Jak działają jednofazowe silniki prądu przemiennego

Jednofazowy silnik prądu przemiennego ma tylko jedno uzwojenie, a wirnik jest klatkowy. Gdy przez uzwojenie stojana przepływa jednofazowy prąd sinusoidalny, silnik wytwarza zmienne pole magnetyczne. Siła i kierunek pola magnetycznego zmieniają się sinusoidalnie w czasie, ale jest ono stałe w orientacji przestrzennej, dlatego pole magnetyczne nazywane jest również przemiennym. Pulsujące pole magnetyczne. Zmienne pulsujące pole magnetyczne można rozłożyć na dwa wirujące pola magnetyczne, które są przeciwne do siebie przy tej samej prędkości obrotowej i kierunku obrotu. Kiedy wirnik jest nieruchomy, dwa wirujące pola magnetyczne wytwarzają w wirniku dwa momenty obrotowe o jednakowej wielkości i przeciwnych kierunkach, tak że synteza Moment obrotowy wynosi zero, więc silnik nie może się obracać. Kiedy użyjemy siły zewnętrznej do obrócenia silnika w określonym kierunku (np. zgodnie z ruchem wskazówek zegara), ruch pola magnetycznego tnącego pomiędzy wirującym polem magnetycznym wirnika a kierunkiem obrotu w prawo staje się mniejszy; pomiędzy wirującym polem magnetycznym wirnika a kierunkiem obrotu przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Ruch linii magnetycznej tnącej staje się większy. Równowaga ta zostaje zachwiana, całkowity moment elektromagnetyczny generowany przez wirnik nie będzie już wynosić zero, a wirnik będzie się obracał w kierunku pchania. Aby silnik jednofazowy obracał się automatycznie, możemy do stojana dodać uzwojenie rozruchowe. Uzwojenie początkowe jest przesunięte w fazie o 90 stopni w stosunku do uzwojenia głównego.

Uzwojenie początkowe musi być połączone szeregowo z odpowiednim kondensatorem, tak aby prąd w uzwojeniu głównym wynosił. Faza jest przesunięta w fazie o około 90 stopni, co jest tak zwaną zasadą separacji faz. Takie dwa prądy różniące się w czasie o 90 stopni, rozchodzące się na dwa uzwojenia różniące się przestrzennie o 90 stopni, wygenerują przestrzennie (dwufazowe) wirujące pole magnetyczne, pod którym wirnik będzie mógł automatycznie się uruchomić. Po uruchomieniu, gdy prędkość wzrośnie do określonej wartości, uzwojenie rozruchowe jest odłączane za pomocą wyłącznika odśrodkowego lub innego automatycznego urządzenia sterującego zamontowanego na wirniku, a podczas normalnej pracy pracuje tylko uzwojenie główne. Dlatego uzwojenie rozruchowe można wykonać w trybie pracy krótkotrwałej. Ale często zdarza się, że uzwojenie początkowe nie jest zepsute. Nazywamy ten rodzaj silnika pojemnościowym silnikiem jednofazowym. Aby zmienić sterowanie tego silnika, można to osiągnąć poprzez zmianę położenia szeregowego połączenia kondensatorów. W silniku jednofazowym inna metoda wytwarzania wirującego pola magnetycznego nazywana jest metodą z biegunem zacienionym, znaną również jako silnik jednofazowy z biegunem zacienionym.

Stojan silnika jest wykonany z wystającego bieguna i ma dwa bieguny i cztery bieguny. Każdy biegun ma małą szczelinę na 1/3–1/4 pełnej powierzchni bieguna, biegun magnetyczny jest podzielony na dwie części, a na małej części umieszczony jest zwarty miedziany pierścień, tak jakby bieguny magnetyczne były zakryte . Tak zwany silnik z biegunem pokrywy. Uzwojenie jednofazowe jest ustawione na całym biegunie magnetycznym, a cewki każdego bieguna są połączone szeregowo, a polaryzacja generowana przez bieguny musi być ułożona w kolejności N, S, N i S. Kiedy uzwojenie stojana jest zasilany, w biegunie magnetycznym generowany jest główny strumień magnetyczny. Zgodnie z prawem Lenza główny strumień magnetyczny przechodzący przez zwarty pierścień miedziany wytwarza indukowany prąd, który jest opóźniony w fazie w miedzianym pierścieniu o 90 stopni, i generowany jest prąd magnetyczny generowany przez prąd. Przepust opóźnia również główny strumień w fazie, a jego funkcja jest równoważna uzwojeniu początkowemu silnika pojemnościowego, generując w ten sposób wirujące pole magnetyczne w celu obracania silnika. Po drugie, tryb rozruchu silnika jednofazowego 220 V AC jest podzielony na kilka typów: Pierwszy typ, rozruch z rozdzieloną fazą, jak pokazano na rysunku 1, jest wspomagany rozruchem przez pomocnicze uzwojenie rozruchowe, jego moment rozruchowy nie jest duży. Szybkość robocza pozostaje w przybliżeniu stała. Stosowany głównie w wentylatorach elektrycznych, silnikach wentylatorów klimatyzacji, pralkach i innych silnikach. Po drugie, gdy silnik jest nieruchomy, przełącznik odśrodkowy jest włączony. Po zasileniu kondensator rozruchowy bierze udział w pracy rozruchowej. Gdy prędkość wirnika osiągnie 70% do 80% wartości znamionowej, przełącznik odśrodkowy automatycznie się wyłączy, a kondensator rozruchowy wykona zadanie. Został rozłączony.

Uzwojenie rozruchowe nie bierze udziału w pracy, a silnik kontynuuje pracę z obracającą się cewką uzwojenia, jak pokazano na rysunku 2. Po trzecie, gdy silnik jest nieruchomy, włącza się przełącznik odśrodkowy. Po zasileniu kondensator rozruchowy bierze udział w pracy rozruchowej. Gdy prędkość wirnika osiągnie 70% do 80% wartości znamionowej, przełącznik odśrodkowy automatycznie się wyłączy, a kondensator rozruchowy wykona zadanie. Został rozłączony. Kondensator roboczy jest podłączony do uzwojenia początkowego, aby uczestniczyć w pracy bieżącej. To połączenie jest powszechnie stosowane w miejscach, gdzie sprężarki powietrza, maszyny do cięcia, maszyny do obróbki drewna itp. są mocno obciążone i niestabilne. Jak pokazano na rysunku 3. Silnik z wyłącznikiem odśrodkowym, jeśli nie uda się uruchomić silnika w krótkim czasie, uzwojenie szybko się przepali. Wartość pojemności: silnik kondensatorowy o podwójnej wartości, duża pojemność kondensatora rozruchowego, mała pojemność kondensatora roboczego i napięcie wytrzymywane jest zwykle większe niż 400 V.