Protože požadavky na napájení systémů s jedním zatížením jsou obvykle malé, všechny naše domácnosti a kanceláře jsou napájeny pouze jednofázovým střídavým proudem. Pro získání správných pracovních podmínek pomocí tohoto jednofázového napájení je nutné použít kompatibilní motory. Kromě toho, že jsou kompatibilní, motory musí být ekonomické, spolehlivé a snadno opravitelné. Všechny tyto charakteristiky lze snadno najít v jednofázovém indukčním motoru. Podobně jako třífázové motory, ale s některými modifikacemi, jsou jednofázové indukční motory skvělou volbou pro domácí spotřebiče. Jejich jednoduchý design a nízké náklady přilákaly mnoho aplikací.
Definice jednofázového indukčního motoru
Jednofázové indukční motory jsou jednoduché motory, které pracují na jednofázovém střídavém proudu a ve kterých se vytváří točivý moment v důsledku indukce elektřiny způsobené střídavými magnetickými poli. Jednofázové indukční motory jsou různých typů podle jejich počátečních podmínek a různých faktorů. Oni jsou-
1). Motory s dělenou fází.
- Odporové spouštěcí motory.
- Kapacitní spouštěcí motory.
- Trvalý motor s děleným kondenzátorem.
- Dvouhodnotový kondenzátorový motor.
2). Stínované indukční motory.
3). Relukční startovací indukční motor.
4). Odpor - nastartujte indukční motor.
Konstrukce jednofázového indukčního motoru
Hlavními částmi jednofázového indukčního motoru jsou Stator, Rotor, Vinutí . Stator je pevná část motoru, do které je dodáván střídavý proud. Stator obsahuje dva typy vinutí. Jedno je hlavní vinutí a druhé je pomocné vinutí. Tato vinutí jsou umístěna kolmo na sebe. K pomocnému vinutí je paralelně připojen kondenzátor.
Tak jako AC napájení se používá pro práci jednofázového indukčního motoru, je třeba dávat pozor na určité ztráty, například - ztráta vířivým proudem, ztráta hystereze. Pro odstranění ztráty vířivými proudy je stator opatřen laminovaným lisováním. Aby se snížily ztráty hystereze, jsou tyto výlisky obvykle vyrobeny z křemíkové oceli.
Rotor je rotující část motoru. Zde je rotor podobný rotoru veverkové klece. Kromě toho, že je válcový, má rotor štěrbiny po celé své ploše. Aby bylo zajištěno hladké a úplné fungování motoru, zabraňují magnetickému blokování statoru a rotoru, jsou drážky zkosené, spíše než rovnoběžné.
Vodiče rotoru jsou hliníkové nebo měděné tyče, které jsou umístěny ve štěrbinách rotoru. Koncové kroužky vyrobené z hliníku nebo mědi elektricky zkratují vodiče rotoru. V této jednofázové indukční sběrací kroužky motoru a komutátory nejsou používány, takže jejich konstrukce se stává velmi jednoduchou a snadnou.
Ekvivalentní obvod jednofázového indukčního motoru
Na základě teorie dvojitého otáčivého pole lze nakreslit ekvivalentní obvod jednofázového indukčního motoru. Obvod je nakreslen ve dvou polohách - klidový stav rotoru zablokovaný stav rotoru.
Motor se zablokovaným stavem rotoru funguje jako transformátor se zkratem sekundárního vinutí.
ekvivalentní obvod jednofázového indukčního motoru
V klidovém stavu rotoru jsou dvě rotující magnetická pole opačného směru se stejně dělenými velikostmi a vypadají jako navzájem zapojená do série.
obvod jednofázového indukčního motoru v klidovém stavu rotoru
Pracovní princip jednofázového indukčního motoru
Hlavní vinutí jednofázových indukčních motorů je napájeno jednofázovým střídavým proudem. To vytváří kolísavý magnetický tok kolem rotoru. To znamená, že se při změně směru střídavého proudu mění směr generovaného magnetického pole. To není dostatečná podmínka k rotaci rotoru. Zde se uplatňuje princip teorie dvojitého otáčivého pole.
Podle teorie dvojitého otáčivého pole je jeden střídavý pilník způsoben kombinací dvou polí stejné velikosti, ale otáčejících se v opačném směru. Velikost těchto dvou polí se rovná polovině velikosti střídavého pole. To znamená, že když se aplikuje střídavý proud, vytvoří se dvě pole poloviční velikosti se stejnými velikostmi, ale otáčející se v opačných směrech.
Nyní tedy ve statoru proudí proud a magnetické pole se točí na rotoru Faradayův zákon elektromagnetické indukce působí na rotor. Podle tohoto zákona produkují rotující magnetická pole elektřinu v rotoru, která generuje sílu „F“, která může rotovat rotor.
Proč jednofázový indukční motor není samočinný?
Když se na rotor aplikuje zákon elektromagnetické indukce, indukuje se elektřina a na tyčích rotoru se generuje síla. Ale podle teorie dvojitého otáčivého pole existují dvě magnetická pole se stejnou velikostí, ale otáčející se v opačném směru. Jsou tedy vytvořeny dva silové vektory se stejnou velikostí, ale opačné ve směru.
Tyto silové vektory, protože mají stejnou velikost, ale jsou opačné, tedy nezpůsobí rotaci rotoru. Jednofázové indukční motory tedy nejsou samočinné. V tomto stavu motor jednoduše bzučí. Aby se zabránilo této situaci a rotaci rotoru, je třeba u jednofázového motoru použít spouštěcí sílu. Jakmile se síla v jednom směru stane větší než síla ve druhém směru, rotor se začne otáčet. U jednofázových indukčních motorů se pro tento účel používá pomocné vinutí.
Metody spouštění jednofázového indukčního motoru
Jednofázový indukční motor nemá rozběhový moment, takže k zajištění tohoto rozběhového momentu je zapotřebí vnějšího obvodu. Stator těchto motorů obsahuje pro tento účel pomocné vinutí. Pomocné vinutí je připojeno paralelně k kondenzátoru. Když kondenzátor je zapnuto, podobně jako hlavní vinutí, na pomocném vinutí jsou pozorována točení dvou magnetických polí stejné velikosti, ale opačného směru.
Z těchto dvou magnetických polí pomocného vinutí jedno ruší jedno z magnetických polí hlavního vinutí, zatímco druhé se sčítá s dalším magnetickým polem hlavního vinutí. Výsledkem je jediné otáčivé magnetické pole s vysokou velikostí. Tím se vytváří síla v jednom směru, a tím se otáčí rotor. Jakmile se rotor začne otáčet, otáčí se, i když je kondenzátor vypnutý.
Existují různé způsoby uvádění jednofázových indukčních motorů. Obvykle jsou tyto motory vybírány na základě jejich spouštěcích metod. Tyto metody lze klasifikovat jako
- Rozdělení fází.
- Stínovaný pól začíná.
- Spuštění odpudivého motoru
- Neochota začíná.
Při rozdělování fází má stator dva typy vinutí - hlavní vinutí a pomocné vinutí, zapojené paralelně. Motory s tímto typem spouštěcích metod jsou
- Rezistorové dělené fázové motory.
- Kondenzátorové motory s dělenou fází.
- Kondenzátory spouštějí a běží motory.
- Motor poháněný kondenzátorem.
Jednofázový indukční startovací motor kondenzátoru
Toto se také nazývá kondenzátorový split-fázový motor. Zde se počet závitů pomocného vinutí rovná počtu hlavních vinutí. Kondenzátor je zapojen do série s pomocným vinutím. Když rotor dosáhne 75% synchronní rychlosti, pomocné vinutí se odpojí pomocí odstředivého spínače. Motor pokračuje ve zrychlování, dokud nedosáhne normální rychlosti.
Výkony startovacích motorů kondenzátorů se pohybují mezi 120 W a 750 W. Tyto motory se obvykle rozhodují pro aplikace, jako jsou ledničky, klimatizace atd., Kvůli vysokému rozběhovému momentu.
Aplikace jednofázového indukčního motoru
Tyto motory nacházejí uplatnění ve ventilátorech, ledničkách, klimatizacích, vysavačích, pračkách, odstředivých čerpadlech, nářadí, malých zemědělských zařízeních, dmychadlech atd.. Většinou se používají pro zařízení s nízkým výkonem, ale s konstantními otáčkami, jako jsou zemědělské nástroje a stroje, kde třífázové napájení není k dispozici. Motory o výkonu 1/400 kW až 1/25 kW se používají v hračkách, vysoušečích vlasů atd…
V zásadě tedy používáme jednu fázi indukční motory v našem každodenním životě často. Tyto motory se snadno opravují. Přesto mají tyto motory určité nevýhody. Na které z nevýhod těchto motorů jste narazili? Můžete některé z nich jmenovat?
Zdroj obrázku: Jednofázové indukční obvody motoru
