Moninopeuksiset yksivaiheiset kondensaattorimoottorit

Yksivaiheiset oikosulkumoottorit ovat käytettävissä ilman nopeudensäätöä. Tapauksissa, joissa nopeutta on tarpeen muuttaa, käytetään useimmiten moottoreita, joiden napaparien lukumäärä on muuttunut.

Yleisesti ottaen yksivaihemoottorin nopeuden muuttamiseksi voidaan soveltaa kolmea eri menetelmää. Yksi on, että staattori sisältää 2 täydellistä käämisarjaa, joista kukin eri napojen määrälle. Sitten yhtälön 2 mukaan saadaan eri nopeudet samalla ruudukkotaajuudella. Muut 2 tapaa ovat muuttaa jännitettä moottorin liittimissä tai muuttaa pääkäämin kierrosten määrää haarautumalla siitä.

Kahden käämisarjan käyttöön perustuvaa menetelmää käytetään pääasiassa jaetun vaiheen moottoreissa ja kondensaattorikäynnistysmoottoreissa. Jännitteen vaihteluun tai kierrekäämien käyttöön perustuvia menetelmiä käytetään pääasiassa kondensaattorimoottoreissa, joissa kapasitanssi on jatkuvasti kytketty.

Tällä hetkellä niitä käytetään laajasti erilaisten mekanismien ohjaamiseen moninopeuksiset asynkroniset kondensaattorimoottorit (sähkömoottorit, joissa on yksi jatkuva kapasiteetti)… Tämäntyyppiset sähkömoottorit eivät vaadi lisäelementtejä, joita tarvitaan verkkoon liittämiseen, ja ne mahdollistavat myös yksinkertaisesti akselin pyörimissuunnan muuttamisen. Tätä varten riittää, että vaihdat piirin pää- tai apukäämien päitä.

V kondensaattorimoottorit kuvassa 2 esitetyt peruspiirit kelojen kytkemiseksi päälle. 1. Yleisin on ns Käämien rinnakkaiskytkentä (kuva 1, a). Kuten kuvasta näkyy, staattorin käämit on kytketty rinnan virransyötön kanssa. Vaiheensiirtokondensaattori C on kytketty sarjaan apukäämin kanssa.

Kondensaattorin kapasitanssin arvo valitaan vaaditun tarjoamisen ehdoista sähkömoottoreiden ominaisuudet… Periaatteessa kondensaattorimoottoreissa kapasitanssi valitaan siten, että pää- ja apukäämien virtojen vaihesiirto nimellistilassa on lähellä 90°. Tässä tapauksessa moottorin energiatehokkuus on paras toimintapisteessä, mutta käynnistykset huononevat.

Riisi. 1. Kaaviot asynkronisten moottoreiden käämien kytkentään

Kondensaattorimoottoreiden pyörimistaajuuden muutos suoritetaan useimmiten muuttamalla napaparien määrää… Tätä tarkoitusta varten staattoriin sijoitetaan joko kaksi sarjaa käämeitä, joissa on eri napojen lukumäärä, tai yksi sarja, jossa on muutos napojen lukumäärässä.

Niissä tapauksissa, joissa ei tarvita merkittävää nopeudensäätöaluetta, käytetään yksinkertaisinta menetelmää: muutos työkelan kierrosten lukumäärässä… Tässä tapauksessa, kun verkkojännite pysyy muuttumattomana, sähkömoottorin magneettivuon suuruus ja siten sähkömagneettinen momentti ja roottorin nopeus muuttuvat.

Kaksinopeuksiset moottorit kierteitetyillä käämeillä

Aikaisemmin todettiin, että yksivaihemoottorin nopeutta voidaan muuttaa joko jännitettä sen liittimissä tai toisiokäämin kierroslukua muuttamalla.Ensimmäinen menetelmä edellyttää automaattisen muuntajan käyttöä ja sitä käytetään pääasiassa kondensaattorimoottorit, joissa on pysyvästi kytketty lauhdutin, akselituulettimella.

Automaattimuuntajalla saat yli 2 nopeutta. Pääkäämin kierrosten lukumäärän muutos saadaan haarautumalla siitä. Sitten staattorissa on 3 käämiä: ensiö-, väli- ja apukäämiä. Kahdella ensimmäisellä kelalla on sama magneettiakseli, ts. välikäämi kierretään samoihin uriin kuin pääkäämi (sen yläpuolelle).

Tämän menetelmän käytännön toteutus on seuraava. Staattorin koloihin asetetaan käyttö- (RO) ja kondensaattorikäämien (KO) johtimien lisäksi lisäkäämin (DO) johdot. Eri käämien kytkentäpiirien yhdistämisen tuloksena (kuva 2) on mahdollista saada vakiosyöttöjännitteellä sähkömoottorille erilaisia ​​mekaanisia ominaisuuksia.

Riisi. 2. Moninopeuksisen kondensaattorimoottorin staattorikäämien kytkentäkaaviot miniminopeudella (a), korotetulla (b) ja maksiminopeudella (c)

Moninopeuksisten kondensaattorisähkömoottoreiden pyörimisnopeuden säätöprosessissa tapahtuu ohimeneviä prosesseja, jotka liittyvät staattorikäämien kytkentäpiirien muutokseen.Nämä prosessit tapahtuvat pääsääntöisesti jatkuvissa magneettikentissä ja voivat aiheuttaa merkittäviä käynnistysvirtoja ja ylijännitteitä moottorin käämeissä ja vaiheensiirtokondensaattorissa.

Kaksinopeuksinen moottori kahdella kelasarjalla

Asettamalla 2 sarjaa keloja esim. 2 pääkelaa ja 2 apukelaa, vaatii merkittävän koon lisäämisen. Näiden mittojen pienentämiseksi käytetään usein apu- tai hidaskäyntistä käämikytkentää, jossa käämien lukumäärä on pienempi kuin napojen lukumäärä.

Kuvassa Kuvassa 3 on 4- ja 6-napaisten käämien kytkentäkaavio (noin 1435 ja 950 rpm 50 Hz:llä). Ulkokäämitys — 4-napainen pääkäämi. Seuraavana on 6-napainen ensiökäämi. Kolmas on 4-napainen apukäämi, jossa on vain 2 käämiryhmää. Sisäkäämi on 6-napainen apukela, jossa on vain 2 kelaryhmää.

Riisi. 3. 2-nopeuksisen (4- ja 6-napaisen) moottorin kytkentäkaavio.

Kuvassa 3 ja molemmissa apukäämeissä on pienempi määrä käämiryhmiä. Voit myös tehdä samantyyppisen pääkelan.

Katsotaanpa 2 esimerkkiä. Staattorin 4- ja 8-napaisessa käämissä voi olla normaali 4-napainen pääkäämitys ja 3 muuta käämiä pienemmällä määrällä käämiryhmiä, ts. 8-napainen pääkäämi 4 käämiryhmällä, 4-napainen apukäämi 2 käämiryhmällä ja 8 - napainen apukäämi 4 käämiryhmällä.

6- ja 8-napaisessa staattorikäämityksessä voi olla normaali 6-napainen pääkäämi, kaksi 8-napaista käämitystä pienemmillä ryhmillä, ts. 8-napainen pääkäämi ja 8-napainen apukäämi 4-napaisella ryhmällä ja 6-napainen apukäämi 2 käämiryhmällä. 6-napainen apukäämi voidaan suunnitella myös normaaliksi käämiksi, ts.6 ryhmällä keloja.

Kuvassa Kuvassa 4 on kaavio 2-vaiheisesta jaetun vaiheen moottorista, jossa on 2 käämiä, ja myös verkkoliitäntä. Kytkennät tehdään siten, että tarvitaan vain 1 käynnistyskytkin. Tämän käynnistyskytkimen pitäisi avautua 75-80 %:ssa hitaiden kelojen synkronisesta nopeudesta.

Riisi. 4. Kaavio kaksinopeuksisesta jaetun vaiheen moottorista

Jos kuvassa näkyvä kaavio. 4, käytetään kondensaattorin käynnistysmoottoriin, sitten käytetään joko 1 kondensaattoria sarjaan kytkettynä käynnistyskytkimen kanssa tai 2 kondensaattoria, joista 1 on kytketty sarjaan liittimen P2 ja toinen liittimen P21 kanssa.

Jos moottori voidaan aina käynnistää samaa nopeutta vastaavalla liitännällä, yksi apukääme voidaan jättää pois. Tässä tapauksessa käynnistys on osittain tai täysin automatisoitu.

Moninopeuksiset asynkroniset yksivaiheiset sähkömoottorit DASM

Suurien nopeuksien saavuttamiseksi kodinkoneissa tarvitaan usein sähkömoottoreita, joilla on korkea roottorin nopeussuhde. Näihin tarkoituksiin käytetään yksivaiheisia kondensaattoriasynkronisia moottoreita, joissa on 2/12 napanumeroa; 2/14; 2/16; 2/18; 2/24 ja jopa enemmän.

Suuren napasuhteen moottoreiden valmistus on kuitenkin teknisesti vaikeaa, joten käytössä on erilaisia ​​mekaanisia nopeudenmuuntimia sekä syöttöjännitteen puolijohdetaajuusmuuttajat. 

Yksinkertaisimmillaan näiden moottoreiden pyörimisnopeutta pienissä rajoissa säädetään muuttamalla syöttöjännitettä; tätä varten lisävastukset tai kuristimet kytketään sarjaan kelan kanssa.

Neuvostoliitossa kehitettiin kaksinopeuksiset DASM-2- ja DASM-4-tyyppiset 16/2-napaiset kondensaattorimoottorit kotitalouksien automaattisten pesukoneiden ohjaamiseen.

DASM -2-moottori on suunniteltu ajamaan automaattisia pesukoneita, joiden kapasiteetti on 4-5 kg ​​kuivaa liinavaakaa. Se oli alun perin suunniteltu 75/400 W teholle 390/2750 rpm.

Riisi. 5. Kaksinopeuksinen kondensaattori asynkroninen sähkömoottori, tyyppi DASM-2

Kuvassa Kuvassa 5 on kaaviot DASM-2- ja DASM-4-moottorien liittämisestä sähköverkkoon. Kuten kuvasta näkyy, DASM-2-moottorissa on neljä staattorikäämitystä. Ensiö- ja apukäämit on kytketty rinnan.

DASM-4-moottori alhaisella nopeudella on tehty kolmivaiheisella tähtiliitännällä ja suurella nopeudella - staattorikäämien rinnakkaisliitännällä. Lämpötilarele RK-1-00 on kiinnitetty moottorin staattoriin suojaamaan käämityksiä ylikuormitus- ja oikosulkutiloissa. Normaalisti suljetut relekoskettimet on kytketty moottorin staattorin yhteiseen napaan.

Riisi. 5. Kaaviot kaksinopeuksisten sähkömoottorien liittämiseksi virransyöttöverkkoon: a- DASM-2 sähkömoottori; b — DASM-4 sähkömoottori. OLEN MENOSSA. — pääkäämitys; V.O, - apukela; 1 — pienten ja suurten nopeuksien kelojen yhteinen lähtö; 2 — nopean apukäämin pää; 3 - pääkäämin alku suurella nopeudella; 4 - hitaan apukäämin alku; 5 - pääkäämin alku alhaisella nopeudella; Cp — toimintakondensaattori; Cn - käynnistyskondensaattori; RT-lämpösuojarele, tyyppi RK-1-00; RP-käynnistysrele, tyyppi RTK-1-11; P1, P2 — säätimen koskettimet.