Silnik asynchroniczny jednofazowy: urządzenie silników elektrycznych z jedną fazą

W większości przypadków źródłem zasilania budynków mieszkalnych jest jednofazowa sieć elektryczna o napięciu 220 woltów. Dlatego w życiu codziennym stosuje się urządzenia elektryczne, które mają w swojej konstrukcji asynchroniczny silnik jednofazowy - mechanizm o mocy nie większej niż 1500 watów.

Budowa i zasada działania

Pod względem budowy jednofazowy silnik elektryczny jest podobny do trójfazowego. Oba mają rozrusznik i wirnik. Główna różnica polega na liczbie uzwojeń (są dwa na jedną fazę).

Wirnik zaczyna się poruszać, gdy uzwojenie wytwarza pole magnetyczne. Jego osobliwość polega na tym, że nie obraca się jak w silniku trójfazowym, ale pulsuje można rozłożyć na dwie części:

• Bezpośredni. Porusza się z prędkością synchroniczną w tym samym kierunku co wirnik, tworząc główny element elektromagnetyczny.
• Przeciwieństwo. Obraca się w kierunku przeciwnym do ruchu wirnika, dlatego prędkość wirnika jest ujemna w stosunku do pola elektromagnetycznego.

W wyniku pojawienia się siły elektromotorycznej przez wirnik zaczynają płynąć prądy o częstotliwościach proporcjonalnych do poślizgu. W tym przypadku wartość częstotliwości prądu pola wstecznego znacznie przekracza wartość częstotliwości prądu w polu do przodu.

Wzrost rezystancji indukcyjnej prowadzi do tego, że prąd w polu wstecznym rozmagnesowuje strumień magnetyczny. Z tego powodu moment obrotowy skierowany przeciwko obrotowi wirnika jest niewielki.

Nieobrotowy wirnik utrzymuje oś nieruchomo między dwoma polami magnetycznymi, dzięki czemu silnik nie pracuje. Aby go uruchomić, musisz zakręcić wirnikiem, zmuszając oś do ruchu. Wirnik musi obracać się w okrągłym polu magnetycznym wytworzonym przez dwa rodzaje uzwojenia (rozruch i praca). Aby osiągnąć maksymalny wypadkowy moment obrotowy, siły magnetomotoryczne muszą być:

• są równe;
• prostopadły;
• przesunięte o 90 stopni.

Jeśli te warunki nie zostaną spełnione, pole magnetyczne przyjmie kształt elipsy. Zwiększony moment hamowania pola zwrotnego spowoduje zmniejszenie wartości momentu wynikowego.

Wymagane przesunięcie fazowe sił magnetomotorycznych jest tworzone za pomocą elementów przesuwających fazę. Rolą takiego elementu może być cewka, kondensator lub rezystancja czynna. Szeroko rozpowszechniony jest jednofazowy asynchroniczny silnik elektryczny z czynną rezystancją. Uzwojenie w nim ma zmniejszoną powierzchnię przekroju, co umożliwia zwiększenie oporu. Ze względu na to, że uzwojenie początkowe działa krótko, nie ma czasu na awarię.

Urządzenie kondensatorowe

W silnikach, w których kondensator służy jako element przesuwający fazę, uzwojenie działa w sposób ciągły. Połączenie takiego urządzenia można przeprowadzić według różnych schematów. Pierwszy, sugerujący obecność kondensatora w obwodzie uzwojenia początkowego, gwarantuje dobry rozruch silnika, ale nie zapewnia wystarczającej mocy (okazuje się, że jest znacznie mniejsza niż nominalna).

Kondensator umieszczony w roboczym obwodzie uzwojenia daje odwrotny skutek. Przy dobrych osiągach silnik słabo się uruchomi. Połączenie dwóch kondensatorów jednocześnie jest najbardziej wydajne, ponieważ łączy w sobie zalety dwóch pierwszych obwodów. W której używany jest spust wciskany, który włącza kondensator tylko w okresie rozruchu. Aby uruchomić silniki z jednym kondensatorem, odpowiedni jest zwykły przycisk, automat lub przełącznik.

Aby jednofazowy silnik elektryczny kondensatorowy typu asynchronicznego wykazywał wysoką sprawność, konieczne jest prawidłowe obliczenie pojemności kondensatorów. Przy obliczaniu należy kierować się zasadą, że 1 kW mocy silnika odpowiada 0,7-0,8 μF pojemności kondensatora roboczego. Na początek wskaźniki będą 2-3 razy wyższe. Napięcie robocze kondensatorów musi być 1,5 razy większe od napięcia sieciowego.

Silnik bifilarny

Urządzenie asynchroniczne, które działa bez kondensatora (tylko ze względu na uzwojenie rozruchowe i robocze) jest również nazywane bifilarnym. Aby go podłączyć, musisz użyć rozrusznika, który ma w środku kontakt zamyka się na czas wstrzymania, a reszta jest w stanie zamkniętym. Podczas oznaczania takich przełączników używa się liczby wskazującej aktualną siłę, dla której są zaprojektowane.

Przed przystąpieniem do podłączania urządzenia należy określić rodzaj uzwojenia, mierząc rezystancje na każdym z nich. Cewka, na której wskaźnik będzie wyżej, jest cewką startową, druga pracuje.

Po wykonaniu pomiarów konieczne jest podłączenie końców uzwojeń i podłączenie ich do skrajnego zacisku wyłącznika. Wolny koniec uzwojenia roboczego podłączyć do drugiego zacisku, zacisk środkowy połączyć z pozostałym przewodem cewki rozruchowej. Połączenie powinno być wykonane tylko za pomocą zacisków znajdujących się po jednej stronie rozrusznika. Te po drugiej stronie służą do przewodu zasilającego i zworki wychodzącej z zacisku z przewodem roboczym.

Po wykonaniu wszystkich połączeń należy przeprowadzić rozruch próbny silnika. Po podłączeniu wtyczki do gniazdka, naciśnij przycisk start i przytrzymaj go, aż silnik nabierze prędkości. Po kilku sekundach przycisk musi zostać wyłączony.

Kierunek rotacji

W niektórych przypadkach, gdy silnik jest włączony, wał zaczyna się obracać w złym kierunku. Aby rozwiązać ten problem, będziesz musiał zmienić położenie zacisków w miejscu, w którym jeden był podłączony do przełącznika, a drugi do końca uzwojenia roboczego.

Obrót wału w obu kierunkach można zapewnić, instalując przełącznik rewersyjny. Powinien mieć dwie lub trzy pozycje robocze i sześć kołków. W procesie montażu takiego przełącznika dźwigienkowego na silniku kondensatorowym należy zapewnić możliwość jego przełączania podczas pracy silnika. Zaciski środkowe należy podłączyć do przewodów jednego z uzwojeń, skrajne połączyć po przekątnej i zdjąć dwa przewody. Podłącz schowane przewody do miejsc, w których znajdowały się końce uzwojenia. Następnie silnik będzie się obracał w obu kierunkach.

Silniki kolektora

Oprócz asynchronicznego, w niektórych urządzeniach elektrycznych można zainstalować silniki kolektorów, które mają różnice strukturalne. Obowiązkowym elementem ich konstrukcji są specjalne szczotki i podzielony na sekcje miedziany bęben. Zaletą silników tego typu jest duża liczba obrotów w momencie rozruchu i po rozpędzeniu. Kierunek ruchu wału w nich regulowany jest poprzez zmianę polaryzacji.

Również w takich silnikach elektrycznych można zmieniać prędkość obrotową. Ta właściwość pozwala na zastosowanie silników kolektorowych w różnego rodzaju sprzęcie domowym i budowlanym. Ich wadą jest głośny hałas emitowany podczas pracy. Asynchroniczne pracują z mniejszym hałasem.