Порівняння властивостей фазозміщуючих елементів

На рис. 2.6. зображені схема ввімкнення і векторна діаграма струмів однофазного двигуна, з якої видно, що якщо робоча і пускова обмотки однакові, то при відсутності якого-небудь фазозміщуючого елемента в колі пускової обмотки струми image002 співпадають по фазі, так як різниця кутів здвигу фаз jА і jB цих струмів відносно напруги

b = jА - jB = 0.

image004

Рис 2.6. Схема ввімкнення і векторна діаграма струмів однофазного двигуна

Така система струмів не створює обертового магнітного поля.

Якщо коло пускової обмотки ввімкнути активний опір r (рис. 2.7.),

image006

Рис 2.7 Коло пускової обмотки

то кут зсуву фаз між струмом image008 і напругою image010 зменшиться і вектори струмів image012 виявляться зсунутими по фазі на кут b= jА - jB. Але b буде менша 900. Навіть якщо активний опір збільшити настільки, що jB » 0, то і в цьому випадку кут b буде менший 900 (b»jА), так як робоча обмотка володіє деяким активним опором, завдяки якому jА<900.

При ввімкненні в коло пускової обмотки індуктивності L (рис. 2.8.) кут зсуву фаз між струмомimage014 і напругою U1 збільшиться і струми image015 виявляться зсунутими по фазі відносно один одного на b = jВ — jА. Але і в цьому випадку b<900.

Дещо кращі результати може дати одночасне використання двох фазозміщуючих елементів: індуктивності в колі робочої обмотки і активного опору в колі пускової обмотки (рис. 2.9). Але і в цьому випадку кут b=jВ-jА можна лише наблизити до 900. Таким чином, використання активного опору і індуктивності в якості фазозміщуючих елементів не дає бажаних результатів, так як кут зсуву фаз між струмами в робочій і пусковій обмотках не досягає 900, а тому, обмотка статора створює лише еліптичне магнітне поле.

Кращі результати отримуються при використанні в якості фазозміщуючого елемента ємності С (Рис. 2.10). Величина ємності може бути підібрана таким чином, що струм пускової обмотки image017 при s=1 буде випереджати по фазі напругу image019 на кут jВ, який в сумі з кутом зсуву фази jА робочого струму ІА відносно напруги image021 дасть кут в 900:

b = jВ + jА = 900.

Якщо в цьому випадку обидві обмотки утворюють однакові МРС, то при ввімкненні двигуна в мережу буде створено кругове обертове поле і він буде розвивати значний початковий пусковий момент.

Таким чином, ємність являється найкращим фазозміщуючим елементом, так як забезпечує однофазному двигуну хороші пускові властивості. Але використання ємності в якості фазозміщуючого елемента іноді обмежується порівняно великими габаритами конденсаторів, тим більш що для отримання кругового обертового поля при пуску двигуна потрібна значна ємність. Наприклад, при потужності двигуна 200 Вт необхідна ємність С=30 мкФ.

В наш час найбільше розповсюдження отримали однофазні асинхронні двигуни з активним опором в якості фазозміщуючого елемента. Так як пускова обмотка знаходиться включеною короткий час (тільки на час пуску двигуна), її часто виконують з провода меншого перерізу, що забезпечує підвищений активний опір.

Крім того, іноді частину пускової обмотки намотують біфілярно, чим понижують її індуктивність. В підсумку пускова обмотка відрізняється від робочої більшим активним опором і меншою індуктивністю. Хоча кут зсуву фаз між струмами image022 в цьому випадку всеж менше 900, пускові властивості цих двигунів виявляються достатніми.

Мпуск / Мном = 1,0 ¸ 1,5 ; Іпуск / Іном = 5 ¸ 9.

Двигуни з підвищеним активним опором пускової обмотки, як правило, використовують там, де не потребується великих пускових моментів.

У випадку необхідності отримання великого пускового моменту в якості фазозміщуючого елемента ФЕ використовують ємність. Це дає можливість підвищити кратність пускового момента до Мпускном = 1,6 ¸ 2.

На рис. 2.12 приведені механічні характеристики однофазного асинхронного двигуна: при відсутності ФЕ (штрихована крива), коли в якості ФЕ використовується активний опір (а) і коли в якості ФЕ використовується ємність (б). Для більшої наглядності значення електромагнітного моменту подані у відносних одиницях (М/Мном).

image024

Рис 2.11 Механічні характеристики однофазного асинхронного двигуна

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

Оставьте комментарий к статье