Главная  Занятия по машиноведению 

1 2 3 4 5 6 7 [ 8 ] 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

говых полей, вращающихся в разные стороны. Одно из них прямое, создающее вращающий момент, а другое - обратное, создающее тормозящий момент. Обратно вращающееся поле ухудщает пусковые и рабочие свойства электродвигателя.

У электродвигателей с встроенным пусковым резистором отнощение пускового момента к номинальному составляет 1 - 1,2, а отнощение пускового тока к номинальному 6,5-9. Поэтому их применяют там, где не требуются очень большие пусковые моменты (холодильники, стиральные машины). Заводами электропромышленности выпускаются электродвигатели с встроенным пусковым резистором типа АОЛБ в диапазоне мощностей от 18 до 600 Вт при напряжениях 127, 220 и 380 В, частотах вращения 3 000 и 1 500 об/мин (синхронных).

Для приводов с тяжелыми условиями пуска применяют электродвигатели, у которых в качестве пускового элемента 1 (см.. рис. 3-7) использован конденсатор. Эти электродвигатели обозначаются буквами ДОЛГ и имеют одинаковые номинальные данные, размеры, массу и рабочие обмотки с электродвигателями типа АОЛБ. Пусковые обмотки у них разные, а соответственно разные и пусковые характеристики.

Как известно из электротехники, включение в цепь конденсатора приводит к тому, что ток пусковой обмотки опережает ток рабочей рбмотки. При помощи конденсатора можно получить сдвиг токов рабочей и пусковой обмоток на 90° и таким образом создать при пуске круговое вращающееся поле. Электродвигатели с пусковыми конденсаторами имеют хорошие пусковые свойства, т. е. большое отношение пускового вращающего момента к номинальному (2-2,5), и низкую кратность пускового тока (3-4 номинального тока). Чтобы создать большой пусковой момент даже для небольшого электродвигателя мощностью 50 Вт при напряжении 127 В, требуется конденсатор емкостью 40 мкФ, С повышением напряжения емкость конденсатора резко падает и при напряжении электродвигателя 220 В составляет 15 мкФ.

В электродвигателях с пусковыми обмотками после отключения этих обмоток Уз пазов статора остается не-использовапной. Поэтому такие электродвигатели имеют пониженную мощность. Для увеличения мощности применяют электродвигатели, у которых пусковая обмотка остается включенной. Для создания сдвига токов в рабо-

чей С и пусковой обмотках в цепь последней включают конденсатор (рис. 3-9). Такие электродвигатели называются конденсаторными, а пусковая обмотка, используемая при работе электродвигателя, называется вспомогательной или конденсаторной и обозначается буквой В.

У конденсаторных электродвигателей обе обмотки занимают одинаковое число пазов. При помощи конденсатора можно создать сдвиг между векторами токов в


Рис. 3-9, Схема конденса-тбрного электродвигателя.


Рис. 3-10. Схема ковден?а-горно'Го электродвШателя с пусковым конденбатбром.

обмотках на 90°. Таким образом, в конденсаторном электродвигателе при номинальной мощности создается круговое поле. Благодаря этому конденсаторные электродвигатели имеют хорощие свойства: большую мощность на валу, высокий к. п. д. (60-75%) и высокий коэффициент мощности (cos ф=0,8-г-0,95). Однако пусковой момент таких электродвигателей невысок. Обычно он не превышает 30% номинального. Это объясняется тем, что при пуске магнитное поле электродвигателя будет эллиптическим. Для улучшения пусковых свойств электродвигателя в момент пуска параллельно рабочему конденсатору включают пусковой конденсатор (рис. 3-10). Таким образом, при пуске сдвиг токов осуществляется двумя конденсаторами - рабочим и пусковым, что обеспечивает создание кругового поля при пуске. После пуска электродвигателя пусковой конденсатор отключается кнопкой или центробежным выключателем.

В настоящее время заводы электропромышленности выпускают конденсаторные электродвигатели седин ABE, у которых высокий к. п. д., коэффициент мощности приближается к единице, хорошие пусковые и рабочие характеристики. Они охватывают мощности от 10 до 400 Вт при частотах вращения 1 ООО, 1 500 и 3 000 об/мин (синхронных) для сетей с напряжением 127 и 220 В.



Разновидностью конденсаторного электродвигателя является электродвигатель с массивным ротором, выточенным из стали или чугуна и не имеющим пазов и обмоток. Эти электродвигатели имеют большой пусковой момент. Частоту вращения можно регулировать в широких пределах реостатом в цепи рабочей обмотки, причем на всех частотах вращения от холостого хода до полной нагрузки электродвигатель работает устойчиво. Электродвигатели с массивным ротором просты по устройству, надежны в работе и бесшумны. Такой электродвигатель можно получить из любого конденсаторного, заменив у него ротор.

По своим рабочим характеристикам электродвигатели с массивным ротором могут заменить коллекторные электродвигатели постоянного или переменного тока. Вследствие больших потерь в роторе и магнитного рассеяния они имеют низкие к. п. д. и коэффициент мощности, поэтому по размерам и массе они больше коллекторных электродвигателей такой же мощности.

Электродвигатели с пусковыми обмотками можно реверсировать. Для этого достаточно поменять местами концы рабочей или пусковой обмотки.

3-6. схемы обмоток однофазных электродвигателей

Схемы обмоток строят для распределенных обмоток статора. На схемах изображают проводники рабочей и пусковой обмоток и их соединения. Кроме того, на схемах указано, из каких пазов выходят начала и концы рабочей и пусковой обмоток. Выводы обмоток обозначают следующими буквами и цифрами: начало и конец рабочей обмотки С/ и С2 соответственно; начало и конец пусковой обмотки П1 и П2 соответственно.

У конденсаторных электродвигателей часто пусковую обмотку называют вспомогательной, так как она остается включенной на все время работы электродвигателя, и выводы ее обозначают: начало В]; конец В2.

Обмотки статора однофазных электродвигателей бывают однослойными и двухслойными. У первых сторона катушки занимает весь паз, а все стороны катушек, лежащие в пазах, образуют один слой.

У двухслойных обмоток в каждом пазу лежат стороны двух катушек, разделенные изоляционной прокладкой. Части катушек, лежащие в пазах, называются па-

зовыми. Части катушек, лежащие вне пазов, называются лобовыми.

Для построения схемы обмотки необходимо знать следующие данные статора:

Число пазов в окружности статора...... Z

Число полюсов статора.......... 2р

Число пазов, занимаемое рабочей обмоткой ... q. Число пазов, занимаемое пусковой обмоткой . . Шаг обмотки по пазам...........

У однослойных обмоток шаг по пазам вычисляют по формуле

Уг = 2/2р.

Такой шаг называется диаметральным, так как в двухполюсных машинах стороны катушки'расположены в двух диаметрально противоположных пазах.

В двухслойных обмотках обычно применяют укороченный шаг по следующим соображениям. Во всяком электродвигателе переменного тока, кроме основной си-

У

Катушка / \ oSnomm


Рис. 3-11. Схема катушки с диаметральным шагом.

Рис. 3-12. Схема катушки с укороченным шагом.

нусоиды с периодом 1/50 с, проявляются еще синусоиды с меньшими периодами, которые называются высшими гармониками. В однофазных и двухфазных электродвигателях особенно сильно сказывается третья гармоника с периодом 1/150 с. Она искажает характеристики электродвигателя. В кривой вращающего момента она создает так называемые провалы, из-за которых электродвигатель при пуске не может развить номинальной частоты вращения, а застревает на частоте вращения, равной 1/3 номинальной. Наиболее эффективным средст-



BOM борьбы с третьей гармоникой является укброчение шага обмотки на 1/3 полюсного деления.

Из рис. 3-11 видно, что при диаметральном шаге стороны катушки лежат под серединами северного и южного полюсов и в создании э. д. с. участвует весь магнитный поток, приходящийся на полюсное деление.

На рис. 3-12 показано положение витка катушки с укороченным шагом на 1/3 лолюсного деления. Катушка охватывает уже не все полюсное деление, а только 2/3 полюсного деления. Поэтому наводимая в ней э. д- с. будет меньше, чем при'диаметральном шаге, но зато э. д. с, наводимые третьей гармоникой, взаимно уничтожаются. Уменьшение э. д. с. при укороченном шаге учитывают коэффициентом укорочения обмотки. В расчетах гл. 4 этот коэффициент введен в расчетные формулы.

Наибольшее распространение имеют электродвигатели с встроенными пусковыми резисторами. У таких электродвигателей необходимо получить большое активное сопротивление обмотки, не увеличивая ее индуктивного сопротивления. Это достигается применением катушек с бифилярными витками. На рис. 3-13 показана катушка с бифилярными витками. В этой катушке шесть витков, и все они участвуют в создании активного сопротивления катушки. Но последние два витка намотаны в обратном направлении. При прохождении тока по виткам катушки н.с. последних четырех витков взаимно компенсируются и в создании магнитного потока участвуют только два первых витка.

На рис. 3-14 показана схема обмотки статора со встроенным резистором. Статор имеет 24 паза, из которых 16 пазов занимает рабочая обмотка, а 8 пазов - пусковая обмотка. Как рабочая, так и пусковая обмотки имеют по четыре катушки. Следовательно, это четырехпо-люсный электродвигатель с синхронной частотой вращения 1500 об/мин. Сторона катушки рабочей обмотки занимает два паза, а сторона катушки пусковой обмотки-один паз. На схеме провода, лежащие в пазах, обозначены вертикальными линиями. В разрывах линий обозначены номера пазов. Схема представляет собой вид изнутри на окружность статора, которая как бы разрезана и развернута на плоскость. Некоторое затруднение для чтения развернутой схемы заключается в том, что начало и конец развертки (пазы 1 и 24), которые на статоре лежат рядом, иа развернутой схеме получаются

Ч

удаленными один от другого на всю длину схемы, а лобовая часть одной из катушек оказывается разрезанной.

При чтении схемы приходится мысленно проследить соединения от конца схемы к началу, подобно тому как при чтении книги переходят от конца одной строки к

2 3 V 5 в 7

/ott/г

гпттлггт

fV IS IB 17 Ю 19 io 21222324

Рис. 3-13. Катушка с бифилярными витками.

0 00

С, П^П,

Рис. 3-14, Развернутая схема обмотки со встроенным резистором.

началу следующей. При составлении схемы надо выбрать место разреза так, чтобы наименьшее число катушек оказалось разрезанным и линия разреза располагалась симметрично по отношению к катушкам.

В развернутой схеме наглядно показаны соединения на обеих сторонах статора, направление токов и чередование полярностей. На этой схеме приняты направления токов в обмотке от зажимов СУ и ЯУ. В пазовых частях направление стрелок вверх и вниз делит обмотку на четыре зоны в соответствии с числом полюсов электродвигателя. Косые черточки на лобовых частях показывают переходы от одной катушки полюса к другой.

Для создания бифилярных витков каждую катушку пусковой обмотки наматывают из двух катушек, а затем одну из них перевертывают на 180°. При этом образуются петли, которые видны в пазах 9, 10, 21 и 22.

Порядок составления схемы и укладки обмотки в па-Зы изложен в § 5-8.

На рис. 3-15 показана схема обмотки статора конденсаторного электродвигателя типа ABE. Это обмотка двухслойная и поэтому каждый паз обозначен на схеме




1 2 3 4 5 6 7 [ 8 ] 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28