Однофазные двигатели

Однофазные асинхронные двигатели применяют в тех случаях, когда их установленная мощность невелика и экономически нецелесообразно применение четырехпроводной трехфазной сети. Однофазные асинхронные двигатели нашли широкое применение в быту: электропривод стиральных машин, холодильников, вентиляторов и т. д., торгового и медицинского оборудования. В сельскохозяйственном производстве однофазные двигатели могут применяться для привода рабочих машин, например, в летнее время крупный рогатый скот переводят на летние пастбища, значительно удаленные от источников электроснабжения. В этих случаях для электропривода насосов, доильных агрегатов достаточно провести двухпроводную линию и установить однофазные двигатели. Однофазные регулируемые по скорости двигатели широко применяют в системах автоматики для привода исполнительных механизмов.

Однофазный асинхронный двигатель имеет на статоре одну обмотку, а на роторе - обмотку в виде беличьей клетки, как и у трехфазного короткозамкнутого двигателя. Обмотка статора создает пульсирующее поле, которое можно разложить, как и при несимметрии напряжений на поле прямой и обратной последовательности, которые создают моменты прямой и обратной последовательностей (рис. 5.35).

Результирующий момент М_рез = М_п-М₀. Особенностью работы такого двигателя является отсутствие пускового момента, следовательно, двигатель самостоятельно не сможет запуститься. Существуют несколько вариантов создания пускового момента у однофазных асинхронных двигателей. Наиболее распространенный способ - это применение дополнительной пусковой обмотки, занимающей 1/3 часть пазов статора. Пусковая обмотка создает поток, который сдвинут во времени относительно потока рабочей обмотки. Результирующий поток обмотки статора, уже не пульсирующей, вращается и имеет эллиптическую форму. В качестве фазосдвигающих элементов используются активные, индуктивные и емкостные сопротивления. Лучшие пусковые условия создает включение в пусковую обмотку емкости. Однако необходимое значение емкости довольно велико. На практике применяется пуск с помощью активного сопротивления, а пусковую обмотку выполняют с повышенным активным сопротивлением (уменьшают сечение обмоток провода). Пуск с помощью индуктивного сопротивления в настоящее время не используется.

Пусковая обмотка после достижения рабочей скорости отключается, и двигатель работает только с рабочей обмоткой (рис. 5.36).

Необходимо отметить, что энергетические показатели однофазного асинхронного двигателя хуже, чем трехфазного. При одинаковых габаритах номинальная мощность однофазного двигателя на 40-50% меньше, чем у трехфазного двигателя.

Значительно лучше энергетические показатели у конденсаторных асинхронных двигателей, где обе обмотки рабочие. Эти обмотки имеют равные фазные зоны и сдвинуты друг относительно друга в пространстве на 90 электрических градусов.

Рис. 5.35. Механические характеристики однофазного