Проектирование мехатронных узлов Божко

Подключение асинхронного двигателя к однофазной сети

Иногда обстоятельства складываются так, что источником питания является однофазная сеть. Для подключения трехфазного двигателя в этом случае следует воспользоваться конденсатором. Конденсатора может быть два – пусковой и рабочий. Два потому что необходимо в процессе запуска и работы изменять емкость, этого добиваются включением-отключением одного из конденсаторов (пускового). Обычно используют бумажные конденсаторы, потому что они неполярные, а в цепи переменного тока это важно учитывать.

Емкость рабочего конденсатора можно рассчитать по формуле:

Cp = 4800 I/U

Емкость пускового конденсатора нужно выбирать в 2-2,5 раза больше емкости рабочего конденсатора, а его рабочее напряжение должно быть выше питающего в 1,5 раза.

В момент подачи напряжения ключ SA замыкают, а затем размыкают, тем самым кратковременно увеличивая ток необходимый для запуска двигателя.

Нужно учитывать, что далеко не все двигатели можно подключать к однофазной цепи. Максимальная мощность при таком подключении составит не более 50-60% от мощности при подключении к трехфазной цепи.

Самостоятельно:

способы электромагнитного торможения асинхронных двигателей (с графиками)

Синхронный электродвигатель. Конструкции, принцип действия.

Конструкции роторов. Обмотки СД.

СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

В общем смысле синхронная электрическая машина — это машина, ротор которой вращается с такой же частотой, как и магнитное поле статора.

Если говорить о двигателе, то частота вращения его ротора совпадает с частотой вращения поля статора, порождаемого током питающей сети. То есть ротор вращается синхронно с этим полем отсюда и название - синхронный двигатель.

Синхронные машины обратимы — то есть могут работать и в режиме генератора, и в режиме двигателя.

На электростанциях всех типов используются в основном синхронные генераторы. Они и вырабатывают практически всю электроэнергию в мире, а мощность таких генераторов может доходить до тысячи мегаватт, а в некоторых случаях и более.

Устройство и принцип действия

Статор синхронной машины аналогичен по устройству статору асинхронного двигателя. Ротор представляет собой электромагнит постоянного тока. Он может иметь явно выраженные полюсы (рис.1а) или неявно выраженные (рис.1б). Ротор с явно выраженными полюсами используют в тихоходных машинах, а с неявно выраженными – в быстроходных, т.к. при больших скоростях вращения трудно обеспечить достаточную прочность явнополюсной конструкции и, кроме того, она создаёт большие вентиляционные потери.

Протекающий в обмотке ток возбуждает магнитное поле ротора, поэтому эта обмотка называется обмоткой возбуждения.

Рис.1. Конструкция ротора: а) явнополюсный с одной парой полюсов; б) неявнополюсная; 1 — магнитопровод, 2 — полюса, 3 — обмотка возбуждения, 4 — контактные кольца, 5 — щётки электрические.

В зависимости от мощности машины и частоты вращения, используют один или другой тип ротора. В тихоходных машинах (до 1000 об/мин) используют явнополюсную конструкцию ротора. Поэтому у явнополюсных роторов зачастую много полюсов.

При работе машин с большим числом оборотов (1500-3000 об/мин) на ротор действуют значительные центробежные силы, поэтому применяют неявнополюсный ротор. При этом неявнополюсный ротор может быть двухполюсным (при n 1=3000 об/мин) или четырёхполюсным (n 1=1500 об/мин)

Концы обмотки возбуждения выводятся на два токосъёмных кольца, а ток на них подаётся через щётки.