Расчет емкости конденсатора асинхронного двухфазного двигателя (конденсаторный двигатель)

Однофазный асинхронный двигатель

Обмотка статора однофазного асинхронного двигателя занимает приблизительно 2/3 окружности, именно по этой причине его мощность на 1/3 меньше мощности трехфазного двигателя таких же габаритов.

Ток, протекая по обмотке статора, создает пульсирующее магнитное поле, которое можно представить как два поля, вращающиеся в разных направлениях. Поле, которое вращается в направлении ротора называется прямым полем, а второе – обратным. Они воздействуют на ротор и создают соответствующие моменты (Мпр и Мобр).

По причине разных направлений вращения эти электрические машины не могут самостоятельно совершить пуск, так как при неподвижном роторе, то есть при S=1, пусковой момент, он же Мрез, равен нолю (смотри Рисунок 1). Однако, если придать движение ротору, то прямой и обратный моменты не будут равны и двигатель продолжит вращение в том же направлении (ток, протекающий по обмотке ротора будет оказывать размагничивающее действие и при этом будет ослабляться обратное поле).

 Зависимость механических характеристик от прямого и обратного вращающих полей

Рисунок 1 - Зависимость механических характеристик от прямого и обратного вращающих полей

 Пуск двигателя с помощью пусковых устройств

Для того чтоб запустить однофазный асинхронный двигатель применяют устройства для пуска двигателя:

- Конденсатор – C;

- Резистор – R.

Пуск трехфазных асинхронных двигателей осуществляется более простым способом из-за уже имеющегося в сети сдвига фаз на 120 электрических градусов

Для получения пускового момента используют пусковую обмотку статора, которая по отношению к рабочей обмотке сдвинута на 90 электрических градусов. Применяют фазосдвигающие элементы, которые подключают к пусковой обмотке. Эта обмотка работает, обычно, около 3 первых секунд, после чего принудительно отключается вручную или с помощью автоматов. По этой причине ее изготовляют из провода меньшего сечения и с меньшим количеством витков по сравнению с рабочей обмоткой.

Пуск при помощи резистора производится при малых необходимых пусковых моментах, то есть если нагрузка на валу незначительна. Рисунок 2 иллюстрирует применение пускового а) конденсатора и б) резистора; где Р – рабочая обмотка, П – пусковая обмотка.

 Схема подключения однофазного асинхронного двигателя

Рисунок 2 – Схема подключения однофазного асинхронного двигателя

 

            Двухфазные асинхронные двигатели

Наличие конденсатора значительно улучшает характеристики двигателя, по этой причине используются двухфазные асинхронные двигатели. В них две обмотки являются рабочими, в одну из них вводится конденсатор для смещения угла между фазами на 90 градусов и создания кругового магнитного поля. Такие двигатели называют конденсаторными.

Расчет емкости конденсатора для двигателя:

Емкость такого конденсатора определяется по формуле:

Расчет емкости,

где  – ток, протекающий в обмотке статора,

sinφ1 – сдвиг фаз между напряжение и током без конденсатора,

f– частота питающей сети,

U – напряжение сети,

n – коэффициент трансформации.

Коэффициент трансформации,

            Где и kоб1, kоб2 - обмоточные коэффициенты,

            W1, W2,  - количество витков обмоток статора и ротора. 

Напряжение на зажимах конденсатора выше чем напряжение сети и определяется следующей формулой:

Напряжение на зажимах 

Для повышения пусковых характеристик Существуют двигатели в одну обмотку которых ставятся два конденсатора, один из которых пусковой, второй – рабочий. Пусковой конденсатор обычно имеет емкость в разы большую чем рабочий. При этом пусковой отключается при достижении 70-80% номинальной скорости электрической машины.

 Пример подключения пары конденсаторов (конденсаторный двигатель)

            Рисунок 3 – Пример подключения пары конденсаторов (конденсаторный двигатель)

 

Преимущества и недостатки конденсаторных двигателей

Недостатки по сравнению с трехфазным двигателем:

- Меньшая мощность;

- Увеличенное скольжение при номинальном режиме;

- Скорость вращения вала при холостом ходу ниже;

- Пониженная кратность пускового момента;

- Повышенная кратность пускового тока.

 

Преимущества:

- Имеют высокую эксплуатационную надежность;

- Не требуют трехфазного источника тока.

 

Комментарии  

 
# Jenyok 02.06.2017 06:25
sinφ1 - сдвиг фаз между напряжение и током без конденсатора. Как этот показатель вычислить или померить ?
kоб1, kоб2 - обмоточные коэффициенты. Как эти показатели вычислить или померить ?
.
Допустим точно знаем емкость конденсатора для U=80В f=50Гц . Как используя эти данные рассчитать конденсатор для U=106В f=65.8Гц , минуя sinφ1 , kоб1, kоб2 , I1 , W1, W2 ???
.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Guest 09.06.2017 08:40
Uf=(I1×sin@)/(2 ×3.14×C1×n^2)
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 

Добавить комментарий

Общайтесь культурно

Ваше имя:

Рейтинг@Mail.ru

Яндекс.Метрика