단상 유도 전동기의 특성

단상 비동기 모터는 기술과 일상 생활에서 널리 사용됩니다. 1와트에서 수백 와트에 이르는 단상 비동기 전기 모터의 생산은 모든 저전력 기계 생산의 절반 이상이며 전력은 지속적으로 증가하고 있습니다.

단상 모터는 일반적으로 두 가지 범주로 나뉩니다.

• 산업용 및 가정용 전기 모터를 포함하는 범용 모터;

• 자동 장치의 모터 - 제어 및 제어되지 않는 AC 모터 및 특수 저전력 전기 기계(타코제너레이터, 로터리 변압기, 셀신 등).

비동기 전기 모터의 상당 부분은 단상 AC 네트워크에서 작동하도록 설계된 범용 모터입니다. 그러나 단상 및 3상 네트워크 모두에서 작동하도록 설계된 상당히 광범위한 범용 비동기 전기 모터 그룹이 있습니다.

범용 엔진의 디자인은 실제로 다르지 않습니다. 3상 비동기 기계의 전통적인 설계… 3상 네트워크에서 작동할 때 이러한 모터는 3상 모터와 유사한 특성을 갖습니다.

단상 모터에는 농형 회전자가 있으며 고정자 권선은 다른 버전으로 제조될 수 있습니다. 대부분의 경우 슬롯의 2/3를 채우는 작동 권선과 슬롯의 나머지 1/3을 채우는 시동 권선이 고정자에 배치됩니다. 운전 코일은 연속 작동을 위해 계산되며 시작 코일은 시작 기간 동안만 계산됩니다. 따라서 단면적이 작은 와이어로 만들어지며 상당한 수의 권선을 포함합니다. 시작 토크를 생성하기 위해 시작 권선에는 저항 또는 커패시터와 같은 위상 변이 요소가 포함됩니다.

저전력 비동기 모터는 고정자에 배치된 작동 권선이 공간에서 90° 혼합된 2상을 가질 때 2상일 수 있습니다. 위상 중 하나에는 코일 전류 사이에 특정 위상 편이를 제공하는 커패시터 또는 저항 Top과 같은 위상 편이 요소가 지속적으로 포함됩니다.

일반적으로 위상 중 하나에 영구적으로 연결된 커패시터가 있는 모터라고 합니다. 콘덴서… 위상 변이 커패시터의 커패시턴스는 일정할 수 있지만 경우에 따라 스타트업과 실행 모드의 커패시턴스 값이 다를 수 있습니다.

단상 비동기 모터의 특징은 회 전자를 다른 방향으로 회전시키는 기능입니다. 회전 방향은 초기 토크의 방향에 의해 결정됩니다.

따라서 낮은 회전자 저항(Ccr < 1)에서 단상 모터는 역방향 모드에서 작동할 수 없습니다. 엔진 모드는 회전자 회전수 0 <n <nc에 해당하며 더 높은 속도에서는 발전기 모드가 발생합니다.

단상 모터의 특성은 최대 토크가 회전자의 저항에 따라 달라진다는 것입니다. 회 전자의 활성 저항이 증가함에 따라 최대 토크가 감소하고 저항 값이 크면 Skr> 1 음수가됩니다.

장치나 기구를 구동하기 위한 전기 모터의 종류를 선택할 때 그 특성을 알아야 하는데, 주요한 것은 토크 특성(초기 기동 토크, 최대 토크, 최소 토크), 회전 주파수, 진동 음향 특성입니다. 경우에 따라 에너지 및 무게 특성도 필요합니다.

예를 들어, 단상 모터의 특성은 다음 매개변수로 계산됩니다.

• 단계 수 - 1;

• 주전원 주파수 — 50Hz;

• 주전원 전압 — 220V;

• 고정자 권선의 능동 저항 - 5옴;

• 고정자 권선의 유도 저항 - 9.42 옴;

• 회 전자 권선의 유도 저항 — 5.6 Ohm;

• 기계의 축 길이 - 0.1m;

• 고정자 권선의 회전 수 -320;

• 고정자 구멍 반경 - 0.0382m;

• 채널 수 — 48;

• 에어 갭 — 1.0 x 103m.

• 회전자 인덕턴스 계수 1.036.

단상 권선은 고정자 슬롯의 2/3를 채웁니다.

무화과에서. 그림 1은 단상 전동기의 전류와 전자기 슬립 토크의 의존성을 보여줍니다. 이상적인 유휴 모드에서 주로 자기장을 생성하기 위해 네트워크에서 소비하는 모터 전류는 상대적으로 큰 값을 갖습니다.

시뮬레이션된 모터의 경우 자화 전류의 크기는 초기 전류의 약 30%이며, 동일한 전력(10-15%)을 가진 3상 모터의 경우입니다.이상적인 유휴 모드의 전자기 모멘트는 음의 값을 가지며 회전자 회로의 저항이 증가함에 따라 증가합니다. ~에 미끄러지다 C= 1, 전자기 모멘트는 0이며 모델의 올바른 작동을 확인합니다.

무화과. 1. 슬라이딩 중 모터 갭에서 벡터 전위 및 자기 유도의 포락선 s = 1

쌀. 2. 슬립에 대한 단상 비동기 모터의 전류 및 전자기 토크의 의존성

슬립에 대한 유용하고 소비된 전력의 의존성(그림 3)은 전통적인 특성을 가지고 있습니다. 이상적인 공회전 모드에서 엔진 효율은 음의 토크에 해당하는 음의 부호를 가지며 이 모드의 역률은 매우 낮습니다(시뮬레이션된 엔진의 경우 0.125).

3상 모터에 비해 낮은 역률 값은 자화 전류의 높은 크기로 설명됩니다. 부하가 증가함에 따라 역률 값이 증가하고 3상 모터의 값과 비슷해집니다(그림 4).

쌀. 3. 슬립에 대한 단상 비동기 모터의 유용하고 소비되는 전력의 의존성

쌀. 4. 슬립에 대한 단상 비동기 모터의 유효 작용 계수 및 전력의 의존성

회 전자의 능동 저항이 증가함에 따라 전자기 모멘트의 크기는 감소하고 1 이상의 임계 슬립에서 음수가됩니다.

무화과에서. 도 5는 모터의 2차 매체의 전기 전도도의 상이한 값에 대한 단상 슬립 모터의 전자기 모멘트의 의존성을 보여준다.

쌀. 5.다른 회 전자 저항 (1 - 17 x 106 Cm / m, 2 - 1.7 x 106 Cm / m)에서 단상 슬립 모터의 전자기 모멘트의 의존성

커패시터 모터에는 그리드에 영구적으로 연결된 두 개의 권선이 있습니다. 그 중 하나는 네트워크에 직접 연결되고 두 번째는 필요한 위상 편이를 제공하는 커패시터와 직렬로 연결됩니다.

두 권선은 고정자에서 동일한 수의 슬롯을 차지하며 권선 수와 커패시터의 커패시턴스는 약간의 슬립으로 원형 회전 자기장이 제공되는 방식으로 계산됩니다. 대부분의 경우 공칭 슬립이 그대로 받아들여집니다. 그러나이 경우 초기 토크는 공칭 토크보다 훨씬 작습니다.

초기 모드의 자기장은 타원형입니다. 자기장의 반대운동 성분의 영향이 크므로 시동시 원형 자기장을 얻는 조건에서 선택하여 커패시터의 정전용량을 증가시키면 토크의 감소와 공칭 슬립에서 에너지 지표의 감소.

원형 필드가 공칭 모드에서보다 더 큰 크기의 슬립에 해당하는 경우 세 번째 변형도 가능합니다. 그러나 토크가 증가하면 손실이 크게 증가하기 때문에 이 경로도 최적이 아닙니다. 커패시터 모터의 시동 토크 증가는 회전자의 활성 저항을 증가시켜 달성할 수 있습니다. 이 방법은 각 슬립마다 손실이 증가하여 결과적으로 모터의 효율이 감소합니다.

쌀. 6.슬립 커패시터 모터 전류의 의존성(Azp.o - 작동 코일 전류, Azk.o - 커패시터 코일 전류, E - 모터 전류)

쌀. 7. 커패시터의 소모된 P1 및 유용한 P2 슬립 전력에 따른 의존성

쌀. 8. 유효 작용 계수 및 전력과 슬립 커패시터 모터의 전자기 모멘트의 의존성

커패시터 모터는 매우 만족스러운 에너지 성능, 높은 역률, 3상 모터의 역률을 초과하는 값, 증가된 회 전자 저항 및 상당한 용량, 높은 시동 토크를 제공합니다. 동시에 위에서 언급했듯이 엔진의 효율 값이 감소합니다.

쌀. 9. 슬립 s = 0.1에서 커패시터 모터의 벡터 다이어그램

벡터 다이어그램(그림 9)은 커패시터 커패시턴스의 선택된 값에서 커패시터 코일 전류가 네트워크 전압에 비해 앞서고 작동 코일 전류가 지연됨을 보여줍니다. 다이어그램은 또한 공칭에 가깝게 미끄러질 때 모터의 자기장이 타원형임을 보여줍니다. 원형 필드를 얻으려면 커패시터의 커패시턴스 값을 줄여서 두 코일의 전류 크기가 같아야 합니다.

이 주제에 대해서도 다음을 참조하십시오.다중 속도 단상 커패시터 모터