Однофазний асинхронний двигун з екранованими полюсами

Однофазний асинхронний двигун з екранованими полюсами (рис. 2.15) складається з шихтованого статора 1, на явно виражених полюсах 3 якого розташовується однофазна обмотка у вигляді послідовно з’єднаних катушок 2, і короткозамкненого ротора 5. Кожний полюс двигуна поділяється на дві нерівні частини повздовжним пазом. Як правило, меншу частину полюса займає мідний короткозамкнений виток 4 (екран).

Для створення в двигунах обертового магнітного поля необхідна наявність не менше двох магнітних потоків, зсунутих в часі і просторі. В розглядаючому двигуні ця задача вирішена слідуючим чином.

При ввімкненні обмотки статора в мережу з’являється струм, який створює магнітний потік image002(рис 2.16, а). Одна частина цього потоку image004проходить по неекранованій частині полюса, а інша image006 — по екранованій.

image008

Рис 2.16 Обмотка статора та магнітний потік

Потік image009в короткозамкненому витку (екрані) ЕРС і струм, який створює своє магнітне поле image011, напрямлене назустріч потоку image012. Результуючий потік image014 екранованої частини полюса являється, таким чином, сумою магнітних потоків:

image016. (2.13)

Для визначення кута зсуву між потоком image018 неекранованої частоти і потоком image020 екранованої частини полюса звернемося до векторної діаграми (рис. 2.16, б). На ній побудовано вектор image022, під кутом 900 до якого проведено вектор ЕРС Ек , наведеної image023. Струм короткозамкненого витка image025 відстає по фазі від ЕРС image027 на кут jк через наявність індуктивності витка.

Згідно (2.13) потік

image029.

Потік image031 неекранованої частини полюса співпадає по фазі з потоком image033, але перевищує його по величині, так як магнітний опір неекранованої частини полюса менше магнітного опору екранованої частини. З побудови випливає, що магнітний потік image035 зсунутий в часі відносно image036 на деякий кут b. Ці потоки мають також і просторовий зсув відносно один одного на кут q (див. рис. 2.16).

Наявність зсувів у просторі і часі вказаних магнітних потоків забезпечує створення обертового магнітного поля. Але внаслідок нерівності потоків, а також часового b та просторового q кутів зсуву 900 обертове магнітне поле двигуна являється еліптичним. Через це пусковий момент, двигуна що розглядається, невеликий. Для деякого покращення магнітного поля повітряний проміжок під неекранованою частиною полюса частково збільшують (d2>d1) (див. рис. 2.17, а). З цією ж метою в деяких двигунах між полюсними наконечниками розташовують магнітні шунти у вигляді стальних пластин, що дозволяє збільшити потік екранованої частини полюса.

Але не дивлячись на проведені міроприємства, кратність пускового моменту двигунів з екранованими полюсами, як правило, Мпускном£0,6. Щоб збільшити пусковий момент, іноді на полюсах встановлюють не один, а декілька екрануючих витків різної ширини.

Двигуни з екранованими полюсами нереверсивні: ротор обертається лише в одному напрямку — від неекранованої частини полюса до екранованої. Для отримання обертання в різні сторони у деяких двигунах виводять обидва кінці валу, тобто обидва кінці роблять робочими.

Робочі властивості більшості двигунів з екранованими полюсами характеризуються коефіцієнтом корисної дії h=10¸40%, коефіцієнтом потужності cosj1=0,4¸0,6 і перевантажувальною властивістю Мmaxном=1,1¸1,3. Низька перевантажувальна властивість двигуна пояснюється тим, що найбільше значення h відповідає моменту, близькому до максимального. Тому для кращого використання двигуна доцільно за номінальний момент двигуна прийняти момент, близький до максимального.

Наявність короткозамкнених витків на полюсах двигуна викликає значні електричні втрати, величина яких не залежить від навантаження. При зміні навантаження від нуля (в режимі холостого ходу) до номінальної сума втрат в двигуні підвищується не більше ніж на 50 %. Завдяки цій властивості двигун з екранованими полюсами може знаходитися довгий час в режимі короткого замикання (обмотка статора ввімкнена в мережу, а ротор нерухомий), що зручно в ряді випадків експлуатації двигуна.

Двигуни з екранованими полюсами виготовляються на потужності від долей вата до декількох сотень ват при частоті 50 Гц і напрузі 115 — 127 В. Ці двигуни використовуються для приводу магнітофонів, стрічкопротяжних механізмів, а також в побутових пристроях (настільних вентиляторах, електропрогравачах та ін.).

Васюра А.С. – книга “Електромашинні елементи та пристрої систем управління і автоматики” частина 2

Оставьте комментарий к статье