Магнитное поле и магнитные цепи Ферромагнитные материалы Получение вращающегося магнитного поля Электродвижущие силы в обмотках статора и ротора Энергетический баланс асинхронного двигателя Элементы физики полупроводников

Однофазный асинхронный двигатель

 Принцип действия. Однофазный асинхронный двигатель – двигатель, на статоре которого однофазная обмотка, а на роторе – короткозамкнутая обмотка. Однофазный ток статора создает пульсирующий магнитный поток, изменяющий свое направление с частотой напряжения сети. Этот поток все время направлен по осевой линии полюсов и изменяется во времени по синусоидальному закону. Пульсирующий магнитный поток можно представить в виде двух вращающихся с одинаковой частотой в противоположном направлении потоков, амплитуды которых равны половине амплитуды пульсирующего потока. На рис. 11.14 а показаны векторы вращающихся потоков  и  в момент времен  = 0, соответствующий амплитуде тока и магнитного потока однофазной обмотки.

а)  б) в)

Рис. 11.14
Автоматические воздушные выключатели Лабораторные работы по электротехнике

Через время  векторы  и  переместились в противоположном направлении на угол   (рис. 11.14 б) и результирующий поток , а его направление по-прежнему совпадает с осевой линией полюсов. На рис. 11.14 в показаны магнитные потоки при , когда вращающиеся векторы   и  повернулись на угол  и результирующий магнитный поток   = 0. Дальнейшее изменение тока ведет к изменению направления потока  и т. д.

 Вращающиеся потоки создают вращающие моменты

 и ,

где  – скольжения ротора по отношению к прямому потоку  (направления вращения ротора и потока  совпадают) и обратному потоку

  и .

 На рис. 11.15 а приведены зависимости ,  и суммарного момента , а на рис. 11.15 б – соответствующие им механические характери

 а) б)

Рис. 11.15

стики. Анализ зависимостей  и  показывает, что при неподвижном роторе ( =0), =0, т.е. пусковой момент равен нулю. Если ротор приведен во вращение в ту или иную сторону, то один из моментов   или  будет большим. Если при этом результирующий момент  больше момента сопротивления , то двигатель достигнет определенной установившейся скорости вращения.

 Однофазный асинхронный двигатель с пусковой обмоткой (рис. 11.16) имеет дополнительную обмотку П, смещенную относительно рабочей обмотки Р на ноль электрических градусов. В цепь пусковой обмотки включен фазосмещающий элемент . Таким элементом может быть активное , емкостное  и индуктивное  сопротивления. На рис. 11.16 показаны векторные диаграммы токов с учетом активного и индуктивного сопротивлений самих обмоток. Из них видно, что при  и  ток в пусковой обмотке  по фазе опережает ток в рабочей обмотке   на угол  а при  – отстает. Результирующая МДС обмоток создает вращающееся магнитное поле и пусковой момент. Лучшие условия пуска обеспечиваются при включении конденсатора в пусковую фазу. Так как требуемая емкость конденсатора значительна, этот метод пуска применяют при большом пусковом моменте. Чаще применяют пуск с помощью активного сопротивления. При этом пусковая обмотка должна быть выполнена с увеличенным активным сопротивлением.

Рис. 11.16

Принцип действия большинства полупроводниковых приборов основан на явлениях, происходящих на границе двух полупроводников с различными видами проводимости. Электронно-дырочный переход или р - n – переход.

Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный ток. Выпрямление переменного тока основано на односторонней проводимости диода. Вольтамперная характеристика р - n перехода, изображенная на рисунке, является характеристикой диода. При включении диода в прямом направлении сопротивление его электрическому току очень мало. При обратном включении – сопротивление диода велико и он практически не пропускает электрический ток. Выпрямление переменного напряжения (тока) показано на рис.6.3. При действии положительной полуволны входного напряжения U1 диод включен в прямом направлении, сопротивление его мало и на сопротивлении нагрузки Rн падение напряжения U2 практически равно входному напряжению.


Однофазный асинхронный двигатель