).
Рис. 2. Маркировка зажимов фаз обмотки статора однофазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и их соединение для вращения ротороа: а, в — правого, б, г — левого.
Сравнение технических характеристик однофазных и трехфазных асинхронных двигателей
Однофазные асинхронные двигатели отличаются от аналогичных по номинальной мощности трехфазных машин пониженной кратностью начального пускового момента kп = Mп / Mном и повышенной кратностью пускового тока ki = Mi / Mном которые для однофазных электродвигателей с пусковой фазой обмотки статора, имеющей повышенное сопротивление постоянному току и. меньшую индуктивность, чем рабочая фаза, имеют значения kп — 1,0 — 1,5 и ki = 5 — 9.
Пусковые характеристики однофазных асинхронных двигателей хуже аналогичных характеристик трехфазных асинхронных двигателей в связи с тем, что возбуждаемое при пуске однофазных машин с пусковой фазой обмотки статора эллиптическое вращающееся магнитное поле, эквивалентное двум неодинаковым круговым вращающимся магнитным полям — прямому и обратному, вызывает появление тормозного эффекта.
Подбором параметров элементов электрических цепей рабочей и пусковой фаз обмотки статора можно обеспечить при пуске возбуждение кругового вращающегося магнитного поля, что возможно при фазосдвигающем элементе, выполненном в виде конденсатора соответствующей емкости.
Так как разгон ротора вызывает изменение параметров цепей машины, вращающееся магнитное поле из кругового переходит в эллиптическое, ухудшая этим пусковые характеристики двигателя. Поэтому при скорости около 0,8 номинальной пусковую фазу обмотки статора электродвигателя отключают вручную или автоматически, в результате чего двигатель переходит на однофазный режим работы.
Однофазные асинхронные двигатели с пусковым конденсатором имеют кратность начального пускового момента kп = 1,7 — 2,4 и кратность начального пускового тока ki = 3 — 5.
Двухфазные асинхронные двигатели
В двухфазных асинхронных двигателях обе фазы обмотки статора с фазными зонами по 90 эл. град являются рабочими. Они расположены в пазах магнитопровода статора так, что их магнитные оси образуют угол 90 эл. град. Эти фазы обмотки статора отличаются друг от друга не только числом витков, но и номинальными напряжениями и токами, хотя при номинальном режиме двигателя полные мощности их одинаковы.
В одной из фаз обмотки статора постоянно находится конденсатор Ср (рис. 3, а), который в условиях номинального режима двигателя обеспечивает возбуждение кругового вращающегося магнитного поля. Емкость этого конденсатора определяют по формуле:
Cр = I1sinφ1 / 2πfUn2
где I1 и φ1— соответственно ток и сдвиг фаз между напряжением и током цепи фазы обмотки статора без конденсатора при круговом вращающемся магнитном поле, I и U — соответственно частота переменного тока и напряжение питающей сети, n- коэффициент трансформации — отношение эффективных чисел витков фаз обмотки статора соответственно с конденсатором и без него, определяемое по формуле
n = kоб2 w2 / kоб1 w1
где kоб2 и kоб1 — обмоточные коэффициенты соответствующих фаз обмотки статора с числом витков w2 и w1.
Напряжение на зажимах конденсатора Uc, включенного последовательно с фазой обмотки статора двухфазного асинхронного двигателя, при круговом вращающемся магнитном поле выше напряжения сети U и определяется так:
Uc = U √1 + n2
Переход к нагрузке двигателя, отличной от номинальной, сопровождается изменением вращающегося магнитного поля, которое вместо кругового становится эллиптическим. Это ухудшает рабочие свойства двигателя, а при пуске снижает начальный пусковой момент до Мп Mном, ограничивая этим применение двигателей с постоянно включенным конденсатором только в установках с легкими условиями пуска.
Для повышения начального пускового момента параллельно рабочему конденсатору Ср включают пусковой конденсатор Сп (рис. 3, б), емкость которого намного больше емкости рабочего конденсатора и зависит от кратности начального пускового момента, которая может быть доведена до двух и более.
Рис. 3. Схемы включения двухфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором: а — спостоянно присоединенным конденсатором, б — с рабочим и пусковым конденсаторами.
После разгона ротора до скорости 0,6 — 0,7 номинальной пусковой конденсатор отключают для избежания перехода кругового вращающегося магнитного поля в эллиптическое, ухудшающее рабочие характеристики двигателя.
Пусковой режим таких конденсаторных двигателей характеризуется такими показателями: kп = 1,7 — 2,4 и ki = 4 — 6.
Конденсаторные двигатели отличаются лучшими энергетическими показателями, чем однофазные двигатели с пусковой фатой обмотки статора, я коэффициент мощности их, благодаря применению конденсаторов, выше, чем у трехфазных двигателей одинаковой мощности.
Универсальные асинхронные двигатели
В установках автоматического управления применяют универсальные асинхронные двигатели — трехфазные машины малой мощности, которые присоединяют к трехфазной или однофазной сети. При питании от однофазной сети пусковое и рабочие характеристики двигателей несколько хуже, чем при использовании их в трехфазном режиме.
Универсальные асинхронные двигатели серии УАД изготовляют двух- и четырехполюсными, которые при трехфазном режиме имеют номинальную мощность от 1,5 до 70 Вт, а при однофазном режиме — от 1 до 55 Вт и работают от сети переменного напряжения частотой 50 Гц с кпд η= 0,09 — 0.65.
Однофазные асинхронные двигатели с расщепленными или экранированными полюсами
В однофазных асинхронных двигателях с расщепленными или экранированными полюсами, каждый полюс расщеплен глубоким пазом па две неравные части и несет на себе однофазную обмотку, охватывающую весь магнитопровод полюса, и короткозамкнутые витки, расположенные на его меньшей части.
Ротор у этих двигателей имеет короткозамкнутую обмотку. Включение обмотки статора на синусоидальное напряжение сопровождается установлением в ней тока и возбуждением переменного магнитного поля с неподвижной осью симметрии, которое наводит в короткозамкнутых витках соответствующие эдс и токи.
Под влиянием токов короткозамкнутых витков соо тветствующая им м. д. с, возбуждает магнитное поле, препятствующее усилению и ослаблению основного магнитного поля в экранированных частых полюсов. Магнитные поля экранированных и неэкранированных частей полюсов не совпадают по фазе во времени и, будучи смещенными в пространстве, образуют результирующее эллиптическое вращающееся магнитное поле, перемещающее в направлении от магнитной оси неэранированной части полюса к магнитной оси его экранированной части.
Взаимодействие этого поля с токами, индуктированными в обмотке ротора, вызывает появление начального пускового момента Мп = (0,2 — 0,6) Мном и разгон ротора до номинальной скорости, если тормозной момент приложенный к валу двигателя, не превышает начальный пусковой момент.
С целью увеличения начального пускового и максимального моментов однофазных асинхронных двигателях с расщепленными или экранированными полюсами между их полюсами располагают магнитные шунты из листовой стали, что приближает вращающееся магнитное поле к круговому.
Двигатели с расщепленными полюсами являются нереверсивными устройствами, допускающими частые пуски, внезапную остановку и могут длительное время находиться в заторможенном состоянии. Их изготовляют двух- и четырехполюсными номинальной мощностью от 0,5 до 30 Вт, а при усовершенствованной конструкции до 300 Вт для работы от сети переменного напряжения частотой 50 Гц с кпд ηном = 0,20 — 0,40.
ᐉ Однофазные электродвигатели 220 Вольт
Вашему вниманию предлагается широкий ассортимент приспособлений для преображения электрической энергии в механическую. Однофазный электродвигатель представляет собой асинхронный двигатель переменного тока, который характеризуется тем, что функционирует при подключении к питанию однофазной сети 220 В — 230 В с частотой 50 гц. Этого вполне достаточно, чтобы генерировать мощность от 0,09 кВт до 3 кВт при оборотах 1500 — 3000 об./мин. Такие показатели производительности позволяют использовать однофазный асинхронный двигатель как в бытовой сфере, так и в областях легкой промышленности. Чаще всего данные устройства находят применение в вентиляторах, насосном оборудовании, маломощных производственных станках, редукторах, компрессорах и разного рода бытовой технике.
Общая характеристика однофазных асинхронных электродвигателей.
Конструктивной особенностью однофазных электродвигателей выступает наличие на статоре одной рабочей обмотки, которая подключается к сети однофазного тока. Запускается однофазный двигатель за счет вращающегося магнитного поля, создаваемого коллективной работой основной обмотки в паре с дополнительной обмоткой пуска меньших размеров, подключенной к основной сети через специальную емкость. Этот пусковой элемент расположен сдвинуто на 90 относительно главной обмотки и активируется только при запуске электродвигателя 220 В, после чего благополучно деактивируется. Сдвиг фаз осуществляет укомплектованный в электродвигатель однофазный конденсатор или резистор.
Все модели выпускаются преимущественно маломощными или средней мощности. Помимо этого, однофазные асинхронные двигатели мало чем отличаются от трехфазных вариантов конструкцией. Но можно выделить и записать в список однозначных преимуществ тот факт, что однофазный электродвигатель — асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Помимо этого, единственными параметрами отличия являются сравнительно скромные характеристики производительности и мобильные габаритные размеры.
Если вы решили купить электродвигатель однофазный, прежде всего рекомендуется сопоставить его максимальные возможности с требованиями целевого объекта применения. Если существующий модельный ряд однофазных двигателей не способен удовлетворить ваши ожидания, стоит поискать подходящий трехфазный электродвигатель повышенной мощности, но перед этим обязательно убедитесь, что рабочая область имеет возможность предоставить источник питания трехфазной сети 380 В — 400 В, чтобы избежать излишней потери производительности.
Не стоит упускать из виду и ряд существенных недостатков данного оборудования. В их число входит отсутствие или крайне слабый показатель пускового момента. Это связанно с тем, что однофазный двигатель не способен создавать вращающееся магнитное поля. Так же этим устройствам переменного тока характерны ощутимо заниженный коэффициент полезного действия (КПД), слабая перегрузочная способность и завышенная кратность пускового тока.
«ОВК КОПЛЕКТ» всегда поможет правильно выбрать однофазный асинхронный двигатель, купить его по выгодной цене и избежать подделок.
Современный рынок обильно заполоняет продукция китайских производителей. Никому не секрет, что цена таких изделий значительно ниже средней рыночной, но и качество, соответственно, было подвержено значительному ухудшению. Ненадежное исполнение составных частей или корпуса электродвигателя, незамедлительно приведет к сокращению срока службы, а в худшем случае — к выводу из строя, мало того, что самого двигателя, так и велика вероятность, что пострадает и сам объект применения. Да бы избежать такого рода нежелательных последствий, профессионалы рекомендуют купить электродвигатель 220 В однофазный исключительно у проверенного поставщика.
В основной состав ассортимента интернет-магазина «ОВК КОПЛЕКТ» входят изделия Белорусского производителя Могилевский завод «Электродвигатель» (МЭЗ), который уже не первый год является лидером стран СНГ по качеству исполнения однофазных электродвигателей. Венцом их творений являются асинхронные однофазные двигатели серии АИРЕ. Данные устройства заслужили огромное уважение от десятков тысяч пользователей за счет безупречной исполнительности конструкции, надежности и соотношения цены с качеством. Профессионалы со всей Украины отдают предпочтение именно электродвигателям АИРЕ практически во всех областях бытового и легкого промышленного применения.
Что вы получаете от сотрудничества с торговой площадкой «ОВК КОПЛЕКТ»? Мы предоставляем гарантию 100% высокого качества каждой единицы представленной продукции. Купить электродвигатель однофазный вы можете с полным комплектом документов и сертификатов, подтверждающих его высокое качество. Кроме того, мы берем на себя полную ответственность за товар и в случае явного брака, предоставляем возможность забрать вложенные средства или же обменять на новую модель.
Спасибо, что вы с нами и желаем вам приятных покупок!
его устройство и принцип действия
Двигатель однофазный функционирует за счёт переменчивого электротока и подключается к сети с одной фазой. Линия должна иметь напряжённость 220 В и частоту 50 Гц.
Выпускаются модификации с мощностью от 5 Вт — 10 кВт.
Электромоторы этого вида находят применение в маломощных аппаратах:
- бытовой технике;
- вентиляторах;
- насосах;
- станках и т. п.
Значения КПД, силы и отправного момента у однофазных двигателей значительно ниже, нежели у трехфазных приборов тех же объёмов. Перегрузочная способность, кроме того, больше у моторов с 3 фазами. Таким образом, мощность однофазного приспособления не превосходит 70% силы трехфазного того же объёма.
Устройство однофазного двигателя
По сути, имеет 2 фазы, однако, работу осуществляет лишь один из них, по этой причине двигатель именуют однофазным. Как и все без исключения электромашины, однофазный двигатель складывается из 2 элементов: неподвижной (статор) и мобильной (ротор). Предполагает собой асинхронный электромотор, неподвижной частью которого является одна основная работающая обмотка, подключаемая к источнику переменного тока. К мощным граням двигателя этого вида можно причислить несложность системы, представляющую собой ротор с замкнутой обмоткой. К минусам — низкие значения отправного момента и КПД.
Главный недостаток однофазного тока — невозможность генерации им магнитного поля, исполняющего вращение. По этой причине однофазный электромотор не запустится сам при подсоединении к сети.
В теории электромашин функционирует принцип: чтобы появилось магнитное поле, крутящее ротор, в статоре должно быть 2 обмотки (фазы). Необходимо, кроме того, смещение одной обмотки на определённый ракурс относительно другой.
В период работы совершается обтекание обмоток неустойчивыми электрическими полями:
- В неподвижном месте однофазного двигателя находится так именуемая отправная электрообмотка. Она смещена на 90 градусов по отношению к основной рабочей.
- Сдвиг токов можно приобрести, включив в цепь фазосдвигающий элемент. Для этого могут применяться активные резисторы, катушки индукции и конденсаторы.
- В качестве основы для статоров и роторов применяется электротехническая сталь — 2212.
Неверно называть монофазными такие электродвигатели, которые по собственному строению считаются 2- и 3-фазными, однако, подсоединяются к однофазному источнику посредством методик согласования (конденсаторные электромоторы). Эти две фазы таких приборов считаются рабочими и включены все время.
Разновидности и применение
Моторы однофазные 220 В обширно применяются в разнообразном промышленном и бытовом оснащении.
Существуют 2 наиболее востребованных разновидности данных приборов:
- Коллекторные.
- Асинхронные.
Последние по собственной конструкции наиболее просты, но обладают рядом недочётов, из числа которых можно выделить трудности с переменой частоты и направления верчения ротора. Мощность этого мотора зависит от конструктивных отличительных черт и может колебаться от 5 до 10 кВт. Его ротор предполагает короткозамкнутую обмотку — алюминиевые или медные стержни, которые замкнуты с торцов.
Как правило, электромотор асинхронный однофазный снабжён 2-мя смещёнными на 90 ° друг к другу обмотками. При этом основная обмотка захватывает существенную часть пазов, а дополнительная (пусковая) захватывает оставшийся участок. Своё наименование электродвигатель асинхронный приобрёл лишь потому, что он содержит только лишь одну рабочую обмотку.
Протекающий по основной обмотке переменный электроток формирует магнитное меняющееся поле. Оно складывается из 2 слоёв равной амплитуды, вращение которых совершается навстречу друг другу. По закону индукции, изменяющийся в закрытых витках электромагнитный поток в роторах образует индукционный ток, который действует с полем, порождающим его. В случае если ротор в неподвижном состоянии, моменты сил на него равны и в результате он остаётся недвижимым.
При вращении ротора нарушится равенство момента сил, таким образом, движение его витков по отношению к крутящимся магнитным полям будет разным. Таким образом, функционирующая на роторные витки от непосредственного магнитного поля сила Ампера будет значительно больше, чем с края противоположного поля.
Схема запуска
В витках ротора индуктивный электроток может появляться только вследствие пересечения ими насильственных направлений магнитного поля. Их вращение должно реализоваться с быстротой чуть менее частоты верчения поля. Непосредственно отсюда и вышло название — асинхронный электродвигатель. Вследствие повышения механической перегрузки уменьшается быстрота верчения, увеличивается индуктивный электроток в роторных витках. А кроме того, увеличивается механическая мощность мотора и переменного тока, который он употребляет.
Принцип действия:
- Благодаря току появляется импульсное магнитное поле в статоре электромотора. Это поле возможно рассматривать как 2 различных поля, которые вращаются разнонаправленно и имеют похожие амплитуды и частоты.
- Если ротор располагается в неподвижном состоянии, данные поля приводят к появлению одинаковых по модулю, но разнонаправленных факторов.
- Если у двигателя отсутствуют особые начальные механизмы, в этом случае при старте результирующий момент станет равный нулю, а, следовательно — двигатель не будет вертеться.
- Если же ротор приведён в обращение в любую сторону, в таком случае соответствующий момент приступает доминировать, а следовательно, ось двигателя продолжит вертеться в определённом направлении.
Пуск выполняется магнитным полем, что крутит мобильную часть двигателя. Оно формируется 2 обмотками: основной и дополнительной. Заключительная обмотка имеет минимальный объем и считается пусковой. Она подключается к главной электрической сети через имеющуюся ёмкость или индуктивность. Подсоединение осуществляется только лишь в период запуска. В моторах с невысокой мощностью отправная фаза замкнута накоротко.
Запуск мотора осуществляют удержанием пусковой клавиши на несколько секунд, вследствие чего совершается разгон ротора. В период отпускания пусковой клавиши электродвигатель с двухфазного режима передаётся в однофазовый режим и его работа удерживается нужной компонентой переменчивого магнитного поля.
Отправная фаза рассчитана на временную работу — как правило, до 3 с. Более продолжительное время пребывания под нагрузкой может послужить причиной к перегреву, возгоранию изоляции и неисправности приспособления. Поэтому немаловажно своевременно освободить пусковую клавишу. С целью увеличения надёжности в корпус двигателей встраивают центробежный коммутатор и термическое реле.
Роль центробежного выключателя состоит в выключении пусковой фазы, если ротор наберёт скорость. Это происходит автоматом — без вмешательства. Тепловое реле отключает фазы обмотки, если они нагреваются свыше допустимого.
Работа механизма
Для работы устройства необходима 1 фаза с усилием 220 В. Это значит, что подсоединить его можно в домашнюю розетку. Непосредственно в этом причина известности двигателя среди населения. В абсолютно всех домашних устройствах, от соковыжималки до шлифующей машины, установлены механизмы такого типа.
Имеется 2 вида электромоторов: с пусковой обмоткой и с конденсатором.
- В первом виде приборов отправная обмотка функционирует с помощью конденсатора только в период старта. Уже после достижения техникой обычной скорости она выключается, и деятельность продолжается с 1 обмоткой.
- Во втором случае для двигателей с рабочим конденсатором, дополнительная электрообмотка подключена через конденсатор все время.
Электродвигатель может быть взят с одного устройства и включён к другому. К примеру, надёжный однофазный двигатель от стиральной машины либо пылесоса может применяться для работы газонокосилки, станка и т. д.
Схема подключения однофазного асинхронного двигателя:
- В 1 схеме работа запускающей обмотки производится с помощью конденсатора и только лишь в период пуска.
- 2 модель также учитывает временное подсоединение, но оно совершается через сопротивление, а не через холодильник.
- 3 модель считается наиболее популярной. В рамках этой схемы холодильник постоянно подключен к источнику электричества, а не только лишь в период старта.
Подключение мотора с пусковым противодействием
Дополнительная обмотка подобных приборов имеет высокое интенсивное противодействие. Для пуска электромашины этого вида может быть применён пусковой резистор. Его необходимо поочерёдно подсоединить к пусковой обмотке. Подобным способом можно приобрести сдвиг фаз в 30° меж токами обмоток, чего станет абсолютно достаточно для старта приспособления.
Помимо этого, сдвиг фаз может быть приобретён посредством применения пусковой фазы с огромным значением противодействия и наименьшей индуктивностью. У такого рода обмотки меньшее число витков и тоньше кабель.
Подключение двигателя с конденсаторным пуском
У этих электромашин отправная цепь включает конденсатор и вводится только лишь в период старта.
Для свершения наибольшего значения отправного момента необходимо циркулярное магнитное поле, что осуществляет оборот. Для того чтобы оно появилось, токи обмоток должны быть направлены на 90° друг к другу. Подобные фазосдвигающие компоненты, как резистор и дроссель, не гарантируют нужный сдвиг фаз. Только лишь вовлечение в цепь конденсатора даёт возможность приобрести сдвиг фаз 90°, если верно выбрать ёмкость.
Определить нужные провода и то, к какой обмотке они причисляются, можно посредством замера противодействия. У рабочей обмотки значение противодействия постоянно меньше (12 Ом), чем у пусковой обмотки (30 Ом). В соответствии с этим сечение провода основной обмотки больше, чем у пусковой.
Конденсатор подбирается согласно употребляемому двигателем току. К примеру, в случае если ток равен 1,4 А, то нужен конденсатор 6 мкФ.
Контроль функциональности
Ниже перечислены все дефекты, говорящие о вероятных проблемах с мотором, их причиной могла быть некорректная эксплуатация либо перегруженность:
- Неисправная опора или монтажные щели.
- В середине двигателя потемнела окраска (показывает на перегрев).
- 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.
Однофазный двигатель — это… Что такое Однофазный двигатель?
Однофа́зный дви́гатель — электродвигатель, конструктивно предназначенный для подключения к однофазной сети переменного тока. Фактически является двухфазным, но вследствие того, что рабочей является только одна обмотка, двигатель называют однофазным.
Однофазный асинхронный двигатель
Строго говоря, именно однофазным называется такой асинхронный двигатель, который имеет на статоре одну рабочую обмотку, которая подключается к сети однофазного тока. Запуск осуществляется дополнительной (меньшей) пусковой обмоткой, которая подключается через ёмкость/индуктивность к основной сети на время пуска или замыкается накоротко (в двигателях малой мощности).
Преимуществом двигателя является простота конструкции (короткозамкнутый ротор). Недостатки — малый пусковой момент (или вообще его отсутствие) и низкий КПД.
Применяются в основном в вентиляторах малой мощности (настольных, оконных, для ванных комнат и т.п.). Самым массовым советским вентилятором такого типа (и двигателем для него) был «ВН-2» мощностью 15 Ватт. Особенностью его конструкции является установка шарикового подшипника только с одной стороны вала двигателя (противоположной крыльчатке вентилятора), в результате из-за значительных изгибающих нагрузок подшипник (и двигатель) сильно шумит даже на малых оборотах.
Многофазные двигатели в однофазной сети
Не вполне корректно однофазными двигателями также называют конструктивно двух- и трёхфазные асинхронные электродвигатели, подключаемые через схемы согласования в однофазную сеть (конденсаторные двигатели).
Двухфазный двигатель, как правило, проектируется именно в расчёте на работу в однофазной сети (как конденсаторный двигатель). Обе его обмотки (фазы двигателя) являются рабочими и включены постоянно — одна непосредственно в сеть, вторая — через фазосдвигающую цепь (как правило, конденсаторы). Он имеет лучшие эксплуатационные параметры из всех типов асинхронных двигателей при работе в однофазной сети. Широко применялся в активаторных стиральных машинах советского времени.
Трехфазный асинхронный электродвигатель также может работать в однофазной сети с потерей мощности. При этом для запуска необходима фазосдвигающая цепь, которая обычно строится или из ёмкости или из индуктивности:
- При ёмкостном запуске на одну из обмоток подаётся напряжение (ток) через ёмкость, которая сдвигает фазу тока вперёд на 90° (без учёта потерь). После запуска напряжение с фазосдвигающей обмотки можно снять.
- При индуктивном запуске на одну из обмоток подаётся напряжение (ток) через индуктивность, которая сдвигает фазу тока назад на 90° (без учёта потерь). После запуска напряжение с фазосдвигающей обмотки можно снять.
- В некоторых случаях, при питании от однофазной сети, запуск осуществляется вручную проворотом ротора. После проворота ротора двигатель работает самостоятельно.
Ссылки
Однофазный электродвигатель
Однофазные асинхронные двигатели | Электрические машины
Страница 19 из 51
Однофазные асинхронные двигатели получили распространение в бытовых установках, питаемых однофазным током. Такие двигатели имеют однофазную обмотку на статоре и короткозамкнутую обмотку на роторе, как у обычного трехфазного асинхронного двигателя. Однофазный двигатель можно получить из трехфазного, если использовать одну или две фазы статора (рис. 4.40).
При прохождения по обмотке статора однофазного тока создается пульсирующее магнитное поле, которое может быть представлено двумя вращающимися в противоположные стороны полями. Эти поля создают моменты прямой и обратной последовательностей (рис. 4.41). Если ротор неподвижен (), то моменты и равны по величине, но противоположны по знаку, поэтому результирующий момент будет равен нулю. Это основной недостаток однофазных асинхронных двигателей. Если двигатель привести во вращение в ту или иную сторону, то один из моментов будет преобладать и двигатель сможет нести нагрузку. Но энергетические показатели однофазного двигателя хуже, чем у трехфазного. При одинаковых габаритах номинальная мощность однофазного двигателя составляет от номинальной мощности трехфазного двигателя. Это связано с тем, что обмотка статора однофазного двигателя занимает не все пазы и, кроме того, в однофазном двигателе существует обратное поле, которое снижает вращающий момент, увеличивая потери и нагрев.
Если у трехфазного двигателя при работе с номинальной нагрузкой произойдет обрыв одной фазы статора, то токи двух других фаз существенно возрастут и двигатель может быстро выйти из строя.
Действительно, трехфазный двигатель имеет мощность
,
где — КПД и коэффициент мощности в трехфазном режиме.
Мощность однофазного двигателя
,
где — КПД и коэффициент мощности однофазного режима.
Если учесть, что и , то ток однофазного режима возрастает более чем в раз. Работа трехфазного двигателя «на двух фазах» является частой причиной выхода его из строя. Но если мощность двигателя снизить, то его можно использовать как однофазный. Для получения пускового момента однофазных двигателей применяют специальные пусковые устройства. Часто в качестве пускового устройства используется свободная фаза с подключенным к ней конденсатором (рис. 4.42, а).
При таком включении магнитные оси обмоток А и ВС сдвинуты относительно друг друга на 90° (рис. 4.42, б), а конденсатор обеспечивает сдвиг токов во времени тоже на 90° (рис. 4.42, в). Поэтому созданное ими поле будет близко к круговому. Действительно, первая гармоника МДС фазы А
.
Изобразим пространственную волну на комплексной плоскости вектором
,
совместив вещественную ось с магнитной осью фазы А. Аналогично первую гармонику МДС фаз В и С
на комплексной плоскости можно представить вектором
.
Результирующая МДС
,
где ; .
Если , то результирующая МДС создает круговое вращающееся поле
.
Если , то наряду с прямо вращающимся полем будет существовать обратно вращающееся поле . Сумма этих полей образует эллиптическое поле
.
Очевидно, что пусковой момент будет максимальным при круговом поле. Для получения такого поля серийно выпускаемые однофазные асинхронные двигатели (рис. 4.43) содержат на статоре две взаимно ортогональные обмотки и . Чтобы обеспечить сдвиг во времени между токами в обмотках и тоже на 90°, в одну из обмоток включают конденсатор . Такие двигатели называются конденсаторными.
Конденсаторный двигатель в сущности является двухфазным двигателем, который с помощью конденсатора подключается к однофазной сети и при номинальной нагрузке имеет двухфазную симметричную систему токов. При других нагрузках симметрия фаз нарушается и в машине появляется обратное поле. Чтобы сохранить симметрию, необходимо изменять емкость. Емкость , подобранная по рабочему режиму, оказывается недостаточной для получения кругового поля при пуске. Поэтому часто параллельно с на время пуска включают пусковую емкость .
Определим величину рабочей емкости , при которой образуется круговое поле при постоянной нагрузке.
При круговом поле напряжения и токи фаз сдвинуты на 90° (рис. 4.44). Мощность обмоток и их МДС равны, поэтому справедливы следующие соотношения:
; .
Отсюда получаем связь между напряжениями на обмотках:
.
Напряжение на конденсаторе
отстает от тока на 90°. При этом согласно векторной диаграмме (рис. 4.44) углы между напряжениями и токами в фазах a и b должны быть равны,
,
и связаны с числом витков фаз соотношением
.
С учетом этих условий емкость конденсатора определится из выражения
.
Согласно векторной диаграмме
; ; .
Используя эти соотношения, получим окончательное выражение для емкости :
.
Мощность этой емкости
равна полной мощности двигателя,
.
Поэтому конденсаторы занимают объем, близкий к объему самого двигателя, что является недостатком конденсаторных двигателей. Но технико-экономические показатели таких двигателей близки к показателям трехфазных двигателей.
— Типы, применение, преимущества и недостатки
10 января 2017 г. — Однофазный двигатель — Типы, применение, преимущества и недостатки
В зависимости от типа машины и области применения, которые вам требуются, одни двигатели будут работать лучше, чем другие. Если вы используете меньшее оборудование, которое требует меньше мощности, однофазный двигатель лучше всего подойдет для ваших нужд.
Хотя этот тип двигателя обычно служит годами, со временем он изнашивается. Если вы хотите заменить однофазный двигатель, у Bonfiglio есть ряд BS — однофазных двигателей.Эти двигатели изготовлены в соответствии с применимыми стандартами IEC и относятся к закрытому типу, с внешней вентиляцией и постоянно подключенным рабочим конденсатором. Если вы заинтересованы в установке нового однофазного двигателя, запросите предложение у Гордона Рассела сегодня. Продолжайте читать, чтобы узнать больше об однофазных двигателях.
Разница между однофазным и трехфазнымЕсть два типа двигателей: однофазный двигатель и трехфазный двигатель. Однофазные двигатели требуют меньшего обслуживания, чем трехфазные, и часто служат годами дольше.Эти двигатели обычно используются в устройствах и оборудовании, требующих более низких уровней мощности, или когда использование трехфазного двигателя неэффективно.
Однофазные двигатели имеют конструкцию, аналогичную трехфазным двигателям, включая обмотку переменного тока, которая размещена на статоре, и короткозамкнутые проводники, помещенные в цилиндрический ротор. Самая большая разница между двумя двигателями заключается в том, что у однофазного двигателя к статору подается только одна фаза (отсюда и название).
Однофазные двигатели СводкаТипы: Есть несколько различных типов однофазных двигателей; Некоторые из них — это двухклапанные конденсаторы, конденсаторные пускатели, электродвигатели с расщепленной фазой, постоянные разделенные конденсаторы, двигатели с фазным ротором и электродвигатели с расщепленными полюсами. У каждого типа двигателя есть свои уникальные преимущества и недостатки.
Применение: Однофазные двигатели используются в оборудовании и машинах меньшего размера и требующих меньшей мощности (например, одной лошадиной силы).Сюда входит такое оборудование, как насосы, холодильники, вентиляторы, компрессоры и переносные дрели.
Эксплуатация: Однофазные асинхронные двигатели не могут запускаться самостоятельно без вспомогательной обмотки статора, приводимой в действие противофазным током. Вспомогательная обмотка двигателя с постоянным разделением конденсаторов имеет конденсатор, включенный последовательно с ней во время пуска и работы. Однофазные двигатели сами по себе не создают магнитного поля, поэтому их необходимо активировать выключателем, чтобы ротор вращался.Этот тип двигателя может работать только тогда, когда ротор приводится в движение и создается магнитное поле.
Преимущества: Однофазные двигатели обладают множеством преимуществ. Что касается стартеров, то однофазные двигатели дешевле в производстве, чем большинство других типов двигателей. Однофазные двигатели обычно требуют очень небольшого обслуживания, не часто требуют ремонта, а когда они требуются, их довольно легко завершить. Однофазные двигатели также прослужат годами, и обычно большинство отказов однофазных двигателей является результатом неправильного применения, а не производственным дефектом самого двигателя.
Недостатки: Однофазные двигатели просты с точки зрения механики, это не означает, что они идеальны и ничего не может выйти из строя. Иногда они, как известно, работают медленно, перегреваются или даже не запускаются, перегреваются или работают медленно. Если при прикосновении к двигателю ощущается толчок, это означает, что двигатель неисправен, и его необходимо немедленно отремонтировать.
Заинтересованы в установке или модернизации однофазного двигателя Bonfiglioli? Позвоните Гордону Расселу по телефону (604) 940-1627 (Британская Колумбия) или (403) 340-8856 (Альберта).Или запросите расценки онлайн сегодня!
Однофазный конденсаторный двигатель премиум-класса с асинхронным двигателем для легких и тяжелых задач
Замечательный. Однофазный конденсаторный двигатель с асинхронным двигателем , который продается на Alibaba.com, предоставляет отличную возможность для различных организаций, от частных лиц до крупных организаций, повысить свою производительность. Они доступны в огромном количестве. Однофазный конденсатор для асинхронного двигателя различных форм, размеров и рабочих характеристик.Такое разнообразие гарантирует, что все покупатели, заинтересованные в этих инновационных товарах, найдут наиболее подходящие для удовлетворения их потребностей.
Чтобы продвигать высочайшую производительность и надежность, сайт Alibaba.com предлагает. однофазный конденсаторный асинхронный двигатель производителей, которые поставляют бесспорно первоклассную продукцию. Они изготовлены из прочных материалов, которые выдерживают внешние и внутренние силы, такие как механические удары, химическое воздействие и тепло, среди прочего. В этом смысле они впечатляюще долговечны, а их производительность безупречна.Они просты в установке и обслуживании благодаря своей креативной форме и дизайну, которые позволяют оптимизировать работу с другими компонентами в более крупной системе. Это делает их удобными и популярными среди многих пользователей.
При покупке. Однофазный конденсатор запускает асинхронный двигатель на сайте, покупатели уверены в получении продукции высочайшего качества. Они поставляются ведущими мировыми брендами и производителями, которые соблюдают строгие требования к качеству и нормативным требованиям в энергетическом секторе.Возможность вторичной переработки и биоразлагаемость их материалов увеличивает их популярность среди пользователей, поскольку они поддерживают экологическую устойчивость. Они идеально подходят для людей и организаций, которые выступают за экологически чистую энергию и экологически чистые методы.
Изучение Alibaba.com обнаруживает непреодолимые скидки на эти товары. Все покупатели найдут для себя самое подходящее. Однофазный конденсатор для работы с асинхронным двигателем вариантов в зависимости от их мощности и бюджетных соображений.Благодаря своим высочайшим характеристикам эти предметы стоят всех денег, которые покупатели вкладывают в них.
(PDF) Анализ асинхронных характеристик однофазного электродвигателя с постоянным магнитом с конденсаторным пуском и конденсатором
ПОПЕСКУ и др.: АСИНХРОННЫЙ АНАЛИЗ ОДНОФАЗНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ с постоянным магнитом 149
VII. ВЫВОДЫ
Прогноз асинхронных характеристик для запуска линии
двигателя с постоянными магнитами можно сделать, предполагая, что асинхронные крутящие моменты клетки
и эффекты тормозного момента магнита
могут быть наложены друг на друга.Очевидно, что принцип суперпозиции
пренебрегает перекрестными связями цепи. Важная информация о крутящем моменте двигателя
получена путем изучения различных компонентов крутящего момента
. Выведенные выражения крутящего момента
могут быть расширены для общего случая двигателя переменного тока
,
, питаемого несимметричным напряжением статора.
R
ССЫЛКИ
[1] М. Попеску, Т. Дж. Э. Миллер, М. И. МакГилп, Г.Strappazzon, N. Triv-
illin и R. Santarossa, «Электродвигатель с постоянными магнитами с линейным пуском: анализ характеристик пуска с одной фазой
», в
Proc. Конф. Рек. IEEE Ind.
Прил. Soc. Ежегодное собрание, т. 4, Питтсбург, Пенсильвания, 13–18 октября 2002 г.,
стр. 2499–2506.
[2] Т. Дж. Э. Миллер, М. Попеску и М. И. МакГилп. Асинхронный анализ производительности двигателя с постоянными магнитами, работающего на однофазном конденсаторе.
представлены на Proc.Конф. Рек. Int. Конф. Электрические машины
[3] Т. Дж. Миллер, «Анализ однофазных двигателей с постоянными магнитами», IEEE
Trans. Ind. Appl., Vol. ИА-21, вып. 3, стр. 651–658, май / июн. 1985.
[4] В. Б. Хонсингер, «Машина с постоянным магнитом: асинхронный режим работы», IEEE Trans. Power App. Syst., Т. ПАС-99, вып. 7, pp. 1503–1509,
Jul 1980.
[5]
, «Характеристики многофазных машин с постоянными магнитами», IEEE
Trans.Power App. Syst., Т. ПАС-99, вып. 7, pp. 1510–1518, Jul. 1980.
[6] Т. Дж. Миллер, «Синхронизация двигателей с постоянным магнитом и пуском от сети»,
IEEE Trans. Power App. Syst., Т. ПАС-103, вып. 7, pp. 1822–1828, Jul.
,, 1984.
,[7] К. Конкордия, Синхронные машины. Нью-Йорк: Wiley, 1951.
[8] Х. Л. Габарино и Э. Т. Б. Гросс, «Феномен Гергеса — индукционные двигатели с несимметричным импедансом ротора», AIEE Trans., Vol. 69,
с.1569–1575, 1950.
[9] К. Мияшита, С. Ямасита, С. Танабэ, Т. Симозу и Х. Сенто,
«Разработка высокоскоростного двухполюсного синхронного двигателя с постоянными магнитами
». , ”IEEE Trans. Power App. Syst., Т. ПАС-99, вып. 6, pp.
2175–2183, ноябрь / декабрь. 1980.
[10] В. Хонсингер, «Поля и параметры машин переменного тока с постоянным магнитом
внутреннего типа», IEEE Trans. Power App. Syst., Т. ПАС-101, № 4,
pp. 867–876, Apr. 1982.
[11] P.К. Краузе, О. Васинчук и С. Судхофф, Анализ механической части электрооборудования Ma-
. Нью-Йорк: IEEE Press, 1995.
[12] Г. Слемон, Магнитоэлектрические устройства. Нью-Йорк: Wiley, 1966.
[13] С. Уильямсон и А. М. Найт, «Характеристики однофазных электродвигателей с постоянными магнитами
с линейным пуском», IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 35,
нет. 3, стр. 577–582, май / июн. 1999.
[14] С. М. Стивенс, Г. Б. Климан и Дж. Бойд, «Электродвигатель с постоянным пуском от сети
с плавным пуском», в Proc.33rd Ind. Appl.
Soc. Ежегодное собрание, Ind. Appl. Конф., Т. 1. 1998. С. 371–379.
[15] Б. Дж. Чалмерс, Г. Д. Бейнс и А. К. Уильямсон, «Характеристики однофазного синхронного двигателя с постоянными магнитами
линейного пуска», в Proc.
7-й межд. Конф. Избрать. Мах. Приводы, 1995, стр. 413–417.
[16] М. А. Рахман и А. М. Ошейба, «Характеристики больших синхронных двигателей с линейным пуском
с постоянными магнитами», IEEE Trans. Energy Convers.,
т.5, вып. 1, стр. 211–217, март 1990 г.
[17] А. М. Найт и К. И. Макклей, «Конструкция высокоэффективных линейных пусковых двигателей
», IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 36, нет. 6, pp. 1555–1562,
Nov./Dec. 2000.
[18] Х. П. Ни, Л. Лефевр, П. Телин и Дж. Сулар, «Определение реактивных сопротивлений
и
синхронных двигателей с постоянными магнитами без измерения ротора. положение », IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 36, нет. 5,
с.1330–1335, сен / окт. 2000.
[19] J. Soulard, H.-P. Ни, «Исследование синхронизации линейных синхронных двигателей
с постоянными магнитами», Proc. Отраслевые приложения
Conf. Рек., Т. 1. 2000. С. 424–431.
[20] Б. Н. Чаудхари и Б. Г. Фернандес, «Синхронный двигатель, использующий магниты Fer-
Rite для энергоэффективного привода общего назначения», в Proc. IEEE
Регион 10, конференция, т. 1. 1999. С. 371–374.
[21] А. М. Найт и С.Уильямсон, «Влияние размеров магнита на
на производительность однофазного двигателя с постоянными магнитами»,
в Proc. Int. Конф. Приводы электрических машин. 1999. С. 770–772.
[22] А. М. Найт и Дж. К. Сэлмон, «Моделирование динамического поведения
однофазных двигателей с постоянными магнитами с пуском от сети», в Proc. 34-е Ежегодное собрание Общества промышленных приложений
. Конф., Т. 4, 1999, стр.
2582–2588.
[23] Дж. Крос и П.Виарож, «Моделирование связи нескольких электромагнитных структур с использованием двумерных полевых расчетов» Magnetics, IEEE
Trans. Magn., Pt. 1, т. 34, нет. 5, pp. 3178–3181, Sep. 1998.
[24] Б. Н. Чаудхари, С. К. Пиллаи и Б. Г. Фернандес, «Энергоэффективный синхронный двигатель с постоянным магнитом
с линейным пуском», в Proc. IEEE Region
10 Int. Конф. Глобальная связь в энергетике, компьютере, коммуникации
Control, vol. 2, 1998, стр.379–382.
[25] К. Дж. Биннс, «Машины с постоянными магнитами с возможностью запуска линии:
Их конструкция и применение», в Proc. Inst. Избрать. Англ. Постоянный магнит
Приводы машин Коллок., 1993, стр. 5 / 1–5 / 5.
[26] Р. Карлсон, Н. Садовски, С. Р. Арруда, К. А. Да Силва и Л. Фон
Доконал, «Анализ однофазных двигателей с постоянными магнитами, запускаемыми от сети,
с использованием метода конечных элементов», в Proc. Общество отраслевых приложений An-
Ежегодное совещание конф.Рек. , т. 1. 1994. С. 227–233.
[27] Р. Ву и Г. Р. Слемон, «Привод двигателя с постоянным магнитом без датчика вала
», IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 27, нет. 5, pp. 1005–1011,
сен. / Окт. 1991.
[28] A. Consoli, P. Pillay и A. Raciti, «Улучшение пускового момента синхронных двигателей с постоянными магнитами
», Proc. Промышленные приложения
Ежегодное собрание общества, конф. Рек., Т. 1. 1990. С. 275–280.
[29] П. Пиллэй и П.Freere, «Обзор литературы по двигателям и приводам переменного тока с постоянными магнитами», Proc. Ежегодное собрание Общества отраслевых приложений
Conf. Рек., Т. 1. 1989. С. 74–84.
[30] И. Болдеа, Т. Думитреску и С. Насар, «Единый анализ однофазных двигателей переменного тока
, имеющих конденсаторы во вспомогательных обмотках», IEEE Trans. Энергия
Конверс., Т. 14, вып. 3, стр. 577–582, сентябрь 1999 г.
[31] С. Ямамото, Т. Ара, С. Ода и К. Мацусе, «Прогнозирование пусковых характеристик двигателя с постоянными магнитами
методом испытаний на отключение постоянного тока. ”В Proc.In-
Dustry Applications Society Ежегодное собрание конф. Рек., Т. 4, 1999,
, с. 2574–2581.
[32] А. Консоли и А. Рацитти, «Анализ синхронных двигателей с постоянными магнитами
», IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 27, нет. 2. С. 350–354, март / апрель.
1991.
[33] Т. Себастьян, Г. Р. Слемон и М. А. Рахман, «Моделирование синхронных двигателей с постоянным магнитом
», IEEE Trans. Магн., Т. МАГ –22, вып.
5, стр. 1069–1071, сен.1986.
[34] CR Steen, «Прямая ось, помогающая постоянным магнитам для многослойного ротора синхронного двигателя
», Патент США № 4 139 790, февраль 1979 г.
[35] GB Kliman, MA Preston, and DW Джонс, «Линия постоянного магнита
, пусковой двигатель, имеющий магниты вне пусковой клетки», Патент США
№ 5 548 172, август 1996 г.
[36] Мияшита и др. «Защита от напряжения для синхронизаторов с постоянным магнитом.
Chronous Motor », Патент США № 4 144 469, август.1977.
[37] Г. Рэй и Дж. Б. Голлхардт, «Якорь двигателя с постоянным магнитом», Патент США
№ 4 322 648, март 1980 г.
[38] К. Микулич, «Ламинирование ротора для постоянного тока переменного тока. Magnet Syn-
chronous Motor », патент США № 5 097 166, сентябрь 1990 г.
Мирча Попеску (M’98 – SM’04) родился в
Бухаресте, Румыния. Он получил M.Eng. и
Ph.D. степень в области электротехники от
Университета «Политехника» Бухареста, Румыния.
С 2000 года он был научным сотрудником лаборатории
SPEED, Университет Глазго, Глазго,
Великобритания. С 1984 по 1986 год он работал над проектированием и проверкой качества приводов постоянного тока
в компании «Electrotehnica» S.A.
Бухарест. С 1986 по 1997 год он был менеджером по проекту
в Исследовательском институте электрических машин
(ICPE-ME), Бухарест, работая над промышленными
пробными и исследовательскими разработками. С 1991 по 1997 год он работал в качестве приглашенного
доцент кафедры электрических приводов и машин Университета
«Политехника» в Бухаресте.С 1997 по 2000 год он был научным сотрудником
Лаборатории электромеханики Хельсинкского технологического университета, Эспоо,
, Финляндия.
Однофазный асинхронный двигатель: работа схем и применение
Поскольку потребности в электроэнергии систем с одной нагрузкой обычно невелики, все наши дома, офисы снабжены только однофазным источником переменного тока. 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.
Однофазный асинхронный двигатель Определение
Однофазные асинхронные двигатели — это простые двигатели, которые работают от однофазного тока 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. Их-
1). Двигатели с расщепленной фазой.
- Электродвигатели с резистивным пуском.
- Двигатели емкостного пуска.
- Двигатель с постоянным разделенным конденсатором.
- Конденсаторный двигатель с двумя номиналами.
2). Асинхронные двигатели с расщепленными полюсами.
3).Асинхронный двигатель с резистивным пуском.
4). Отталкивание — пуск асинхронного двигателя.
Конструкция однофазного асинхронного двигателяОсновными частями однофазного асинхронного двигателя являются статор, ротор, 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.
Токопроводы ротора представляют собой алюминиевые или медные стержни, вставленные 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.
Эквивалентная схема 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 действует как трансформатор с короткозамкнутой вторичной обмоткой.
Эквивалентная схема однофазного асинхронного двигателяВ состоянии покоя ротора два вращающихся магнитных поля имеют противоположное направление с одинаково разделенными величинами и кажутся соединенными последовательно друг с другом.
Схема однофазного асинхронного двигателя в состоянии покоя ротораПринцип работы однофазного асинхронного двигателя
На главную обмотку однофазных асинхронных двигателей подается однофазный ток 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 заставляют ротор вращаться. Итак, 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 необходима 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, а 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 отнести к
.- Двухфазный пуск.
- Пуск с расщепленными полюсами.
- Пуск отталкивающего двигателя
- Пуск противодействия.
При двухфазном пуске статор имеет два типа обмоток — основная обмотка и вспомогательная обмотка, соединенные параллельно.Двигатели с данным типом пуска —
- Двигатели с резистивным разделением фаз.
- Двигатели с конденсаторной фазой.
- Конденсаторы запускают и запускают двигатели.
- Двигатель с конденсаторным двигателем.
Однофазный индукционный конденсаторный пусковой двигатель
Это также называется конденсаторным электродвигателем с расщепленной 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 находится в диапазоне 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 однофазного асинхронного двигателя
Эти двигатели находят применение в вентиляторах, холодильниках, кондиционерах, пылесосах, стиральных машинах, центробежных насосах, инструментах, мелкой сельскохозяйственной технике, 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, 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
Повышение эффективности однофазных асинхронных машин
15 июля 2014 г., Публикуется в статьях: EE Publishers, статьях: Energize, статьях: Vector.
Руперт Гоус и Хейно ван Яарсвельдт, Северо-Западный университет
Во всем мире около 40% электроэнергии, поставляемой в промышленный и горнодобывающий секторы, потребляется электромоторизованными системами, а для Южная Африка около 60% электроэнергии, поставляемой в эти сектора, используется асинхронными машинами.
Эффективность этих асинхронных машин можно повысить за счет снижения их рабочих температур. Поэтому важно инвестировать в проекты по снижению энергопотребления (или повышению эффективности) электромоторизованных систем и, в частности, асинхронных машин. В данной статье представлено влияние термоэлектрических охлаждающих модулей (ТЭМ) на эффективность однофазной асинхронной машины. TECM используются для понижения температуры обмотки статора и температуры ядра однофазной асинхронной машины.Подобный эффект может быть возможен при эксплуатации асинхронной машины в контролируемой среде с более низкой температурой или при использовании других средств улучшенного контролируемого охлаждения.
В этой статье однофазная асинхронная машина охлаждается с помощью TECM. Тот же метод охлаждения может применяться к трехфазным двигателям и другим электродвигателям. Однако размер и радикально отличающиеся рабочие точки трехфазных двигателей могут представлять некоторые трудности при проектировании и размещении системы охлаждения.TECM используются для понижения температуры обмотки статора и сердечника однофазной асинхронной машины.
Ниже приведены лишь несколько методов для эффективного определения эффективности асинхронной машины:
- Метод сегрегированных потерь.
- Метод эквивалентной схемы.
- Метод анализа скольжения.
- Метод анализа воздушного зазора.
- Действующий метод анализа [3].
Обратите внимание, что с точки зрения промышленности КПД обычно представляет собой отношение выходной мощности на валу к входной мощности.Для этого исследования нас интересует только влияние охлаждения, вызванного TECM, на эффективность асинхронной машины. Поэтому мы решили использовать метод эквивалентной схемы для определения эффективности асинхронной машины. Гуляев и др. [4], более подробно описаны высоконадежные термоэлектрические охлаждающие модули и производственный процесс TECM, специально разработанный для снижения внутренних механических напряжений и повышения надежности системы.
Точные методы и оборудование для измерения параметров термоэлектрических охлаждающих модулей представлены Анатычук и др., [5]. Zhang et al. [6] подробно анализируют характеристики термоэлектрического охладителя для мощных электронных блоков, таких как процессоры.
Это исследование было специально сосредоточено на влиянии TECM на эффективность однофазной асинхронной машины. Однако для количественной оценки экономики необходимы дальнейшие исследования. Точная экономия (возврат или окупаемость) энергии должна быть определена количественно по сравнению со стоимостью TECM, чтобы рассчитать экономическую жизнеспособность проекта.
Материалы и методы
Фиг.1 представлена обзорная схема экспериментальной установки однофазной асинхронной машины с генератором постоянного тока, подключенным к валу. Генератор постоянного тока использовался в качестве нагрузки на однофазной асинхронной машине. Выход генератора постоянного тока также может использоваться для питания TECM.
Рис. 1: Обзорная схема экспериментальной установки.
Однофазная асинхронная машина запускается конденсатором с помощью вспомогательной обмотки. Основная обмотка используется для непрерывного (рабочего) режима работы.Температура основной обмотки (обмотки статора) однофазной асинхронной машины понижается с помощью TECM. Эти устройства питаются от источника постоянного тока 12 В и регулируются в зависимости от температуры основной обмотки. Однофазная асинхронная машина питается от источника переменного тока 230 В, 50 Гц.
Цифровой ваттметр, амперметр и вольтметр, подключенные к клеммам однофазной асинхронной машины, используются для измерения потребляемой мощности и определения параметров эквивалентной схемы.Испытание без нагрузки и испытание заблокированного ротора (или испытание заблокированного ротора) выполняются на асинхронной машине для определения параметров эквивалентной схемы. Автотрансформатор показан на рисунке, поскольку он является частью испытания заблокированного ротора. Гуру и Хизироглу [7] предоставляют более подробную информацию об однофазных асинхронных машинах и эквивалентных схемах.
Потребляемая мощность TECM измеряется отдельно другим цифровым ваттметром. Сумма двух цифровых ваттметров представляет собой общее потребление энергии однофазной асинхронной машиной с модулями TECM.Таким образом, мощность для привода охлаждающих устройств включается в коэффициент экономии. Gouws [8] предоставляет более подробную информацию о расчете (анализе) эффективности асинхронного двигателя на промышленном предприятии в Южной Африке и разработке имитационной модели асинхронного двигателя. Более подробно имитационная модель однофазной асинхронной машины в SolidWorks и термический анализ, выполненный на однофазной асинхронной машине с помощью программного обеспечения SolidWorks Flow-Simulation, представлены Ван Яарсвельдтом [9].
На рис. 2 показана однофазная асинхронная машина, использованная в этом проекте. Хорошо видны обмотки статора, сердечник и замыкатель. Однофазная асинхронная машина имеет конструкцию ротора с короткозамкнутым ротором, номинальную выходную мощность 0,22 кВт, четыре полюса и номинальную скорость 1740 об / мин. Он также имеет скольжение 3,33%, номинальный крутящий момент 1,12 Нм и вращение против часовой стрелки.
Рис. 2: Однофазная асинхронная машина.
На рис. 3 показан чертеж SolidWorks узла статора с точным размещением модулей TECM на обмотке статора.Серые квадраты представляют модули TECM. Хорошо видны обмотки статора и сердечник однофазной асинхронной машины. Четыре модуля TECM размещаются на передней стороне узла статора. Было возможно разместить только два модуля TECM в задней части узла статора из-за ограничения доступного пространства. В SolidWorks был проведен термический анализ для определения точного размещения TECM. Ван Яарсвельдт [9] предоставляет более подробную информацию о термическом анализе.
Рис. 3. Чертеж SolidWorks узла статора с модулями TECM.
На рис. 4 представлен чертеж SolidWorks и фотография конструкции корпуса для модулей TECM. Четыре модуля TECM были установлены на передней стороне однофазной асинхронной машины. Металлическая пластина, показанная на этих рисунках, прикреплена болтами непосредственно к конструкции однофазной асинхронной машины. Модули TECM устанавливаются на радиаторы с помощью термопасты. Термопаста служит посредником между радиатором и модулем TECM, улучшая отвод тепла.
Фиг.4a: чертеж SolidWorks конструкции корпуса для модулей TECM.
Рис. 4b: Конструкция корпуса TECM.
На рис. 5 показана однофазная асинхронная машина с установленной корпусной конструкцией ТЭМ. Машина охлаждается модулями TECM на передней и задней стороне. Проекты, выполненные с помощью SolidWorks Flow-Simulation, использовались для изготовления и конструирования различных деталей для окончательного дизайна. Полная система, показанная на рис. 5, была использована в качестве основы для проведения анализа КПД, температуры и эквивалентной схемы.Результаты, полученные в результате каждого из этих тестов, представлены в этой статье. Более подробно разработка имитационной модели однофазной асинхронной машины, выполненная с помощью программного обеспечения SolidWorks Flow Simulation, представлена Ван Яарсвельдтом [9].
Рис. 5: Однофазная асинхронная машина с корпусной конструкцией TECM.
Результаты и обсуждение
В таблице 1 представлены результаты испытаний на температуру статора и сопротивление статора. Из этого видно, что начальная температура и сопротивление статора составляют 24,6 ° C и 3,12 Ом соответственно.Показания регистрируются с пятиминутными интервалами, и через час температура и сопротивление статора увеличиваются до 68,7 ° C и 4,98 Ом соответственно. Температура увеличилась на 44,1 ° C за час, а сопротивление статора увеличилось на 1,86 Ом за тот же период.
| Время (мин) | Температура статора (° C) | Статор сопротивление (Ом) |
| Начальный | 24,6 | 3,12 |
| 5 | 31,7 | 3,18 |
| 10 | 38,4 | 3,32 |
| 15 | 44,6 | 3,48 |
| 20 | 49,3 | 3,62 |
| 25 | 52,8 | 3,94 |
| 30 | 55,3 | 4,08 |
| 35 | 58,8 | 4,16 |
| 40 | 60,2 | 4,32 |
| 45 | 61,4 | 4,54 |
| 50 | 63,8 | 4,73 |
| 55 | 65,9 | 4,86 |
| 60 | 68,7 | 4,98 |
| Таблица 1: Результаты испытаний температуры статора и сопротивления статора. | ||
На рис. 6 представлен график зависимости сопротивления статора от температуры статора. Из этого графика видно, что данные соответствуют полиному второго порядка y = 0,0011 × 2 — 0,0565x + 3,8637, со значением R 2 , равным 0,9889. . Значение R 2 , полученное для соответствия между измеренными данными и полиномом второго порядка, представляет собой очень хорошее соответствие. Гриффитс [10] предоставляет более подробную информацию об аппроксимации полиномиальной линией второго порядка (или линиями тренда) и коэффициенте детерминации ( R 2 ).Из этого рисунка также видно, что при понижении температуры статора сопротивление статора также уменьшалось.
Рис. 6: График зависимости сопротивления статора от температуры статора.
В таблице 2 представлены экспериментальные результаты испытаний без нагрузки. Из этой таблицы видно, что при средней температуре 30 ° C напряжение составляло 100,4 В, ток составлял 5,80 А, коэффициент мощности составлял 0,2387, а активная мощность составляла 130,36 Вт. Когда температура достигла 68,8 ° C, было измерено напряжение 100,1 В, ток 5,75 А, коэффициент мощности 0,24772 и активная мощность была зафиксирована на уровне 142,58 Вт.
| Температура (° C) | Напряжение (В) | Ток (А) | Коэффициент мощности (q) | Мощность (Вт) |
| 30 | 100,4 | 5,80 | 0,22387 | 130,36 |
| 40 | 100,6 | 5,83 | 0,23039 | 135,12 |
| 50 | 100,0 | 5,74 | 0,23906 | 137,22 |
| 60 | 100,5 | 5,81 | 0,24339 | 142,12 |
| 68,8 | 100,1 | 5,75 | 0,24772 | 142,58 |
| Таблица 2: Экспериментальные результаты теста без нагрузки. | ||||
В таблице 3 представлены экспериментальные результаты испытаний с заблокированным ротором. Из этой таблицы видно, что при средней температуре 30 ° C напряжение составляло всего 19,6 В, ток составлял 6,17 А, коэффициент мощности составлял 0,71691, а активная мощность составляла 86, 7 Вт. Когда температура достигла 68,8 ° C, было измерено напряжение 20,67 В, ток 6,03 А, коэффициент мощности 0,74111, а активная мощность составила 92,37 Вт.
| Температура (° C) | Напряжение (В) | Ток (А) | Коэффициент мощности (q) | Мощность (Вт) |
| 30 | 19,60 | 6,17 | 0,71691 | 86,70 |
| 50 | 20,31 | 6,15 | 0,72901 | 91,06 |
| 60 | 20,47 | 6,08 | 0,73509 | 91,49 |
| 68,8 | 20,67 | 6,03 | 0,74111 | 92,37 |
| Таблица 3: Экспериментальные результаты испытания заблокированного ротора. | ||||
В таблице 4 представлены результаты расчета параметров для испытания заблокированного ротора. Из этой таблицы видно, что реактивное сопротивление утечки ( X 1 и X 2 ) и сопротивление ротора ( R 2 ) были рассчитаны при 1,151 Ом и 0,170 Ом соответственно. Входное сопротивление, полное сопротивление и полное реактивное сопротивление для испытания заблокированного ротора были рассчитаны как 3 428 Ом, 2540 Ом и 2 301 Ом соответственно.
| Параметр | Описание | Значение (Ом) |
| Z BM | Входное сопротивление | 3,428 |
| R BM | Общее сопротивление | 2,540 |
| X BM | Полное реактивное сопротивление | 2 301 |
| X 1 = X 2 | Реактивное сопротивление утечки | 1,151 |
| R 2 | Сопротивление ротора | 0,170 |
| Таблица 4: Результаты расчета параметров — испытание заблокированного ротора. | ||
В таблице 5 представлены результаты расчета параметров для испытания без нагрузки. Из этой таблицы видно, что реактивное сопротивление намагничивания (Xm) и вращательные потери (P r ) были рассчитаны при 30 280 Ом и 62 814 Вт соответственно. Полное сопротивление, сопротивление и реактивное сопротивление для испытания на холостом ходу были рассчитаны как 17 409 Ом, 4312 Ом и 16 866 Ом соответственно.
| Параметр | Описание | Значение |
| Z nl | Импеданс холостого хода | 17,409 Ом |
| R nl | Сопротивление холостому ходу | 4,312 Ом |
| X nl | Реактивное сопротивление холостого хода | 16866 Ом |
| X м | Реактивное сопротивление намагничивания | 30280 Ом |
| P r | Потеря вращения | 62,814 Вт |
| Таблица 5: Результаты расчета параметров — испытание без нагрузки. | ||
В таблице 6 представлены результаты анализа эффективности однофазной асинхронной машины. Из этой таблицы видно, что при температуре обмотки статора 30 ° C КПД асинхронной машины составляет 47,05%. При повышении температуры до 68,8 ° C КПД падает до 42,61%. Таким образом, КПД увеличился на 4,44%, когда температура статора снизилась на 38,8 ° C за указанный период.
| Температура обмотки статора (° C) | КПД (%) |
| 30 | 4705 |
| 36,3 | 46,62 |
| 40 | 46,04 |
| 50 | 45,06 |
| 60 | 43,79 |
| 68,8 | 42,61 |
| Таблица 6: Анализ эффективности однофазной асинхронной машины. | |
На рис. 7 представлен график зависимости КПД машины от температуры статора. Из этого графика видно, что данные соответствуют полиному второго порядка y = -0,0009 × 2 — 0,0306x + 48,773, со значением R 2 , равным 0,9987. Значение R 2 , равное 0,9987, полученное в результате соответствия между измеренными данными и полиномом второго порядка, представляет собой очень хорошее соответствие. Кроме того, из этого рисунка можно видеть, что КПД двигателя увеличивается при понижении температуры статора.
Рис. 7: График зависимости КПД асинхронной машины от температуры статора.
В таблице 7 приводится сравнение эффективности однофазной асинхронной машины. Из этой таблицы видно, что КПД асинхронной машины увеличился с 42,61% при нормальных рабочих условиях до 47,05% при охлажденных рабочих условиях. Температура статора при нормальных рабочих условиях была рассчитана как 68,8 ° C, а температура статора в охлаждаемых рабочих условиях была рассчитана как 30 ° C.
| Нормальное рабочее состояние | Условия эксплуатации с охлаждением TECM | ||
| Температура статора (° C) | КПД (%) | Температура статора (° C) | КПД (%) |
| 68,8 | 42,61 | 30 | 4705 |
| Таблица 7: Сравнение эффективности однофазной асинхронной машины. | |||
Заключение
В этой статье температура статора и сердечника однофазной асинхронной машины снижается с помощью TECM. Было показано влияние охлаждения (с помощью TECM) на эффективность однофазной асинхронной машины. Результаты экспериментов включали анализ эффективности, анализ температуры и анализ эквивалентной схемы. Показано, что при повышении температуры статора сопротивление статора увеличивалось, но КПД машины снижался.Когда температура статора снижалась с помощью TECM, сопротивление статора уменьшалось, что, в свою очередь, увеличивало эффективность однофазной асинхронной машины. TECM также влияют на внутреннюю температуру однофазной асинхронной машины. КПД однофазной асинхронной машины был увеличен с 42,61% в нормальных рабочих условиях до 47,05% в охлаждаемых рабочих условиях (с помощью TECM). Таким образом, КПД этой конкретной однофазной асинхронной машины был увеличен на 4,44%.
Следует отметить, что обычно используется класс машин, выбранных для этого исследования, потому что они дешевы, надежны, компактны и, как правило, работают только с небольшими грузами. Эффективность этих типов однофазных асинхронных машин обычно не является критерием выбора. Требуется большее процентное увеличение эффективности, чтобы оправдать стоимость TECM и сделать систему экономически жизнеспособной. Требуются дальнейшие исследования для расчета точного воздействия TECM (и охлаждения в целом) на более крупные трехфазные машины, которые обычно более эффективны для начала.Влияние TECM (и охлаждения) на трехфазные машины, работающие в закрытых средах, где другие средства охлаждения (обычно воздушные) недоступны, также представляет собой интересное исследование.
Van Jaarsveldt [9] представляет более подробную информацию об анализе эффективности асинхронной машины. Хуай и др. [11] подробно описывают вычислительный анализ явления повышения температуры в электрических асинхронных двигателях, а Ван и др. [12] подробно рассматривают однофазный асинхронный двигатель с последовательно соединенными обмотками и конденсаторами.
Благодарность
Эта статья была опубликована в журнале Journal of Energy in SA, февраль 2014 г., и переиздается здесь с разрешения.
Список литературы
[1] Департамент минералов и энергетики (DME): «Белая книга по энергетической политике Южно-Африканской Республики, 1998 г.».
[2] Т. Мтомбени: «Энергоэффективные моторные системы для управления спросом Eskom», ICUE Proceedings , 2007.
[3] В. Дламини, Р. Найду и М. Маньяге: «Практическая оценка методов оценки эффективности двигателей» , ICUE Proceedings , 2010.
[4] А.Гуляев и А.Голопкин: «Термоэлектрические охлаждающие модули высокой надежности», 18-я Международная конференция по термоэлектрике, 1999.
[5] Л. Анатычук, Н. Варич, А. Щедрин: «Точные методы и оборудование для определения параметров термоэлектрических охлаждающих модулей. измерения », Proceedings of the International Conference on Thermoelectrics , 1997.
[6] H Zhang, Y Mui and M. Tarin:« Анализ характеристик термоэлектрического охладителя для мощных электронных блоков », Applied Thermal Engineering , Vol.30, 2010.
[7] Б. Гуру и Х. Хизироглу: «Электрооборудование и трансформаторы», Oxford Press, 2001.
[8] Р. Гоус: «Анализ эффективности асинхронного двигателя с прямым управлением крутящим моментом и магнитным потоком при горячей прокатке. mill », ICUE Proceedings , 2011.
[9] Дж. ван Яарсвельдт:« Охлаждение и энергоэффективность », проектный документ, Северо-Западный университет, 2011 г.
[10] И. Гриффитс:« Принципы биомеханики и анализа движения » , Lippincott, Williams and Wilkins, 2005.
[11] Й Хуай, Р. Мельник и П. Тогерсен: «Вычислительный анализ явлений повышения температуры в электрических асинхронных двигателях», Applied Thermal Engineering , Vol.23, 2003.
[12] X Wang, H Zhong, Y Yang и X Mu: «Исследование нового энергоэффективного однофазного асинхронного двигателя с тремя последовательно соединенными обмотками и двумя конденсаторами», IEEE Transactions on Energy Conversion , Vol. 25, 2010.
Свяжитесь с доктором Рупертом Гоусом, Северо-Западный университет, тел. 018 299-1902, [email protected]
Статьи по теме
Jiangsu Match-Well Electrical Products Co., Ltd
Информация
Применение
Подходит для вентилятора конденсатора и аналогичных целей
Электрическая схема
Типичные габаритные размеры
Основные технические данные