Produkowane są modyfikacje o mocy od 5 W - 10 kW.
Silniki elektryczne tego typu są stosowane w urządzeniach małej mocy:
- sprzęt gospodarstwa domowego;
- fani;
- pompy;
- obrabiarki itp.
Wartości sprawności, siły i momentu początkowego dla silników jednofazowych są znacznie niższe niż dla urządzeń trójfazowych o tej samej objętości. Ponadto przeciążalność jest większa w przypadku silników z 3 fazami. Zatem moc urządzenia jednofazowego nie przekracza 70% mocy trójfazowej tej samej głośności.
Jednofazowe urządzenie silnikowe
W rzeczywistości ma 2 fazy, jednak tylko jedna z nich wykonuje pracę, dlatego silnik nazywany jest jednofazowy. Podobnie jak wszystkie maszyny elektryczne, bez wyjątku, silnik jednofazowy składa się z 2 elementów: stacjonarnego (stojana) i ruchomego (wirnika). Zakłada on asynchroniczny silnik elektryczny, którego stałą częścią jest jedno główne uzwojenie robocze podłączone do źródła prądu przemiennego. Mocne krawędzie tego typu silnika można przypisać prostocie systemu, jakim jest wirnik z zamkniętym uzwojeniem. Przez minusy - niskie wartości punktu początkowego i wydajności.
Główną wadą prądu jednofazowego jest niemożność wygenerowania przez niego pola magnetycznego wykonującego obrót. Z tego powodu jednofazowy silnik elektryczny nie uruchomi się sam po podłączeniu do sieci.
W teorii maszyn elektrycznych działa zasada: aby pole magnetyczne obróciło wirnik, muszą być 2 uzwojenia (fazy) w stojanie. Ponadto konieczne jest przesunięcie jednego uzwojenia do pewnego kąta względem drugiego.
W okresie pracy uzwojenia są nawijane niestabilnymi polami elektrycznymi:
- W stałym miejscu silnik jednofazowy jest tak zwanym początkowym uzwojeniem elektrycznym. Jest przesunięty o 90 stopni względem głównej pracy.
- Obecne ścinanie można zakupić, wprowadzając element zmiany fazy w obwodzie. W tym celu można zastosować aktywne rezystory, cewki indukcyjne i kondensatory.
- Jako podstawę dla stojanów i wirników zastosowano stal elektryczną - 2212.
Błędem jest nazywanie monofazy takimi silnikami elektrycznymi, które są uważane za 2- i 3-fazowe we własnej strukturze, jednakże są one połączone ze źródłem jednofazowym za pomocą technik dopasowywania (silniki elektryczne kondensatorów). Te dwie fazy takich urządzeń są uważane za działające i są włączone przez cały czas.
Odmiany i zastosowanie
Silniki jednofazowe 220 V są szeroko stosowane w różnych urządzeniach przemysłowych i domowych.
Istnieją 2 najbardziej popularne odmiany tych urządzeń:
- Kolekcjoner.
- Asynchroniczny.
Te ostatnie, według własnego projektu, są najprostsze, ale mają szereg niedociągnięć, z których można wyodrębnić trudności ze zmianą częstotliwości i kierunku obrotów wirnika. Moc tego silnika zależy od cech konstrukcyjnych i może wahać się od 5 do 10 kW. Jego wirnik przyjmuje zwarte uzwojenie - pręty aluminiowe lub miedziane, które są zamknięte na końcach.
Z reguły asynchroniczny jednofazowy silnik elektryczny jest wyposażony w 2 uzwojenia przesunięte o 90 ° względem siebie. W tym przypadku główne uzwojenie przechwytuje znaczną część rowków, a dodatkowe (rozruch) przechwytuje pozostałą część. Silnik asynchroniczny uzyskał swoją nazwę tylko dlatego, że zawiera tylko jedno uzwojenie robocze.
Prąd przemienny przepływający przez uzwojenie główne tworzy zmienne pole magnetyczne. Składa się z 2 warstw o równej amplitudzie, których obrót ma się do siebie. Zgodnie z prawem indukcji przepływ elektromagnetyczny w wirnikach zmieniających się w zamkniętych zwojach tworzy prąd indukcyjny, który działa z generującym je polem. Jeśli wirnik jest nieruchomy, momenty siły na nim są równe iw rezultacie pozostają nieruchome.
Gdy wirnik obraca się, naruszana jest równość momentu obrotowego, a zatem ruch jego zwojów względem wirujących pól magnetycznych będzie inny. Zatem siła Ampera, działająca na cewkach wirnika z bezpośredniego pola magnetycznego, będzie znacznie większa niż z krawędzi przeciwnego pola.
Wzór uruchomienia
W zwojach wirnika prąd indukcyjny może pojawić się tylko na skutek przecięcia się gwałtownych kierunków pola magnetycznego. Ich obrót powinien być realizowany z prędkością nieco mniejszą niż częstotliwość wirowania pola. Bezpośrednio stąd powstała nazwa - asynchroniczny silnik elektryczny. Ze względu na wzrost przeciążenia mechanicznego prędkość wirowania maleje, wzrasta indukcyjny prąd elektryczny w wirniku. Poza tym zwiększa się moc mechaniczna silnika i prąd przemienny, którego on używa.
Zasada działania:
Z powodu prądu pojawia się pulsujące pole magnetyczne w stojanie silnika. To pole może być postrzegane jako 2 różne pola, które obracają się w różnych kierunkach i mają podobne amplitudy i częstotliwości.- Jeśli wirnik znajduje się w stanie stacjonarnym, pola te prowadzą do pojawienia się tej samej wielkości, ale czynniki wielokierunkowe.
- Jeśli silnik nie ma specjalnych mechanizmów początkowych, w tym przypadku na początku wynikowy moment będzie równy zeru, a w konsekwencji silnik nie będzie się obracał.
- Jeśli wirnik zostanie wprowadzony do obiegu w dowolnym kierunku, wówczas odpowiedni moment zacznie dominować, a zatem oś silnika będzie nadal obracać się w pewnym kierunku.
Rozruch odbywa się za pomocą pola magnetycznego, które obraca ruchomą część silnika. Tworzą go 2 uzwojenia: główne i dodatkowe. Końcowe uzwojenie ma minimalną objętość i uważa się, że rozpoczyna się. Łączy się z główną siecią elektryczną poprzez dostępną pojemność lub indukcyjność. Połączenie odbywa się tylko w okresie uruchamiania. W silnikach o małej mocy faza rozruchu jest zwarta.
Silnik uruchamia się przez przytrzymanie przycisku startu przez kilka sekund, w wyniku czego wirnik jest przyspieszany. Podczas okresu zwolnienia klawisza rozruchu, silnik jest przenoszony z trybu dwufazowego do trybu jednofazowego, a jego działanie jest utrzymywane przez pożądany składnik zmiennego pola magnetycznego.
Faza początkowa przeznaczona jest do pracy tymczasowej - z reguły do 3 sekund. Dłuższy czas przebywania pod obciążeniem może spowodować przegrzanie, zapłon izolacji i awarię urządzenia. Dlatego ważne jest, aby zwolnić klawisz startu w odpowiednim czasie. Aby zwiększyć niezawodność, w obudowie silnika wbudowano przełącznik odśrodkowy i przekaźnik termiczny.
Zadaniem przełącznika odśrodkowego jest wyłączenie fazy początkowej, jeśli wirnik podnosi prędkość. Dzieje się to automatycznie - bez interwencji. Przekaźnik termiczny odcina fazy uzwojenia, jeśli rozgrzeje się poza to, co jest dozwolone.
Działanie mechanizmu
Do obsługi urządzenia wymagana jest 1 faza z siłą 220 V. Oznacza to, że można ją podłączyć do gniazdka domowego. Natychmiast jest to przyczyną popularności silnika wśród ludności. W absolutnie wszystkich urządzeniach domowych, od sokowirówki po szlifierkę, instalowane są mechanizmy tego typu.
Istnieją 2 rodzaje silników elektrycznych: z uzwojeniem rozruchowym i kondensatorem.
- W pierwszym urządzeniu początkowe uzwojenie działa z kondensatorem tylko podczas startu. Już po tym, jak technika osiągnie normalną prędkość, wyłącza się, a aktywność jest kontynuowana z 1 nawijaniem.
- W drugim przypadku, w przypadku silników z kondensatorem roboczym, dodatkowe uzwojenie elektryczne jest połączone przez kondensator przez cały czas.
Silnik elektryczny może być pobrany z jednego urządzenia i włączony do drugiego. Na przykład niezawodny silnik jednofazowy z pralki lub odkurzacza może być używany do obsługi kosiarki, maszyny itp.
Schemat podłączenia jednofazowego silnika asynchronicznego:
- W 1 schemacie uzwojenie początkowe jest uruchamiane za pomocą kondensatora i tylko w okresie rozruchu.
- Model 2 bierze również pod uwagę tymczasowe połączenie, ale odbywa się to poprzez opór, a nie przez lodówkę.
- Model 3 uważany jest za najpopularniejszy. W ramach tego programu lodówka jest stale podłączona do źródła energii elektrycznej, a nie tylko w okresie uruchamiania.
Podłączanie silnika z oporem początkowym
Dodatkowe nawijanie takich urządzeń ma wysoką intensywność . Do uruchomienia maszyn elektrycznych tego typu można zastosować rezystor rozruchowy. Musi być podłączony kolejno do uzwojenia początkowego. W podobny sposób możliwe jest uzyskanie przesunięcia fazowego o 30 ° między prądami uzwojeń, co będzie absolutnie wystarczające do uruchomienia urządzenia.
Ponadto można uzyskać przesunięcie fazowe, stosując fazę początkową z ogromnym środkiem zaradczym i najniższą indukcyjnością. Ten rodzaj uzwojenia ma mniejszą liczbę obrotów i cieńszy kabel.
Podłączenie silnika z uruchamianiem kondensatora
W tych maszynach elektrycznych obwód rozruchowy zawiera kondensator i jest wkładany tylko w okresie początkowym.
Aby osiągnąć największą wartość momentu początkowego, potrzebne jest okrągłe pole magnetyczne, które się obraca. Aby się pojawiło, prądy uzwojenia muszą być skierowane względem siebie pod kątem 90 °. Elementy przesuwające fazę, takie jak rezystor i dławik, nie gwarantują pożądanego przesunięcia fazowego. Tylko zaangażowanie kondensatora w obwód umożliwia uzyskanie przesunięcia fazowego o 90 °, jeśli wybierzesz odpowiednią pojemność.
Możliwe jest określenie niezbędnych przewodów i uzwojenia, do których są uszeregowane, poprzez pomiar przeciwdziałania. W uzwojeniu roboczym wartość środka zaradczego jest stale niższa (12 omów) niż uzwojenie początkowe (30 omów). Zgodnie z tym przekrój głównego drutu uzwojenia jest większy niż przekrój początkowy.
Kondensator jest wybierany zgodnie z prądem używanym przez silnik. Na przykład, jeśli prąd wynosi 1, 4 A, potrzebny jest kondensator 6 μF.
Kontrola funkcjonalności
Poniżej przedstawiono wszystkie wady wskazujące na potencjalne problemy z silnikiem, które mogą być spowodowane nieprawidłową obsługą lub przeciążeniem:
- Wadliwe podpory lub gniazda montażowe.
- W środku silnika kolor pociemniał (wskazuje przegrzanie).
- Przez pęknięcia w obudowie wewnątrz aparatu wycofano substancje.
Aby kontrolować funkcjonowanie silnika, należy najpierw włączyć go na 1 minutę, a następnie pozostawić go na około 15 minut.
Jeśli po tym okaże się, że silnik jest ciepły, to:
- prawdopodobnie łożyska były brudne, zaciśnięte lub po prostu zużyte;
- Powodem może być kondensator o bardzo dużej pojemności.
Odłącz skraplacz i ręcznie obniż silnik: jeśli przestanie się nagrzewać, pojemność kondensatora powinna zostać zmniejszona.