5. Регулирование числа оборотов асинхронного двигателя

Число оборотов двигателя переменного тока можно определить по формуле

(9-16)

Изменение числа полюсов двигателя. На рис.107 схематически показаны две катушки одной фазы, соединенные последовательно. Из чертежа видно, что катушки создают четыре магнитных

Рис. 107

полюса. Те же две катушки, соединенные параллельно между собой, создадут уже только два полюса). Пересоединение обмоток статора, производится при помощи специального аппарата.

При этом способе регулировка числа оборотов двигателя совершается скачками. На практике встречаются двигатели с числом оборотов 3000, 1500, 1000, 750 в минуту.

Изменение частоты переменного тока. При этом способе частоту переменного тока, подводимого к обмотке статора двигателя, изменяют при помощи специального генератора (преобразователя частоты), частота эдс которого может изменяться в широких пределах. Этот способ дорог, т.к. требует специального генератора для питания двигателя. Используется в тех случаях, когда имеется большая группа двигателей (текстильные станки) или необходимы большие скорости вращения до 10000 и более оборотов в минуту.

В целом, следует отметить, что асинхронные двигатели не дают возможности плавного и экономичного изменения числа оборотов в широких пределах. Поэтому асинхронные двигатели относят к двигателям нерегулируемым и во всех случаях, где встречается необходимость изменения скорости ( на транспорте, в подъемных кранах, в металлургии и т .д.), применяют двигатели постоянного тока, которые, обладают хорошими регулировочными свойствами.

6. Однофазные асинхронные двигатели

В маломощном электроприводе (стиральные и холодильные машины, доильные аппараты, машины для стрижки овец, центрифуги, вентиляторы и др.) используются однофазные двигатели (до 600Вт). Основными частями такого двигателя являются статор и ротор, имеющий такое же устройство, как и в трехфазном двигателе. В пазы статора укладывается обмотка, распределенная равномерно по окружности. Переменный ток, проходя по такой обмотке,

а б

Рис. 108

образует не вращающееся, а пульсирующее магнитное поле, направление которого дважды за период меняется на обратное. Такое поле не может сдвинуть ротор с места. Если же при помощи внешней силы привести ротор во вращение, то тогда он будет подхвачен этим полем и начнет самостоятельно вращаться.

Однако пуск двигателя внешней силой не удобен, а поэтому в статор таких двигателей, кроме основной (рабочей, РО) обмотки, закладывается еще и пусковая обмотка (ПО); при помощи ПО в двигателе возникает вращающееся магнитное поле. Размещены РО и ПО под углом 90⁰, относительно друг друга (рис.108а).

В момент пуска ПО замыкается кнопкой Кнакоротко, в результате трансформаторной связи в ней возникает ток, сдвинутый по фазе относительно тока в РО почти наЭти токи создают вращающееся магнитное поле, которое и разгоняет ротор. После разгона пусковая обмотка размыкается и в дальнейшей работе не участвует.

Конденсаторные двигатели. В этих двигателях РО и ПО смещены на статоре относительно друг друга на 90⁰. На время пуска ПО включают на напряжение сети с помощью кнопки К через конденсатор С (рис. 108б), благодаря которому ток в ПО отличается по фазе от тока в РО на, этим обеспечивается разгон ротора (конденсаторный пуск).

В некоторых двигателях конденсатор остается включенным, поэтому во время работы двигателя обе обмотки являются рабочими. В этих двигателях пуск осуществляется с помощью конденсаторов С₁и С₂, а во время работы включенным остается конденсатор С₂, значительно улучшающий пусковые и рабочие характеристики.

Однофазные асинхронные двигатели по сравнению с трехфазными имеют следующие недостатки:

1. отсутствие начального пускового момента;

2. малая перегрузочная способность;

3. более низкий кпд;

4. меньший коэффициент мощности.

Включение трехфазных двигателей в однофазную сеть. Во многих практических случаях, когда нет трехфазной сети, можно использовать трехфазные асинхронные двигатели, включая их определенным образом в однофазную сеть переменного тока.

Рис. 110

На рис.110 а и б приведены схемы, на которых у двигателей выведены лишь по три конца обмоток. Подключаемый конденсатор С создает дополнительный сдвиг по фазе между током и напряжением, обеспечивая начальный пусковой момент. На рисунке 110 в и г изображены схемы включения трехфазных асинхронных двигателей, у которых выведены все шесть концов статорной обмотки. Приведенные схемы включения обеспечивают получение от двигателей 40-50% от мощности в симметричном трехфазном включении.