Asynchroner Einphasenmotor: Vorrichtung von Elektromotoren mit einer Phase

In den meisten Fällen ist die Stromquelle für Wohngebäude ein einphasiges Stromnetz mit einer Spannung von 220 Volt. Daher werden im Alltag Elektrogeräte verwendet, die in ihrer Konstruktion einen asynchronen Einphasenmotor haben - ein Mechanismus mit einer Leistung von nicht mehr als 1500 Watt.

Aufbau und Funktionsprinzip

Vom Aufbau her ähnelt ein einphasiger Elektromotor einem dreiphasigen. Beide haben einen Anlasser und einen Rotor. Der Hauptunterschied liegt in der Anzahl der Wicklungen (es gibt zwei davon für eine einphasige).

Der Rotor beginnt sich zu bewegen, wenn die Wicklung ein Magnetfeld erzeugt. Seine Besonderheit liegt darin, dass er nicht wie bei einem Drehstrommotor rotiert, sondern pulsiert daher lässt sich in zwei Teile zerlegen:

• Direkte. Es bewegt sich mit synchroner Geschwindigkeit in die gleiche Richtung wie der Rotor und bildet das elektromagnetische Hauptelement.
• Das Gegenteil. Es dreht sich gegenläufig zur Bewegung des Rotors, daher ist die Rotordrehzahl relativ zum elektromagnetischen Feld negativ.
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Durch das Auftreten einer elektromotorischen Kraft beginnen Ströme mit Frequenzen proportional zum Schlupf durch den Rotor zu fließen. In diesem Fall übersteigt der Wert der Frequenz des Rückfeldstroms den Wert der Stromfrequenz im Vorwärtsfeld deutlich.

Eine Erhöhung des induktiven Widerstandes führt dazu, dass der Strom im Gegenfeld den magnetischen Fluss entmagnetisiert. Aus diesem Grund ist das gegen die Rotation des Rotors gerichtete Drehmoment klein.

Ein nicht rotierender Rotor hält die Achse zwischen den beiden Magnetfeldern stationär, sodass der Motor nicht läuft. Um es zu starten, müssen Sie den Rotor drehen, wodurch die Achse gezwungen wird, sich zu bewegen. Der Rotor muss sich in einem kreisförmigen Magnetfeld drehen, das durch zwei Wicklungsarten (Starten und Arbeiten) erzeugt wird. Um das maximal resultierende Drehmoment zu erreichen, magnetomotorische Kräfte müssen sein:

• sind gleich;
• aufrecht;
• um 90 Grad versetzt.

Sind diese Bedingungen nicht erfüllt, nimmt das Magnetfeld die Form einer Ellipse an. Das erhöhte Bremsmoment des Rückwärtsfeldes führt zu einer Verringerung des Wertes des resultierenden Drehmoments.

Die erforderliche Phasenverschiebung der magnetomotorischen Kräfte wird durch phasenschiebende Elemente erzeugt. Die Rolle eines solchen Elements kann eine Spule, ein Kondensator oder ein aktiver Widerstand sein. Ein einphasiger asynchroner Elektromotor mit aktivem Widerstand ist weit verbreitet. Die Wicklung darin hat eine reduzierte Querschnittsfläche, wodurch der Widerstand erhöht werden kann. Aufgrund der Tatsache, dass die Anlaufwicklung für kurze Zeit funktioniert, hat sie keine Zeit zum Versagen.

Kondensatorgerät

Bei Motoren, bei denen ein Kondensator als phasenschiebendes Element dient, funktioniert die Wicklung ständig. Der Anschluss eines solchen Geräts kann nach verschiedenen Schemata erfolgen. Die erste, die das Vorhandensein eines Kondensators im Startwicklungskreis impliziert, garantiert einen guten Motorstart, liefert aber nicht genügend Leistung (es stellt sich heraus, dass es viel weniger als die Nennleistung ist).

Ein Kondensator im Arbeitswicklungskreis liefert das gegenteilige Ergebnis. Bei guter Leistung springt der Motor schlecht an. Das gleichzeitige Anschließen von zwei Kondensatoren ist am effizientesten, da es die Vorteile der ersten beiden Schaltungen kombiniert. Dabei ein Push-Trigger wird verwendet, die den Kondensator nur während der Startzeit einschaltet. Um Motoren mit einem Kondensator zu starten, ist ein normaler Taster, Automat oder Kippschalter geeignet.

Damit ein einphasiger Kondensator-Elektromotor vom asynchronen Typ einen hohen Wirkungsgrad aufweist, ist es notwendig, die Kapazität der Kondensatoren richtig zu berechnen. Bei der Berechnung sollte man sich an der Regel orientieren, dass 1 kW Motorleistung 0,7-0,8 µF der Kapazität des Arbeitskondensators entspricht. Für den Anfang sind die Indikatoren 2-3 mal höher. Die Betriebsspannung der Kondensatoren muss das 1,5-fache der Netzspannung betragen.

Bifilar-Motor

Ein asynchrones Gerät, das ohne Kondensator arbeitet (nur aufgrund der Anlauf- und Arbeitswicklung) wird auch als Bifilar bezeichnet. Um es anzuschließen, müssen Sie einen Push-Starter verwenden, der über eine in der Mitte schließt sich der Kontakt für eine Haltezeit, und der Rest befindet sich in einem geschlossenen Zustand. Bei der Kennzeichnung solcher Schalter wird eine Zahl verwendet, die die Stromstärke angibt, für die sie ausgelegt sind.

Bevor Sie mit dem Anschließen des Geräts beginnen, sollten Sie die Wicklungsart bestimmen, indem Sie die Widerstände an jedem von ihnen messen. Die Spule, deren Anzeige höher ist, ist die Startspule, die andere arbeitet.

Nachdem die Messungen durchgeführt wurden, müssen die Enden der Wicklungen angeschlossen und an den äußersten Anschluss des Schalters angeschlossen werden. Verbinden Sie das freie Ende der Arbeitswicklung mit der zweiten Klemme, verbinden Sie die mittlere Klemme mit dem restlichen Draht der Startspule. Der Anschluss sollte nur mit Klemmen erfolgen, die sich auf einer Seite des Push-Starters befinden. Die auf der anderen Seite sind für das Netzkabel und die Brücke, die von der Klemme mit dem Arbeitsdraht kommt.

Wenn alle Verbindungen hergestellt sind, müssen Sie einen Probelauf des Motors durchführen. Nachdem Sie den Stecker in die Steckdose gesteckt haben, drücken Sie den Startknopf und halten Sie ihn gedrückt, bis der Motor anzieht. Nach einigen Sekunden muss die Taste ausgeschaltet werden.

Drehrichtung

In einigen Fällen beginnt sich die Welle beim Einschalten des Motors in die falsche Richtung zu drehen. Um dieses Problem zu lösen, müssen Sie die Position der Klemmen an der Stelle ändern, an der eine an den Schalter und die andere am Ende der Arbeitswicklung angeschlossen war.

Die Drehung der Welle in beide Richtungen kann durch den Einbau des Umkehrkippschalters sichergestellt werden. Es sollte zwei oder drei Arbeitspositionen und sechs Stifte haben. Bei der Installation eines solchen Kippschalters an einem Kondensatormotor muss die Möglichkeit vorgesehen werden, ihn während des Betriebs des Motors umzuschalten. Die mittleren Klemmen müssen mit den Drähten einer der Wicklungen verbunden werden, die äußersten müssen diagonal verbunden und zwei Drähte abgezogen werden. Verbinden Sie die eingezogenen Drähte mit den Stellen, an denen die Enden der Wicklung waren. Danach dreht sich der Motor in beide Richtungen.

Kollektormotoren

Einige Elektrogeräte können neben Asynchronmotoren auch mit Kollektormotoren ausgestattet sein, die konstruktive Unterschiede aufweisen. Obligatorische Elemente ihres Designs sind spezielle Bürsten und eine in Abschnitte unterteilte Kupfertrommel. Der Vorteil derartiger Motoren ist die hohe Drehzahl beim Start und nach der Beschleunigung. Die Bewegungsrichtung der Welle in ihnen wird durch den Wechsel der Polarität reguliert.

Auch bei solchen Elektromotoren kann die Drehzahl verändert werden. Diese Eigenschaft ermöglicht den Einsatz von Kollektormotoren in verschiedenen Haushalts- und Baugeräten. Ihr Nachteil ist die laute Geräuschentwicklung während des Betriebs. Asynchrone arbeiten mit weniger Rauschen.