Исполнительные асинхронные двигатели. Схемы замещения и параметры двухфазных исполнительных асинхронных двигателей. Вращающий момент двухфазного исполнительного асинхронного двигателя. Характеристики исполнительных асинхронных двигателей. Вращающиеся трансформаторы. Универсальные коллекторные двигатели и преобразователи. Синхронные машины общего применения. Синхронные двигатели для систем автоматики

Из векторной диаграммы определим емкость конденсатора C_p необходимую для создания кругового вращающегося поля. Для этого из выражения

где x_c— реактивное сопротивление конденсатора, найдем

Коэффициент трансформации согласно рис. 9.5

При изменении нагрузки двигателя токи I_А, I_Би углы φ_А, φ_Б изменяются, вращающееся поле становится эллиптическим. Таким образом, с помощью конденсатора С_р в таком двигателе можно получить круговое вращающееся поле только для одного вполне определенного режима.Выбирая конденсатор, следует иметь в виду, что напряжение на нем может быть выше напряжения сети U.

При пуске двигателя с включенным конденсатором С_р поле принимает эллиптическую форму и пусковой момент составляет до 30% от М_HOM. Для улучшения пусковых характеристик конденсаторного двигателя параллельно с конденсатором С_р в цепь конденсаторной фазы на период пуска включают пусковой конденсатор С_п (см. рис. 9.4). Емкость этого конденсатора рассчитывают, исходя из условия получения достаточного пускового моментаПо окончании пуска двигателя конденсатор С_п отключают и двигатель работает только с конденсатором С_р.

Конденсаторные двигатели с пусковым и рабочим конденсаторами применяют для приводов с тяжелыми условиями пуска, т. е. с частыми включениями под нагрузкой. Их недостаток - повышенная стоимость из-за наличия конденсаторных батарей. Характеристики конденсаторного двигателя лучше, чем однофазного. Коэффициент мощности cosφ = =0,8 ÷ 0,95, КПД

Заметим, что маломощные трехфазные асинхронные двигатели могут работать от однофазной сети. Схемы их включения приведены на рис. 9.6. На рис. 9.6, а две фазы обмотки статора соединены последовательно и образуют главную обмотку А, а третья Б является пусковой (вспомогательной) и после пуска двигателя отключается вместе с конденсатором С_п. Мощность двигателя в однофазном режиме при этом не превышает 60% от номинальной мощности трехфазного режима.

Если после пуска двигателя конденсатор С_п отключить, оставив включенным лишь конденсатор С_р в цепи обмотки Б (рис. 9.6,6), то двигатель будет работать как конденсаторный, развивая мощность, равную 75-80% от номинальной мощности трехфазного режима

Рис. 9.6. Схемы включения трехфазных асинхронных двигателей в однофазную сеть

На рис. 9.6, в, г приведены другие варианты схем питания трехфазных двигателей от однофазной сети.

Универсальные трехфазные двигатели серии УАД, которые могут работать как от трехфазной, так и однофазной сети, применяют в автоматических устройствах. В этих двигателях на щиток выводятся начала и концы трех фаз обмотки статора.

Для привода вентиляторов, электропроигрывателей, магнитофонов применяют однофазные двигатели с экранированными (расщепленными) полюсами (рис. 9.7, а).

На явно выраженных полюсах статора намотаны катушки однофазной обмотки возбуждения ОВ. Каждый полюс статора разделен на две неравные части аксиальным пазом. Меньшую часть полюса охватывает короткозамкнутый виток К. Ротор двигателя - короткозамкнутый.

Вращающееся поле в этом двигателе получают следующим образом. ТокI_Б , протекающий по обмотке возбуждения, создает пульсирующий магнитный поток , (рис. 9.7,б). Одна часть его  проходит по неэкранированной, а другая , — по экранированной части полюса. Поток  создает, как и в трансформаторе, поток , короткозамкнутого витка. Поэтому в экранированной части полюса действует результирующий поток наводящий ЭДС в короткозамкнутом  витке (рис. 9.7, в), под действием которой возникает ток , отстающий от по фазе на угол φ_k, из-за индуктивности витка. Ток и создает поток , совпадающий с ним по фазе (если пренебречь потерями в стали)..

Таким образом, в двигателе потоки экранированной () и неэкранированной () частей полюса сдвинуты во времени на некоторый угол ψ (рис. 9.7,в). Кроме того, экранированная и неэкранированная части полюса сдвинуты и в пространстве. Вследствие недостаточного сдвига потоков  и  во времени и в пространстве и их неравенства результирующее поле двигателя будет эллиптическим, но этого достаточно, чтобы двигатель создавал пусковой момент, составляющий 20 - 40% M_ном.

Для некоторого выравнивания потоков  и  между наконечниками полюсов помещают магнитные шунты Ш в виде стальных пластин (рис. 9.7, а).

Двигатели с экранированными полюсами изготовляют мощностью от долей ватта до 300 Вт при напряжениях 115, 127 и 220 В. Для таких двигателей опасны частые пуски. Недостатки их - отсутствие реверса, низкие КПД (до 20-40%) и соs φ = 0,4 + 0,6

§ 9.3. Исполнительные асинхронные двигатели

В зависимости от конструкции ротора различают следующие виды асинхронных исполнительных двигателей: 1) с полым немагнитным ротором; 2) с короткозамкнутым ротором; 3) с полым ферромагнитным ротором; 4) с массивным ферромагнитным ротором.