단상 및 2상 비동기 모터

단상 비동기 모터의 목적, 장치 및 작동 원리

단상 유도 모터는 설계상 유사한 3상 농형 모터와 유사한 저전력 기계입니다.

단상 비동기 모터는 고정자 배열에서 3상 모터와 다릅니다. 여기서 2상 권선은 자기 회로의 홈에 위치하며 위상 영역이 120el인 주 또는 작동 위상으로 구성됩니다. 우박은 C1 및 C2로 표시된 터미널과 60el의 위상 영역을 가진 보조 또는 시작 단계로 이어집니다. 우박과 B1 및 B2로 표시된 단자로 연결됩니다(그림 1).

이러한 권선 단계의 자기 축은 각도 0 = 90el만큼 서로에 대해 오프셋됩니다. 빗발. 교류 전압 네트워크에 연결된 작동 단계는 시간에 따라 조화롭게 변화하는 자기 유도를 특징으로 하는 고정된 대칭축을 가진 교류 자기장을 전류가 여기시키기 때문에 회전자를 회전시킬 수 없습니다.

쌀. 1. 단상 농형 회전자 유도 전동기의 회로도.

이 필드는 두 가지 구성 요소로 나타낼 수 있습니다. 직접 및 역 시퀀스의 동일한 원형 자기장, 자기 유도로 회전, 동일한 속도로 반대 방향으로 회전합니다. 그러나 로터가 필요한 방향으로 사전 가속되면 작동 단계가 켜질 때 동일한 방향으로 계속 회전합니다.

이러한 이유로 단상 모터의 시동은 시작 버튼을 눌러 회전자를 가속함으로써 시작되며 고정자 권선의 두 위상에서 전류가 여자되도록 하며 이는 모터의 매개변수에 따라 위상이 변이됩니다. 저항, 인덕터 또는 커패시터의 형태로 만들어진 위상 변이 장치 Z 및 고정자 권선의 작동 및 시작 단계를 포함하는 전기 회로 요소. 이러한 전류는 최대값과 최소값 내에서 주기적으로 단조롭게 변하는 에어 갭의 자기 유도와 함께 기계에서 회전 자기장을 발생시키고 벡터의 끝은 타원을 나타냅니다.

그것. 타원형 회전 자기장은 단락 된 회 전자 권선의 전선에서 EMF 및 전류를 감지하여이 필드와 상호 작용하여 필드 회전 방향으로 단상 모터의 회 전자 가속을 보장합니다. 몇 초 안에 거의 공칭 속도에 도달합니다.

시작 버튼에서 손을 떼면 전기 모터가 2상 모드에서 단상 모드로 전환되며, 이는 회전하는 동안 슬립으로 인해 회전하는 회 전자보다 약간 앞선 교류 자기장의 해당 구성 요소에 의해 추가로 지원됩니다.

전원 네트워크에서 단상 비동기 모터의 고정자 권선의 시작 단계를 적시에 분리하는 것은 단기 작동 모드를 제공하는 설계로 인해 필요합니다. 일반적으로 최대 3초이며 장기 체류는 제외됩니다. 허용할 수 없는 과열, 단열재 연소 및 손상으로 인한 부하 상태.

단상 비동기 모터의 작동 신뢰성을 높이는 것은 VT 및 B2로 표시된 단자에 연결된 차단 접점이 있는 원심 스위치와 PT 및 C1로 표시된 단자가 있는 유사한 접점이 있는 열 릴레이를 기계 케이스에 내장함으로써 제공됩니다(그림 2, CD).

원심 스위치는 회 전자가 정격에 가까운 속도에 도달하면 B1 및 B2로 표시된 단자에 연결된 고정자 권선의 시작 단계를 자동으로 분리하고 열 계전기는 가열이 완료되면 주전원에서 고정자 권선의 두 단계를 모두 분리합니다. 허용되는 것보다 높습니다.

회 전자 회전 방향의 역전은 시작 버튼을 전환하고 전기 모터 단자의 금속판을 재배치하여 시작할 때 고정자 권선의 위상 중 하나에서 전류 방향을 변경하여 이루어집니다 ( 그림. 2, a, b) 또는 두 개의 유사한 플레이트를 재배열하는 경우에만 가능합니다(그림 2, c, d).

쌀. 2. 다람쥐 회 전자가있는 단상 비동기 모터의 고정자 권선 위상 단자 표시 및 회 전자 회전 연결 : a, c — 오른쪽, b, d — 왼쪽.

단상 및 3상 비동기 모터의 기술적 특성 비교

단상 비동기 모터는 초기 토크 계수 kn = МХ / Mnom이 감소하고 초기 전류 계수 ki = Mi / Mnom이 증가하여 정격 전력이 유사한 3상 기계와 다릅니다. 이는 초기 위상이 있는 단상 전기 모터용입니다. 직류 저항이 증가하고 작동 위상의 인덕턴스가 낮은 고정자 권선의 kn — 1.0 — 1.5 및 ki = 5 — 9가 중요합니다.

단상 비동기 전동기의 기동 특성은 고정자 권선의 초기 위상이 2에 해당하는 단상 기계의 기동 시 타원 회전 자기장이 여기되기 때문에 3상 비동기 전동기보다 기동 특성이 좋지 않습니다. 균일하지 않은 원형 회전 자기장 - 직접 또는 그 반대의 경우 제동 효과가 발생합니다.

고정자 권선의 작동 및 시작 위상의 전기 회로 요소의 매개변수를 선택하면 시동 시 원형 회전 자기장의 여기를 보장할 수 있습니다. 이는 위상 변이 요소로 가능합니다. 적절한 용량의 커패시터 형태로.

로터의 가속으로 인해 기계 회로의 매개 변수가 변경되면 회전 자기장이 원형에서 타원형으로 변경되어 모터의 시동 특성이 저하됩니다. 따라서 약 0.8 공칭 속도에서 전기 모터 고정자 권선의 시작 위상이 수동 또는 자동으로 꺼지고 그 결과 모터가 단상 작동으로 전환됩니다.

시동 커패시터가 있는 단상 비동기 모터는 초기 시동 토크 kp = 1.7 — 2.4의 배수와 초기 시동 전류 ki = 3 — 5의 배수를 갖습니다.

2상 비동기 모터

2상 비동기 모터에서 위상 영역이 90el인 고정자 권선의 2상. 인사는 노동자입니다. 그들은 고정자의 자기 회로 홈에 위치하여 자기 축이 90el의 각도를 형성합니다. 빗발. 고정자 권선의 이러한 위상은 권선 수뿐만 아니라 정격 전압 및 전류에서도 서로 다르지만 총 전력은 모터의 정격 모드에서 동일합니다.

고정자 권선의 위상 중 하나에는 모터의 공칭 모드 조건에서 원형 회전 자기장의 여기를 제공하는 영구 커패시터 Cp (그림 3, a)가 있습니다. 이 커패시터의 용량은 다음 공식에 의해 결정됩니다.

° Cp = I1sinφ1 / 2πfUn2

여기서 I1 및 φ1- 각각 원형 회전 자기장에서 커패시터가 없는 고정자 권선의 위상 회로의 전압과 전류 사이의 전류 및 위상 편이, I 및 ti - 교류 주파수 및 공급 전압 네트워크, 각각 n- 변환 계수 - 커패시터 유무에 관계없이 각각 고정자 권선 위상의 유효 회전 수의 비율은 공식에 의해 결정됩니다.

n = kvol2 w2 / ktom1 w1

여기서 коб2 및 коб1 - 회전 수 w2 및 w1을 갖는 고정자 권선의 해당 위상의 권선 계수.

주전원 전압 U보다 높은 원형 회전 자기장이 있는 2상 유도 전동기의 권선 위상과 직렬로 연결된 커패시터 단자 전압 Uc는 다음과 같이 결정됩니다.

UC = 유 √1 + n2

공칭 부하 이외의 모터 부하로의 전환은 원형 대신 타원형이 되는 회전 자기장의 변화를 수반합니다.이것은 엔진의 작동 특성을 악화시키고 시동시 초기를 줄입니다. 시동토크 MP <0.3Mnom까지, 온화한 시동 조건의 설치에서만 영구적으로 연결된 커패시터 모터의 사용을 제한합니다.

초기 토크를 높이기 위해 시동 커패시터 Cn은 작동 커패시터 Cp (그림 3, b)와 병렬로 연결되며 용량은 작동 커패시터의 용량보다 훨씬 크고 초기 시동 세트에 따라 다릅니다. 2개 이상으로 증가될 수 있는 토크.

쌀. 3. 다람쥐 회 전자가있는 2 상 비동기 모터를 켜는 방식 : a — 영구적으로 연결된 커패시터, b — 실행 및 시작 커패시터.

회 전자가 공칭 시동 커패시터의 0.6-0.7 속도로 가속 된 후 원형 회전 자기장이 타원형으로 전환되는 것을 피하기 위해 꺼지므로 모터 작동이 저하됩니다.

이러한 커패시터 모터의 시작 모드는 kn = 1.7 - 2.4 및 ki = 4 - 6과 같은 매개변수로 특징지어집니다.

커패시터 모터는 고정자 권선에 초기 베일이 있는 단상 모터보다 더 나은 에너지 특성으로 구별되며 커패시터를 사용하기 때문에 역률이 동일한 전력의 3상 모터보다 높습니다.

범용 비동기 모터

자동 제어 설비는 3상 또는 단상 네트워크에 연결된 범용 비동기 모터(저전력 3상 기계)를 사용합니다. 단상 네트워크에서 전원을 공급받을 때 모터의 시동 및 작동 특성은 3상 모드에서 사용할 때보다 약간 나쁩니다.

UAD 시리즈의 범용 비동기 모터는 2극 및 4극으로 생산되며 3상 모드에서는 공칭 전력이 1.5~70W이고 단상 모드에서는 1~55W이며 교류에서 작동합니다. 효율 η= 0.09 — 0.65인 주파수 50Hz의 전압 네트워크.

음영 또는 음영 극이 있는 단상 비동기 모터

분할 또는 음영 극이있는 단상 유도 전동기에서 각 극은 깊은 홈으로 두 개의 다른 부분으로 나뉘며 극의 전체 자기 회로를 덮는 단상 권선과 더 작은 부분에 단락 된 권선이 있습니다.

이 모터의 회 전자에는 단락 권선이 있습니다. 정현파 전압에 고정자 권선을 포함하면 전류가 설정되고 고정 대칭축을 가진 교류 자기장의 여기가 수반되어 단락 루프에서 해당 emf 및 전류를 유도합니다.

단락 전류의 영향으로 해당 m.d.s는 자기장을 자극하여 차폐된 빈번한 극에서 주 자기장의 강화 및 약화를 방지합니다. 극의 차폐 및 비차폐 부분의 자기장은 시간에 따라 위상이 다르며 공간에서 이동하여 극의 비차폐 부분의 자기 축에서 자기 축 방향으로 이동하는 타원형 회전 자기장을 형성합니다. 그것의 보호된 부분의.

회전자 권선에 유도된 전류와 이 필드의 상호 작용으로 인해 초기 토크 Mn = (0.2 - 0.6) Mnom이 나타나고 모터 샤프트에 적용된 제동 토크가 시작 토크를 초과합니다.

분할 극 또는 음영 극이 있는 단상 비동기 모터의 초기 기동 및 최대 토크를 증가시키기 위해 강판의 자기 션트를 극 사이에 배치하여 회전 자기장을 원형에 가깝게 만듭니다.

셰이디드 폴 모터는 잦은 시작, 급정지를 허용하고 오랜 시간 동안 지연될 수 있는 비가역 장치입니다. 0.5W ~ 30W의 2극 및 4극 정격 전력과 ηnom = 0.20 — 0.40의 효율로 주파수 50Hz의 교류 전압 네트워크에서 작동하기 위해 최대 300W의 개선된 설계로 제작되었습니다.
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