6. Асинхронный двигатель с пусковым конденсатором
Двигатель пускают как однофазный, а при достижении определенной частоты вращения вспомогательную обмотку отключают и он продолжает работать как однофазный (рис. 6.1)
Рис. 6.1. Схема включения (а) и механическая характеристика (б) асинхронного двигателя с пусковым конденсатором
В
целях лучшего использования обмоток,
главную обмотку укладывают в 2/3 пазов
статора, а вспомогательную – в 1/3 пазов
статора. Число витков вспомогательной
обмотки, емкость конденсатора выбирают
исходя из условия получения кругового
поля при пуске. Правда, поскольку
,
для расчета
и
следует использовать формулы ( .
).
На рис. 6.2 приведена круговая диаграмма пусковых токов при изменении емкости конденсатора.
Рис.6.2. Круговая диаграмма пусковых токов асинхронного двигателя с пусковым конденсатором
Известно,
что пусковой момент несимметричного
двухфазного асинхронного двигателя
пропорционален произведению амплитуд
МДС фаз
,
и синусам углов их пространственного
и временного
сдвигов (1.10). Поскольку
,
,
параметры фазы
постоянны, получается, что
.
Согласно
рис. 6.1, 
.
Таким образом,
.
(6.1)
Из
круговой диаграммы можно найти наибольший
пусковой момент двигателя, который
определяется отрезком
,
полученным как перпендикуляр, проведенный
через центр окружности к продолжению
вектора тока
,
после чего нетрудно определить емкость конденсатора, обеспечивающего этот момент.
Двигатель
имеет неплохие пусковые параметры
;
,
но низкие энергетические показатели в
номинальном режиме:
,
;
.
6.1. Асинхронный двигатель с рабочим конденсатором
Двигатели с пусковым конденсатором и пусковым сопротивлением имеют устройство автоматического отключения пусковой обмотки после выхода в номинальный режим. Это повышает цену двигателя, хотя и снижает его надежность. В тех случаях, когда не требуется больших пусковых моментов, целесообразно применять двигатель с рабочим конденсатором (рис. 6.3).
Рис. 6.3. Схема включения (а) и механическая характеристика (б) асинхронного двигателя с рабочим конденсатором
В
таком двигателе обе обмотки занимают
одинаковое число пазов статора
.
Число
витков вспомогательной обмотки и емкость
конденсатора выбирают из условия
получения кругового поля в номинальном
режиме (
).
Двигатель имеет хорошие рабочие свойства:
КПД = 50-80 %,
;
.
Однако пусковой момент его небольшой
,
что объясняется эллиптичностью магнитного
поля, т.е. наличием значительного обратно
вращающего тормозного момента. В целях
повышения пускового момента либо
увеличивают активное сопротивление
ротора, либо выполняют условие получения
кругового поля не при номинальном, а
при большем скольжении. Однако во всех
случаях надо считаться с неизбежным
ухудшением энергетических показателей
в номинальном режиме.
6.2. Асинхронный двигатель с пусковым и рабочим конденсаторами
В
тех случаях, когда от двигателя требуются
высокие энергетические показатели в
номинальном режиме и хорошие пусковые
свойства, применяются двигатели с
пусковым и рабочим конденсаторами (рис.
6.4). И при пуске, и в номинальном режиме
двигатель работает как двухфазный,
поэтому обмотки А и В занимают одинаковое
число пазов
.
Коэффициент трансформации и емкость
рабочего конденсатора выбирают из
условия получения кругового поля в
номинальном режиме. Емкость пускового
конденсатора выбирают из условия, чтобы
в сумме с емкостью рабочего конденсатора
он обеспечил заданную величину пускового
момента
.
Рис.6.4. Схема включения (а) и механическая характеристика (б) асинхронного двигателя с
пусковым и рабочим конденсаторами
Энергетические
показатели данного двигателя практически
не уступают показателям трехфазного
двигателя, а по
он даже превосходит его:
;
КПД = 30-40 %;
.