Konstrukce, princip činnosti a použití jednofázových asynchronních elektromotorů | Blog společnosti PRK

K řešení výrobních problémů je povoláno mnoho známých třífázových elektromotorů, ale dnes si povíme, jak se jednofázový asynchronní motor používá, jak funguje a do jakých obvodů je zapojen. Je akceptováno, že asynchronní jednofázový motor je určen pro práci v domácích sítích, ale v případě potřeby je výkonová rezerva takových jednotek jako celku dostatečná pro realizaci současných výrobních úkolů.

Při srovnání jednofázových strojů s jinými elektrárnami vidíme, že konstrukčně jsou také vyrobeny ze dvou částí: pohyblivé a statické (stator, rotor). Stator generuje magnetické pole, kterým protéká elektrický proud. Toto pole vstupuje do interakce s rotorem. V důsledku rozdílu potenciálů pole je rotor poháněn do obalu.

Rotor motoru je reprezentován kovovou hřídelí s vinutím. Na hřídeli je namontován rám z feromagnetických desek s drážkami pro uložení nůžek. Drážky jsou vyplněny středními nebo hliníkovými dráty. Na koncích jsou chloupky spojeny kroužkem, čímž se doplňuje obrys.

Když statorový proud působí na vinutí rotoru, feromagnetické jádro zesílí impuls a spustí vinutí.

Stator v jednofázových modelech se málo liší od statoru v třífázových instalacích:

• bydlení;
• feritový magnetovodič;
• měděné vinutí.

Vinutí statoru se dělí na dva typy: spouštěcí a pracovní. Ta pracovní přebírá hlavní zátěž za chodu motoru, ta spouštěcí pouze nastartuje motor. Vinutí jsou umístěna pod úhlem 90° v poměru jedna ku jedné. Startovací vinutí zabírá jednu třetinu štěrbin, zatímco hlavní vinutí vyplňuje dvě třetiny štěrbin.

Jak fungují jednofázové elektromotory?

Uvážíme-li princip činnosti asynchronního motoru, dojdeme k závěru, že je založen na mechanismu vytváření pulzujícího magnetického pole, které cirkuluje pracovním vinutím statoru. Proud teče podle pravidla gimlet – tvoří se soustředné magnetické toky. Když se objeví maximální hodnota sinusovky, magnetický tok také dosáhne své maximální hodnoty. Ale v jednofázové síti proud mění směr přímo při frekvenci 50 Hz. V praxi to znamená, že když se křivka otočí k ose x, proud začne protékat vinutím v opačném směru a magnetický tok zaujme opačné póly. U fyzických ukazatelů je tok přestupku rovný a při přímé změně 100x za vteřinu vede jejich vzájemný dopad k nulovému výsledku. Rotor, který je v takovém poli uvězněn, zůstává jednoduše nehybný.

Situace se změní, jakmile vznikne impuls k zahájení pohybu. Tento proces se nazývá kování. Kování zahájí plynulé otáčení rotoru.

Zjistili jsme tedy, že pro začátek pohybu musí být obdržen počáteční impuls pro účet:

• ruční odvíjení hřídele;
• dělení magnetického pole zkratovaným obvodem;
• krátkodobý impuls ze startovací cívky.

Ruční odvíjení se nyní nepoužívá kvůli nebezpečí úrazu elektrickým proudem.

Podívali jsme se na zařízení jednofázového asynchronního motoru, spouštěcí mechanismus. Další fází revize jsou schémata zapojení elektrárny.

Schémata zapojení pro jednofázové motory

Schémata se liší v závislosti na principu příjmu počátečního impulsu. Ve světě technologického pokroku se tato část strojního provozu změnila a zdokonalila. Pojďme se podívat na možnosti, které se dnes zavádějí.

Startování asynchronního motoru pomocí startovacího nosného ramene. U indukčních motorů lze podporu vinutí snadno změnit přidáním další podpory ke startovacímu vinutí. Tento krok umožňuje získat roh křivky mezi závity v rozsahu od 15 do 50°, což dává rozdíl v počátečním obalení.

Startovací obvod číslo dvě – s kondenzátorovým startem. Obvod je doplněn o kapacitní prvek, který posouvá hodnoty o úhel 90°, čímž dává motoru možnost nabírat rychlost s maximální silou.

Schéma číslo tři – start split-pole. V tomto případě vše závisí na speciální konstrukci magnetického obvodu statoru. Každý pól je rozdělen na dva, z nichž jeden vytváří zkratovaný závit, který ovlivňuje charakteristiky magnetického pole. Takový rozběh jednofázového asynchronního motoru má však velkou nevýhodu z hlediska výkonové ztráty a CCD. Z těchto důvodů se používá ve strojích do výkonu 100 kW.

Oblasti použití jednofázových strojů

Motory našly své uplatnění v domácích spotřebičích, průmyslových instalacích malé mechanizace, pracujících ze sítě 220 voltů. Nejčastěji se jedná o různé typy zařízení pro:

• zpracování dřeva, plastu, kovu;
• výroba betonu;
• míchání krmiv, obilnin;
• zemědělské potřeby.

Pokud mluvíme o použití v domácnosti, pak se jednofázový asynchronní motor, jehož konstrukce byla popsána výše, stal nepostradatelným v pračkách, digestořích, mikrovlnných troubách a chladičích.

Výhody a nevýhody jednofázových elektráren

Tento typ motoru má více výhod než nevýhod. Začněme jimi. Mezi silné stránky patří:

• jednoduchý design;
• nízké náklady ve srovnání s třífázovými jednotkami;
• kompaktnost, nízká hmotnost;
• napájení ze sinusové sítě;
• solidní výkonová čísla díky absenci kolektoru.

Pokud jde o nevýhody, není jich mnoho: špatný rozsah nastavení frekvence, nízká účinnost a nízký rozběhový moment.

Analyzovali jsme tedy asynchronní motor, jeho výhody a nevýhody, spouštěcí obvody a konstrukční vlastnosti. Doufáme, že vás to zaujalo.