Всего на сайте:
236 тыс. 713 статей

Главная | Электроника

Конденсаторный двигатель.  Просмотрен 1905

Асинхронный конденсаторный двигатель имеет на статоре две обмотки, занимающие одинаковое число пазов и сдвинутые в про­странстве относительно друг друга на 90 эл. град. Одну из обмоток – главную – включают непосредственно в однофазную сеть, а дру­гую – вспомогательную – включают в эту же сеть, но через ра­бочий конденсатор Сра6 (рисунок 33, а).

В отличие от рассмотренного ранее однофазного асинхронно­го двигателя в конденсаторном двигателе вспомогательная обмот­ка после пуска не отключается и остается включенной в течение всего периода работы, при этом емкость Сраб создает фазовый сдвиг между токами и .

Таким образом, если однофазный асинхронный двигатель по окончании процесса пуска работает с пульсирующей МДС стато­ра, то конденсаторный двигатель – с вращающейся. Поэтому конденсаторные двигатели по своим свойствам приближаются к трехфазным двигателям.

Необходимая для получения кругового вращающегося поля емкость (мкФ)

 

Cраб = 1,6·105 IA sin φA / (f1UA k2),

при этом отношение напряжений на главной UА и на вспомога­тельной UBобмотках должно быть

 

UA /UB = tg φA ≠ 1.

где φA – угол сдвига фаз между током и напряжением при круговом поле;

k = ωB kB/ (wAkA) – коэффициент трансформации, представляющий собой отношение эффективных чисел витков вспомогательной и главной обмоток;

kAи kB– обмоточные коэффициенты обмоток статора.

 

 

 

Рисунок 33 – Конденсаторный двигатель:

а)– с рабочей емкостью, б) – с рабочей и пусковой емкостями, в)–механические характеристики; 1– при рабочей емкости, 2– при ра­бочей и пусковой емкостях

 

При заданных коэффициенте трансформации kи отношении напряжений UA/ UBемкость Сра6 обеспечивает получение кругового вращающегося поля лишь при одном, вполне определенном режиме работы двигателя. Если же и изменится режим (нагрузка), то изменятся и ток IA,и фазовый угол φA, а следовательно, и Сраб, соответствующая круговому полю. Таким образом, если нагрузка двигателя отличается от расчетной, то вращающееся поле двигателя становится эллиптическим и рабочие свойства двигателя ухудшаются. Обычно расчет Сраб ведут для номинальной нагрузки или близкой к ней.

Обладая сравнительно высокими КПД и коэффициентом мощности (соs φ1 = =0,80÷0,95), конденсаторные двигатели имеют неудовлетворительные пусковые свойства, так как емкость Сраб обеспечивает круговое поле лишь при расчетной нагрузке, а при пуске двигателя поле статора эллиптическое. При этом пусковой момент обычно не превышает 0,5МНОМ.

Для повышения пускового момента параллельно емкости Сраб включают емкость Спуск, называемую пусковой(рисунок 33, б). Величину Спуск выбирают, исходя из условия получения кругового поля статора при пуске двигателя, т. е. получения наибольшего пускового момента. По окончании пуска емкость Спуск следует отключать, так как при небольших скольжениях в цепи обмотки статора, содержащей емкость Си индуктивность L, возможен резонанс напряжений, из-за чего напряжение на обмотке и на конденсаторе может в два-три раза превысить напряжение сети.

При выборе типа конденсатора следует помнить, что его рабо­чее напряжение определяется амплитудным значением синусои­дального напряжения, приложенного к конденсатору Uc. При кру­говом вращающемся поле это напряжение (В) превышает напряжение сети U1и определяется выражением

 

Uc = U1

 

Рисунок 34 – Схемы включения двухфазного двига­теля в трехфазную сеть

 

Конденсаторные двигатели иногда называют двухфаз­ными, так как об­мотка статора этого двигателя содержит две фазы. Двухфаз­ные двигатели могут работать и без кон­денсатора или дру­гого фазосмещающего элемента, если к фа­зам обмотки статора подвести двухфаз­ную систему напря­жений (два напря­жения, одинаковые по значению и час­тоте, но сдвинутые по фазе относительно друг друга на 90°). Для получения двухфаз­ной системы напряжений можно воспользоваться трехфазной ли­нией с нулевым проводом, включив обмотки статора так, как по­казано на рисунке 34, а: одну обмотку — на линейное напряжение UAB,а другую — на фазное напряжение Uc через автотрансфор­матор AT (для выравнивания значения напряжений на фазных об­мотках двигателя).

Возможно включение двигателя и без нулевого провода (рисунок 34, б),но в этом случае напряжения на обмотках двигателя будут сдвинуты по фазе на 120°, что приведет к некото­рому ухудшению рабочих свойств двигателя.

 

Работа трехфазного асинхронного двигателя от однофазной сети.

Трехфазный асинхронный двигатель может быть использован для работы от однофазной сети. В этом случае такой двигатель включают как конденсаторный по одной из схем рисунке 35.

Значение рабочей емкости Сраб (мкФ) при частоте переменно­го тока 50 Гц можно ориентировочно определить по одной из формул: для схемы, изображенной на рисунке 35, а,

Cpa6 ≈ 2700 I1/ Uc ;

на рисунке 35, б,

Cpa6 ≈ 2800 I1/ Uc ;

на рисунке 35, в

Cpa6 ≈ 4800 I1/ Uc ,

 

где I1 – но­минальный (фазный) ток в обмотке стато­ра, А;

Uс – напря­жение однофазной сети, В.

При подборе ра­бочей емкости не­обходимо следить за тем, чтобы ток в фазных обмотках статора при устано­вившемся режиме работы не превы­шал номинального значения.

Рисунок 35 – Схемы соединения обмотки статора трехфазного асинхронного двигателя при вклю­чении его в однофазную сеть

 

Если пуск двигателя происходит при значительной нагрузке на валу, то параллельно рабочей емкости Сраб следует включить пусковую емкость

 

Сп = (2,5÷3,0)Сра6.

 

В этом случае пусковой момент становится равным номиналь­ному. При необходимости дальнейшего увеличения пускового момента следует принять еще большее значение пусковой емкости (Сп ≤ 8Сра6).

Большое значение для надежной работы асинхронного двига­теля в качестве конденсаторного имеет правильный выбор кон­денсатора по напряжению. Следует иметь в виду, что габариты и стоимость конденсаторов определяются не только их емкостью, но и рабочим напряжением. Поэтому выбор конденсатора с большим “запасом” по напряжению ведет к неоправданному увеличению габаритов и стоимости установки, а включение конденсаторов на напряжение, превышающее допустимое рабочее напряжение, приводит к преждевременному выходу из строя конденсаторов, а, следовательно, и всей установки.

При определении напряжения на конденсаторе при включении двигателя по одной из рассмотренных схем необходимо иметь в виду следующее: при включении двигателя по схеме рисунке 35, а напряжение на конденсаторе равно UK≈ 1,3 UС, а при включении двигателя по схемам рисунке 35, б и в это напряжение равно Uк ≈ 1,15 Uc.

В схемах конденсаторных двигателей обычно применяют бумажные конденсаторы в металлическом герметичном корпусе прямоугольной формы типов КБГ – МН или БГТ (термостойкие). На корпусе конденсатора указаны емкость и рабочее напряжение постоянного тока. При включении такого конденсатора в сеть пе­ременного тока следует уменьшить примерно в два раза допусти­мое рабочее напряжение. Например, если на конденсаторе указано напряжение 600 В, то рабочее напряжение переменного тока сле­дует считать 300 В.

Пример 1. Определить значение рабочей емкости Сраб, необходимой для работы трехфазного асинхронного двигателя типа АВ052-4 от однофазной сети напряжением Uc = 220 В. Номинальные данные двигателя: Рном = 80 Вт, напряже­ние 220/380 В, ток сети I1ном = 0,56/0,32 А.

Решение. Напряжение сети 220 В соответствует соединению обмотки статора в треугольник, поэтому принимаем схему включения двигателя в одно­фазную сеть по рисунку 35, в. Номинальный (фазный) ток статора I1 = 0,32 А.

Рабочая емкость Срa6 = 4800·0,32/220 = 6,98 мкФ. При этом рабо­чее напряжение конденсатора Uк ≈ 1,15·220 = 250 В. Принимаем в качестве Сраб батарею из двух параллельно соединенных конденсаторов типа КБГ – МН емко­стью по 4 мкФ каждый (емкость батареи 8 мкФ) на рабочее напряжение 600 В.

При использовании трехфазного двигателя в однофазном кон­денсаторном режиме его полезная мощность обычно не превыша­ет 70-80 % номинальной мощности, а при однофазном режиме без рабочей емкости полезная мощность двигателя не превышает 60 % его номинальной мощности.

 

Порядок выполнения работы:

1. Выполнить задание лабораторной работы.

2. Составить отчет.

3. Ответить на контрольные вопросы.

Ход работы:

Электрическая схема стенда приведена на рисунке 36.

 

 

Рисунок 36 – Электрическая схема стенда

 

Предыдущая статья:Задание.. - Убедиться в том, что стенд отключен от сети питания и заземлен, все .. Следующая статья:По окончании выполнения лабораторной работы студент должен
page speed (0.0524 sec, direct)