Однофазные асинхронные двигатели.

это обычные двигатели небольшой мощности, широко при меняемые в устройствах автоматики и различных бытовых приборах. По конструкции они почти не отличаются от трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Различие состоит в том, что на сердечнике статора однофазного двигателя уложена однофазная обмотка занимающая 2/3 пазов сердечника. При включении однофазной обмотки статора С1—С2 в сеть (рис.1)

переменный ток, проходя по обмотке, создает пульсирующий магнитный по­ток, неподвижный в пространстве, но изменяю­щийся от +Фmax до —Фмах. Для объяснения принципа действия однофазного асинхронного двигателя воспользуемся графическим методом разложения пульсирующего магнитного

потока на два одинаковых, равных Фмах/2, магнитных потока Фпр и Фобр, вращающихся в разные сторо­ны с одинаковой частотой (рис. 4.2),

об/мин: nпp=noбp=f1*60/p=n1. Считаем поток Фпр, вращающийся в направле­нии вращения ротора, прямым, а поток Фобр — обратным. Допустим, что ротор двигателя враща­ется против часовой стрелки, т. е. в направлении потока Фпр. Частота вращения ротора n2 меньше частоты вращения магнитного потока n1, поэтому скольжение ротора относительно потока Фпр sпр=(n1—n2)/n1=s. Магнитный поток Фобр вращается встречно ротору, по этому частота вращения ротора n2 относительно этого потока отрицательна, а скольжение ротора относительно Фобр sобр=(n1+n2)/n1=2-sпр. Прямой Фпр и обратный Фобр магнитные потоки наводят в обмотке ротора ЭДС Е2пр и Е2обр которые создают в короткозамкнутом роторе соответственно токи I2 пр и I2обр. Частота тока в роторе пропорциональна скольжению, следовательно, f2пр= f1sпр; f2обр=f1(2-sпр). Таким образом, ток I2обр, наводимый обратным магнитным потоком в обмотке ротора, имеет частоту f2обр, намного превышающую частоту f2пр тока ротора I2пр, наведенного прямым потоком. В результате взаимодействия тока I2пp с магнитным потоком Фпр возникает электромагнитный момент Мпр= cмФпрI2пpcosj2пр, где См — постоянный коэффициент, определяемый конструкцией двигателя. Ток I2обр, взаимодействуя с магнитным потоком Фобр, создает электромагнитный момент Мовр, направленный встречно Mпp, т. е. против вращения ротора; Мобр= смФобрI2обрcosj2обр. Результирующий электромагнитный момент, действу­ющий на ротор однофазного асинхронного двигателя, М=Мпр—Мобр. При небольших значениях скольжения s=sпp, т.е. при работе двигателя в пределах номинальной нагрузки, электромагнитный момент создается в основном за счет Мпр. Тормозящее действие момента обратного поля Мобр— незначительно. Объясняется это тем, что f2обр> > f2пр, сле­довательно, индуктивное сопротивление рассеяния обмо­тки ротора Х2обр=Х2sобр току I2обр намного больше его активного сопротивления. Поэтому ток I2обр, имеющий большую индуктивную составляющую, оказывает сильное размагничивающее действие на обратный магнитный поток Фобр, значительно ослабляя его. Если учесть, что коэффициент мощности cos j2обр= r2/sqrt(r2^2+x2обр^2) невелик, то станет ясно, почему Мобр в режиме нагрузки двигателя не оказывает значительного тормо­зящего действия на ротор однофазного двигателя.