Вопросы и задания

1. Поясните схему и МХ режима торможения АД противовключением.

2. Поясните схему и МХ режима динамического торможения АД.

3. Поясните схему и МХ режима рекуперативного торможения АД при спуске груза.

4. Поясните схему и МХ режима рекуперативного торможения АД при понижении частоты питающего напряжения.

2.19 Однофазный однообмоточный ад

Если АД маломощный (менее 1 кВт), то его можно выполнить однофазным, получающем питание от однофазной сети переменного напряжения. Так весе двигатели бытовой техники являются однофазными. В системах автоматики однофазные АД используются в качестве исполнительных механизмов (приводы кранов, клапанов и т.д.). Однофазные АД систем автоматики называютсясервоприводами.

Однофазные АД устроены точно также, как и трехфазные АД (рис.2.1 и 2.2). Ротор однофазного АД только короткозамкнутый. Статор может иметь одну или две обмотки, причем последние сдвинуты в пространстве друг относительно друга на угол 90^о/р_П.

Схема включения однофазного АД приведена на рис.2.32,а.

Обмотка статора, подключенная к переменному напряжению U₁, создает пульсирующее магнитное поле статораФ_ст. Такое поле не способно вращать короткозамкнутый ротор АД, так как не вращается относительно ротора.

Возьмем два одинаковых по величине поля Ф_ЛиФ_Ппостоянной амплитудыФ_т, равной половине амплитуды пульсирующего поля:0,5Ф_ст. Сначала поляФ_ЛиФ_Пнаправим встречно (рис.2.32,б). Углыα₀векторов относительно горизонтальной оси будут нулевыми. Сумма полейФ_ЛиФ_Пбудет нулевая.

Повернем поле Ф_Лвлево (против часовой стрелки) на уголα₁, а полеФ_Пвправо (по часовой стрелке) на такой же уголα₁(рис.2.32,в). Сложим повернутые вектораФ_ЛиФ_П. ПолучимФ_ст1=2Ф_тsinα₁=2·0,5Ф_cmsinα₁=Ф_cmsinα₁.

Аналогично для рис.2.32,г получим Ф_ст2=Ф_cmsinα₁, а для рис.2.32,д получим для рис.2.32,г получимФ_ст3=Ф_cmsinα₃=Ф_cmsin90^о=Ф_cm.

Этими построениями и выполненными расчетами показано, что векторная сумма двух встречно вращающихся полей Ф_ЛиФ_Пдает поле, у которого амплитуда равнаФ_ст, оно всегда направлено по вертикальной оси,а мгновенное значениеФ_ст(i)изменяется по синусоидальному законуФ_ст(i)=Ф_cmsinα_(i). Значит сумма двух встречно вращающихся полейФ_ЛиФ_Пдает пульсирующее поле статораФ_ст, и, поэтому полеФ_стможет быть заменено двумя встречно вращающимися полямиФ_ЛиФ_П.

Каждое из двух полей Ф_ЛиФ_Псоздает вращающий момент, соответственно,М_ЛиМ_П, для которых синхронные частоты вращения±ω₀будут одинаковыми по величине, но противоположных знаков (ри.2.33). Суммой двух МХМ_Л(ω) иМ_П(ω) является МХМ(ω) однофазного однообмоточного АД. На МХМ(ω) пусковой моментМ_Пнулевой. Это значит, что рассматриваемый АД не способен разогнаться даже на холостом ходу. Но если он уже вращался, то он продолжит вращение и устойчивую работу на рабочем участке МХМ(ω).

Практическое значение знания принципа действия и свойств однофазного однообмоточного АД состоит в следующем:

1. Для придания начального вращения достаточно на статоре разместить вторую, пусковую обмотку (см. тему 2.20), и кратковременно ее подключить.

По завершении разгона пусковую обмотку нужно отключить. Так работают однофазные однообмоточные АД бытовых холодильников, насосов и т.п.

2. Трехфазный работающий АД может перейти в режим однофазного однообмоточного АД при обрыве одной из фаз питания, например, при перегорании предохранителя. Такой АД продолжает работать, но вращающий момент его снижается почти вдвое. Опасности однофазного режима трехфазного АД состоят в следующем:

а). Если до обрыва фазы АД работал с нагрузкой более 50%номинальной, то продолжающий работать АД будет перегружен по току и, если его не отключить, то он сгорит. Поэтому, трехфазные АД должны быть оборудованы защитой от обрыва фазы.

б). Если до обрыва фазы АД работал с нагрузкой менее 50%номинальной, то продолжающий работать АД не будет перегружен по току и для АД это не опасный режим. Опасность для АД возникает после его остановки. Попытка запустить такой трехфазный АД из-за нулевого пускового момента будет неуспешной и АД при пуске сгорит. Значит и здесь должна быть защита от обрыва фазы.