Однофазные асинхронные двигатели

16.10.2018

Однофазный асинхронный двигатель- это электродвигатель, работающий в сети однофазного переменного тока. Такое устройство способно работать без применения преобразователя, а в основном режиме работы (после запуска) использует лишь одну обмотку статора. Фактически такой тип двигателя является двухфазным, но поскольку рабочей считается одна обмотка то электродвигатель называют однофазным.

Принцип действия и устройство однофазного двигателя.

На рисунках изображены поперечный разрез статора однофазного асинхронного двигателя (а) и направления вращающих моментов, действующих на его ротор (б). Обмотка на статоре (а) размещена в пазах, которые занимают пространство около двух третей от его общей окружности, соответствующей паре полюсов.

В результате распределение магнитодвижущей силы и индукции в воздушном зазоре близко к синусоидальному принципу. Благодаря переменному току, проходящему по обмотке, МДС производит скачки во времени с частотой сети. Таким образом, в представленном типе электродвигателя, обмотка статора создает неподвижный поток, который меняется во временных рамках, вместо кругового вращающегося, как в трехфазных двигателях при симметричном питании.

Прямые и обратные поля

Для анализа свойств однофазного представим замену неподвижного пульсирующего потока на сумму идентичных круговых полей, которые будут вращаться в противоположных направлениях и иметь одинаковые частоты их вращения. Свойства можно сравнить через анализ совместного действия каждого из вращающихся полей. Иными словами, однофазный двигатель можно представить в виде двух одинаковых двигателей, роторы которых жестко связаны между собой (б), при встречном направлении вращения магнитных полей и создаваемых ими моментов.

Поле, направление вращения которого совпадает с направлением вращения ротора, принято называть прямым, а поле обратного направления — инверсным (обратным). Электромагнитные моменты, образуемые прямым и обратным полями, направлены в противоположные стороны, а суммарный момент однофазного двигателя будет равен их разности при условии одной и той же частоты вращения ротора.

Сравнение однофазного и трехфазного типов

Однофазный двигатель имеет меньший КПД в отличие от устройства трехфазного типа. При анализе зависимостей моментов прямых и обратных полей можно вывести несколько отличий:

1. Однофазный двигатель не имеет пускового момента и вращается в ту сторону, в которую направлена внешняя сила.
2. Частота вращения при холостом ходу у однофазного двигателя уступает трёхфазному из-за тормозящего момента, который образуется обратным полем. 
3. По рабочим характеристикам однофазный двигатель также уступает трехфазному аналогу, так как имеет повышенное скольжение на номинальных нагрузках и меньшую перегрузочную способность. Это также объясняется наличием обратного поля.

Помимо этого стоит учесть, что мощность однофазного двигателя составит приблизительно 2/3 от аналогичного показателя трехфазного того же габарита. Из-за того что в первом случае рабочая обмотка занимает всего две трети пазов статора.

Область применения асинхронного двигателя

Моторы небольшой мощности от 15 до 600Вт применяют в устройствах автоматики, а также в бытовых приборах. В повседневной жизни они используются при работе насосов и другого подобного оборудования, которое не требует постоянной регулировки частоты вращения.

В электроприборах зачастую и автоматических системах применяют однофазные микродвигатели, так как эти приборы получают питание из однофазной сети переменного тока.

Подписывайтесь на наши обновления: