Вопросы и задания

1. Поясните принцип представления пульсирующего магнитного поля обмотки в виде двух встречно вращающихся магнитных полей постоянной амплитуды.

2. Поясните особенности МХ однофазного однообмоточного АД и способ его пуска.

3. Чем опасна для трехфазного АД работа с одной оборванной фазой?

2.20 Однофазный двухобмоточный ад

Однофазный двухобмоточный АД содержит на статоре обмотки, между которыми пространственный сдвиг составляет 90^о/р_П. Далее, для упрощения выкладок примемр_П=1. Тогда пространственный сдвиг будет равен90^о.

Схема включения однофазного АД приведена на рис.2.34,а. Одна из обмоток (обозначена как w_P) называется рабочей и она непосредственно включается в сеть. Другая обмотка пусковая (обозначена какw_П), она подключается в сеть через фазосмещающее устройство (ФСУ). Пусковая обмотка может отключаться после завершении разгона АД.

Пульсирующие магнитные поля рабочей и пусковой обмоток имеют между собой не только пространственный сдвиг 90^о, но электрический фазовый сдвиг протекающих по ним токов и, соответственно, создаваемых ими полей (рис.2.34,б углыα_Риα_Празные). Векторной суммой влево вращающихся полейФ_ЛРиФ_ЛПявляется полеФ_Л, а суммой вправо вращающихся полейФ_ПРиФ_ППявляется полеФ_П, Из построений на рис.2.34,б явственно следует, что магнитные поляФ_ЛиФ_Рразные по амплитуде:Ф_Л>Ф_Р. Значит, вращающий моментМ_Л, созданный полемФ_Лбудет больше моментаМ_П, созданного полемФ_П(рис.2.35). Результирующая МХМ=М_Л-М_Пбудет иметь пусковой моментМ_пуск. АД может разогнаться самостоятельно.

Варианты исполнения ФСУ представлены на рис.2.36,а. Во всех вариантах рабочая обмотка включается непосредственно в сеть.

Основным является емкостное ФСУ: пусковая обмотка подключается к сети через конденсатор С(ключК1замкнут). Векторные диаграммы напряжений и токов в рабочей и в пусковой обмотках представлены на рис.2.36,б. ТокI_Pв рабочей обмотке отстает от напряженияU₁на уголφ_Р. ТокI_Пв пусковой обмотке опережает напряжениеU₁на уголφ_П. Углыφ_Риφ_Попределяется формулами

(2.54)

Емкость конденсатора рассчитывают с использованием выражений (2.54)

такой, чтобы сдвиг по фазе Δφ=φ_Р+φ_Пмежду токамиI_PиI_Псоставлял90^о. При таком фазовом сдвиге и одновременном равенстве амплитуд магнитных потоков в рабочей и пусковой обмотках полеФ_П, вращающееся вправо, обратится в ноль и останется только полеФ_Л, вращающееся влево. МХМ(ω) сольется с МХМ_Л(ω) и вращающий момент однофазного АД примет максимально возможное значение. Однофазный АД будет подобен трехфазному АД. Если амплитуды магнитных потоков обмоток разные или сдвиг по фазе между ними не равен90^о, то будут существовать одновременно два встречно вращающихся поляФ_ЛиФ_Пи суммарный вращающий момент понизится.

Простейшее ФСУ может быть реализовано средствами самого АД без подключения дополнительных элементов в цепь пусковой обмотки (замыкают ключ К2). Обмотки АД выполняют такими, чтобы были бы различными фазовые сдвиги протекающих по ним токов относительно напряжения сети:

Для этого рабочую обмотку мотают проводом большого сечения с большим числом витков, что обеспечивает большой угол φ_П, а пусковую обмотку мотают проводом малого сечения с малым числом витков, что обеспечивает малый уголφ_П. Пусковая обмотка с такими параметрами, как правило не рассчитана на длительную работу. Поэтому ее отключают (размыкаютК2), когда АД вышел на рабочий участок МХ (разгон АД завершен).