Které vinutí má větší odpor, startovací nebo běžící?

Jednofázové motory jsou velmi běžné; jsou široce používány v domácích spotřebičích, například jsou vybaveny klimatizačními a chladicími kompresory, různými vodními čerpadly, ventilačními systémy a dalším vybavením. Elektromotory se dělí na dva typy – jednofázové a dvoufázové. Obě tyto možnosti jsou připojeny k jednofázovému zdroji energie – elektrické síti. Rozdíl mezi nimi je způsoben vnitřní strukturou a závisí také na provozním režimu přídavného vinutí.

Princip činnosti jednofázového motoru

Elektromotorická síla u třífázových motorů je indukována rotujícími magnetickými poli statoru, která křižují vodiče vinutí rotoru nakrátko. V důsledku vlivu EMF vzniká elektrický proud, který vytváří magnetické pole.

Třífázový proud vytváří rotující magnetické pole. Proud protéká statorovými cívkami, které jsou vůči sobě umístěny pod úhlem 120°.

Princip činnosti jednofázového elektromotoru je mírně odlišný. Jednofázové vinutí statoru po připojení k síti vytváří pulzující magnetický tok. Jeho amplituda se pohybuje od +φmax do -φmax, zatímco osa se v prostoru nepohybuje.

Odpor vinutí rotoru pro zpětný proud je mnohem menší než indukční odpor. Z tohoto důvodu je proud induktivní. Demagnetizuje zpětné pole, takže zpětný točivý moment je sotva patrný. Rotor je vystaven působení momentu Mpr a otáčí se ve stejném směru jako on.

Točivý moment vytváří přímý tok, protože zatížení motoru je nižší než jmenovité a skluz S má nízkou hodnotu. Navíc, pokud hřídel motoru na jednom místě zamrzne, pak se skluzy vpřed a vzad vyrovnají Spr=Sbr=1. To znamená, že hodnoty momentů Mpr a Mobr jsou také stejné. V případě, že je krouticí moment na hřídeli roven M=Mpr-Mobr, rozběhový moment jednofázového motoru se vynuluje.

Z tohoto důvodu se rotor jednofázového motoru po přivedení napětí nemůže sám začít otáčet. Potřebuje postrčit.

Existuje však několik technických řešení, která vytvářejí počáteční tlak. Spouštěcí vinutí lze připojit během spouštění a odpojit, jakmile zrychlí na frekvenci blízkou jmenovité. Dochází k fázovému posunu proudu vzhledem k hlavnímu vinutí.

1. Můžete použít druhé vinutí, ve kterém bude proud fázově posunut pomocí kondenzátoru.
2. Pomocí zkratovaného závitu na jádře lze oddělit póly statoru a posunout magnetický tok v čase.

Jednofázové motory se startovacím vinutím

První technologické řešení se vyznačuje dvěma typy vinutí – startovacím a pracovním. Jsou umístěny na statoru tak, aby byly osy vzájemně posunuty v pravém úhlu.

Když je na tato dvě vinutí přiveden proud, hřídel se nezačne otáčet. Proud je nutné posunout ve fázi tak, aby proud ve spouštěcí byl kolmý na proud v provozním. Toho lze dosáhnout různými metodami, například připojením startu přes kondenzátory, odpory nebo indukčnost. Při startu tedy bude motor fungovat jako dvoufázový a během provozu – jako jednofázový.

Chcete-li získat rotační pole pomocí dvou vinutí na statoru kolmých na sebe, musí být splněny dvě podmínky:

1. Kolmé umístění magnetomotorických sil pracovního (A) a startovacího (B) vinutí v prostoru.
2. Fázový posun proudů ve vinutích pod úhlem 90° vůči sobě.

Pokud tyto podmínky nebudou splněny, bude mít pole eliptický tvar. Bude obsahovat reverzní složku, která sníží startovací moment v motoru a zvýší startovací proud. K tomu dochází v důsledku mezizávitového zkratu v jednom z vinutí. Například pokud je kontakt špatný, může se zvýšit aktivní odpor.

Můžete získat fázový posun, který by pomocí kondenzátoru umístil proudy v pracovním a startovacím vinutí do pravého úhlu. Aktivní odpor a indukčnost neposkytují požadovaný úhel. Nejlepší startovací charakteristiky získáte připojením startovacího vinutí pomocí kondenzátoru. Kapacita kondenzátoru však může být zvolena pouze individuálně pro různé motory.

Elektromotory, které využívají aktivní odpor jako prvek fázového posunu, se staly široce populárními. Externí odpory však v takových řešeních nejsou. Pro zvýšení aktivního odporu je startovací vinutí vyrobeno z drátů s menším průměrem průřezu než je startovací vinutí. Tento přístup má však významnou nevýhodu – počáteční točivý moment je nižší než jmenovitý.

Při použití kondenzátoru pro fázový posun překračuje rozběhový moment jmenovitý moment.

Indukční kondenzátorový motor

Druhou možností je dvoufázový nebo jednofázový kondenzátorový motor. Princip činnosti CAD je založen na vytvoření fázového posunu mezi póly statoru a rotoru. Skládá se ze dvou vinutí – hlavního a startovacího vinutí a také kondenzátoru. Na začátku provozu, když je motor připojen ke zdroji energie, rozběhové vinutí a kondenzátor vytvoří fázový posun mezi tokem proudu v hlavní a rotoru. Tento posun vytváří rotující magnetické pole v rotoru, které způsobuje jeho rotaci. Po nastartování motoru se startovací vinutí a kondenzátor vypnou a nadále funguje pouze na hlavním vinutí. Vytváří rotující magnetické pole, které interaguje s rotorem a uvádí jej do pohybu. Kondenzátorový indukční motor má dobrý rozběhový moment a vysokou účinnost.

Má dvě vinutí na statoru, která zabírají stejný počet slotů. Jsou posunuty kolmo k sobě. První z vinutí je připojeno přímo k jednofázové síti, nazývá se hlavní. Druhé vinutí se nazývá pomocné a je připojeno ke stejné síti pomocí pracovního kondenzátoru.

Po zrychlení motoru se pomocné vinutí nevypne po celou dobu provozu elektrárny. Pro získání kruhového točivého pole je nutné vypočítat pracovní kapacitu kondenzátoru. Pamatujte si

Přesně vypočítaná kapacita však pomáhá využít kruhové točivé pole pouze při konstantní zátěži, tedy v jednom provozním režimu. Pokud změníte zátěž, změní se také proud Ia a fázový úhel. Z tohoto důvodu je pracovní kapacita (Krab) zvolena pro jmenovité zatížení motoru.

Kondenzátorové jednofázové elektromotory mají poměrně vysoký výkon a účinnost. V okamžiku spuštění však výkon není větší než ½ jmenovitého točivého momentu. Když motor běží, vytváří se točivé magnetické pole, ale když se spustí kondenzátorový motor, kolem statoru se vytvoří eliptické pole.

Pro zvýšení startovacího momentu lze do obvodu přidat startovací kondenzátor. Aktivuje se při startu a deaktivuje, jakmile motor dostatečně zrychlí. Otáčky motoru se blíží jmenovitým otáčkám. Startovací kondenzátor je vypnutý, aby nebyl rozdíl v napětí mezi sítí a vinutím s kondenzátorem.

Odrůdy

Nejběžnější typy jednofázových motorů jsou:

1. Jednofázová indukce (SIP): jedná se o nejběžnější typ. Používají se v mnoha obytných a komerčních aplikacích, jako jsou ventilátory, čerpadla, kompresory atd.
2. Kondenzátorové jednofázové mají přídavný kondenzátor, který pomáhá vytvářet fázový posun a poskytuje rozběhový moment. Jsou široce používány v domácích aplikacích, jako jsou chladničky, pračky a klimatizace.
3. Univerzální jednofázové mohou pracovat z jednofázových i třífázových zdrojů energie. Jsou vysoce výkonné a používají se v nářadí, vysavačích, elektrickém ručním nářadí a dalších aplikacích.
4. Krokové jednofázové se používají v polohovacích a řídicích systémech, kde je vyžadován přesný pohyb po určitém počtu kroků.

Toto jsou jen některé příklady jednofázových motorů a existují další možnosti v závislosti na konkrétních požadavcích a aplikacích.

Maximální výkon těchto elektráren není větší než 11 kW a v průměru toto číslo dosahuje 5 kW. Nejoblíbenější aplikace těchto motorů jsou v domácích spotřebičích, jako jsou ventilátory, vodní čerpadla, kompresory v klimatizacích nebo lednicích. Výrobci používají následující možnosti označování:

1. RSIR. Jedná se o agregát s reostatickým startem, má nízký rozběhový moment. K odpojení vinutí se používá elektromagnetické relé nebo PTC termistory. Mají kladný koeficient odporu vzduchu. Když se zahřejí, odpor v nich roste, zatímco proud ve startovacím vinutí klesá.
2. RSCR. Velmi podobný předchozímu typu motoru, ale pro zvýšení účinnosti využívá obvod trvale spínaný kondenzátor.
3. CSIR. Jedná se o typ motoru, který má spouštěcí kondenzátor. Má vysoký startovací moment.
4. P.S.C. Jedná se o typ kondenzátorového motoru, ve kterém je připojen provozní kondenzátor, ale není zapojen spouštěcí kondenzátor.
5. CSCR nebo CSR. Obsahuje startovací i provozní kondenzátory. Tento typ motoru se také vyznačuje vysokým rozběhovým momentem.

Stínovaný pólový motor

Jedná se o typ elektromotoru, u kterého jsou póly vinutí opatřeny stíněním pro snížení elektromagnetického rušení. Stínění pólů pomáhá snižovat elektromagnetické emise a rušení, což může být užitečné zejména v některých aplikacích, kde chcete minimalizovat dopad elektromagnetického rušení na jiná zařízení nebo systémy.

Typ motoru, který pracuje s jednofázovým napájením, je asynchronní motor se zastíněnými póly. Nemá pomocné vinutí jako takové. Tato funkce se provádí několika zkratovanými závity. Zdá se, že rozdělují stator na 2 části. Na pólech statoru jsou navinuty budicí cívky. Jádro je rozděleno na dvě nestejné poloviny speciálními drážkami na kůlech. Obsahují zkratované vinutí, které je navinuto kolem nejmenší oblasti tyče. Tento způsob oddělení jádra se nazývá “split pole”. V takovém motoru je rotor klec nakrátko. Kvůli vnější podobnosti vzorů se také nazývá „klec pro veverky“.

Princip činnosti takového motoru je založen na použití stínění pro snížení elektromagnetického rušení. Stínění pólů pomáhá snižovat elektromagnetické emise a rušení, ke kterým může během provozu dojít. Toho je dosaženo umístěním stínících materiálů kolem pólů motoru, které pohlcují a odrážejí elektromagnetické vlny a zabraňují jejich šíření do okolí.

Hlavní statorový tok je rozdělen na dvě části. První prochází nestíněnou částí magnetického obvodu, která tvoří větší procento. Druhá část toku jde do stíněné menší oblasti magnetického obvodu. Je to ona, kdo indukuje elektromotorickou sílu ve zkratovaném vinutí. Podle Lenzova pravidla, které říká, že indukční proud je nutně nasměrován tak, aby zeslabil účinek příčiny, která ho budí.

Motory se stíněným pólem se nemusí nutně vyrábět při nízkých úrovních výkonu. Výkon motoru závisí na jeho konstrukci, velikosti a dalších faktorech. Dodávají se v různých kapacitách, včetně variant s nízkým i vysokým výkonem. Volba výkonu motoru závisí na konkrétních požadavcích a úkolu, který musí plnit.

Motor se stíněným pólem nemůže změnit směr otáčení, takže je považován za nevratný. Jedním z rysů jejich činnosti je, že mají spouštění a zastavování, a pokud se hřídel při přivedení napětí cykluje, motor může obecně zamrznout v zablokovaném stavu.