Подключение трехфазных двигателей к однофазной сети
Трехфазные двигатели могут работать и от однофазной сети. Для создания вращающегося магнитного поля в статоре (искусственного создания трех сдвинутых по времени фаз), используют конденсаторы и соответствующую схему включения (см. ниже). Трехфазный двигатель, работая от однофазной сети, развивает мощность не более 50%, чем при работе от трехфазной сети.
Рис.16. Применение трехфазного двигателя в однофазной сети:
Q — выключатель неавтоматический, имеющий средний контакт с самовозвратом, Сп, Ср — емкости пусковая и рабочая.
При напряжении сети 220 В и частоте сети 50 Гц рабочая емкость, мкф, Ср = 66Рн, где Pн. — номинальная мощность двигателя, кВт. Пусковая емкость, мкФ
Сп = 2Ср = 132Рн.
Если двигатель запускается без пусковой емкости, то ее можно не применять.
Машины постоянного тока
Такие машины как двигатели хороши тем, что у них можно регулировать частоту вращения ротора в широком диапазоне частот. Из-за этого они широко используются в ручных машинах. Развивают крутящий момент, начиная с первого оборота, в отличие от других двигателей, которые работают, например, начиная с оборотов холостого хода (у двигателей внутреннего сгорания), составляющих значения несколько сотен оборотов в минуту. Недостатками можно считать износ и искрение щеток. С помощью машины постоянного тока, работающей как генератор можно получать постоянное напряжение.
Рис. 17-1. Простейший электродвигатель постоянного тока Рис. 17-2. Работа простейшего электродвигателя постоянного тока в режиме генератора (а) и двигателя (б).
Конструктивно все электрические двигатели постоянного тока состоят из индуктора (в статоре) и якоря (ротора), разделенных воздушным зазором.
Индуктор электродвигателя постоянного тока служит для создания неподвижного магнитного поля машины и содержит главные полюса 1. На главных полюсах расположены обмотки возбуждения, предназначенные для создания магнитного поля машины (на добавочных полюсах - специальная обмотка, служащая для улучшения условий коммутации). Якорь 2 электродвигателя постоянного тока состоит из магнитной системы, собранной из отдельных листов, рабочей обмотки, уложенной в пазы, и коллектора 3 служащего для подвода к рабочей обмотке постоянного тока. Коллектор связывает обмотку якоря с внешней цепью нагрузки при работе машины генератором или с сетью питания при работе двигателем. Коллектор представляет собой цилиндр, насаженный на вал двигателя и собранный из изолированных друг от друга медных дугообразных пластин. На коллекторе имеются выступы-петушки, к которым припаяны концы секций обмотки якоря. Съем тока с коллектора осуществляется с помощью щеток 4, обеспечивающих скользящий контакт с коллектором. Щетки закреплены в щеткодержателях, которые удерживают их в определенном положении и обеспечивают необходимое нажатие щетки на поверхность коллектора. Щетки и щеткодержатели закреплены на траверсе, связанной с корпусом электродвигателя.
По устройству двигатель постоянного тока упрощенно можно представить в виде рамки (обмотки), к которой через коллектор (разрезное кольцо) и щетки подводится постоянный электрический ток. Рамка находится в магнитном поле между двумя полюсами постоянного магнита. Обмотка возбуждения располагается на полюсах статора и присоединяется к независимому источнику постоянного тока или к якорю. Магнитный поток возбуждения Фв этой обмотки неподвижен в пространстве.
Ток, протекая по рамке, вызовет в ней электрическое поле, рамка притянется постоянным магнитом и повернется на 180 градусов. При этом сменится полярность на коллекторе. Рамка окажется в аналогичном первоначальному положении. Так будет происходить непрерывное вращение рамки.
Коллекторы обычно делаются из многих составных частей и соответствующего им числа рамок (обмоток) для плавности вращения.