Viacrýchlostné jednofázové kondenzátorové motory
Jednofázové indukčné motory sú k dispozícii pre prevádzku bez regulácie otáčok. V prípadoch, keď je potrebné zmeniť otáčky, sa najčastejšie používajú motory so zmenou počtu pólových párov.
Vo všeobecnosti možno na zmenu rýchlosti jednofázového motora použiť 3 rôzne metódy. Jedným z nich je, že stator obsahuje 2 kompletné sady vinutí, každé pre iný počet pólov. Potom sa podľa rovnice 2 získajú rôzne rýchlosti pri rovnakej frekvencii siete. Ďalšie 2 spôsoby sú zmena napätia na svorkách motora alebo zmena počtu závitov na hlavnom vinutí odbočením z neho.
Metóda založená na použití 2 sád vinutí sa používa hlavne pre motory s delenou fázou a kondenzátorové štartovacie motory. Metódy založené na zmene napätia alebo na použití závitových vinutí sa používajú hlavne pre kondenzátorové motory s trvalo spínanou kapacitou.
V súčasnosti sú široko používané na pohon rôznych mechanizmov viacrýchlostné asynchrónne kondenzátorové motory (elektromotory s jednou konštantnou kapacitou)… Tento typ elektromotorov nevyžaduje dodatočné prvky potrebné na pripojenie k sieti a umožňuje aj jednoduchú zmenu smeru otáčania hriadeľa. Na to stačí zmeniť konce hlavného alebo pomocného vinutia v obvode.
V kondenzátorové motory základné obvody na zapnutie cievok znázornené na obr. 1. Najrozšírenejší je tzv Paralelné pripojenie vinutí (obr. 1, a). Ako je zrejmé z obrázku, statorové vinutia sú pripojené paralelne k napájaciemu zdroju. Kondenzátor C fázového posunu je zapojený do série s pomocným vinutím.
Hodnota kapacity kondenzátora sa vyberá z podmienok na zabezpečenie požadovaného vlastnosti elektromotorov… V princípe kondenzátorových motorov sa kapacita volí tak, aby fázový posun prúdov v hlavnom a pomocnom vinutí v nominálnom režime bol blízky 90°. V tomto prípade má motor najlepšiu energetickú účinnosť v prevádzkovom bode, ale štarty sa zhoršujú.
Ryža. 1. Schémy pripojenia vinutí asynchrónnych motorov
Najčastejšie sa vykonáva zmena frekvencie otáčania kondenzátorových motorov zmenou počtu pólových párov… Na tento účel sa na stator umiestnia buď dve sady vinutí s rôznym počtom pólov, alebo jedna sada so zmenou počtu pólov.
V prípadoch, keď nie je potrebný žiadny významný rozsah regulácie rýchlosti, použije sa najjednoduchšia metóda – zmena počtu závitov pracovnej cievky… V tomto prípade, keď sieťové napätie zostáva nezmenené, mení sa veľkosť magnetického toku elektromotora a tým aj elektromagnetický moment a rýchlosť rotora.
Dvojrýchlostné motory so závitovým vinutím
Už skôr bolo uvedené, že otáčky jednofázového motora je možné meniť buď zmenou napätia na jeho svorkách, alebo zmenou počtu závitov jeho sekundárneho vinutia Prvý spôsob vyžaduje použitie autotransformátora a používa sa najmä na kondenzátorové motory s trvalo zapnutým kondenzátorom, s hriadeľovým ventilátorom.
S autotransformátorom môžete získať viac ako 2 rýchlosti. Zmena počtu závitov hlavného vinutia sa získa rozvetvením z neho. Potom má stator 3 vinutia: primárne, stredné a pomocné. Prvé 2 cievky majú rovnakú magnetickú os, tzn. stredné vinutie je navinuté v rovnakých drážkach ako hlavné vinutie (nad ním).
Praktická implementácia tejto metódy je nasledovná. V štrbinách statora sú okrem vodičov prevádzkového (RO) a kondenzátorového vinutia (KO) položené vodiče prídavného vinutia (DO). V dôsledku kombinácie rôznych spínacích obvodov vinutia (obr. 2) bude možné získať rôzne mechanické charakteristiky elektromotora pri konštantnom napájacom napätí.
Ryža. 2. Schémy zapojenia statorových vinutí viacrýchlostného kondenzátorového motora pri minimálnej (a), zvýšenej (b) a maximálnej rýchlosti (c)
V procese nastavovania rýchlosti otáčania vo viacrýchlostných kondenzátorových elektromotoroch dochádza k prechodným procesom spojeným so zmenou spínacích obvodov statorových vinutí.Tieto procesy sa vyskytujú spravidla v spojitých magnetických poliach a môžu spôsobiť značné nábehové prúdy a prepätia vo vinutí motora a kondenzátore s fázovým posunom.
Dvojrýchlostné motory s 2 sadami cievok
Umiestnenie 2 sád cievok tj. 2 hlavné cievky a 2 pomocné cievky, vyžaduje výrazné zväčšenie veľkosti. Na zmenšenie týchto rozmerov sa často používa pomocné alebo nízkorýchlostné spojenie vinutia, kde je počet vinutí menší ako počet pólov.
Na obr. 3 je znázornená schéma zapojenia vinutí pre 4 a 6 pólov (približne 1435 a 950 ot./min pri 50 Hz). Vonkajšie vinutie — 4-pólové hlavné vinutie. Ďalej je 6 pólové primárne vinutie. Tretím je 4-pólové pomocné vinutie len s 2 skupinami vinutia. Vnútorná cievka je 6-pólová pomocná cievka s iba 2 skupinami cievok.
Ryža. 3. Schéma zapojenia 2-rýchlostného (4 a 6 pólového) motora.
Na obr. 3 a obe pomocné vinutia majú znížený počet skupín vinutia. Môžete tiež vyrobiť hlavnú cievku rovnakého typu.
Pozrime sa na 2 príklady. Statorové vinutie pre 4 a 8 pólov môže mať bežné 4 pólové hlavné vinutie a 3 ďalšie vinutia so zníženým počtom skupín vinutia, t.j. 8-pólové hlavné vinutie so 4 skupinami vinutia, 4-pólové pomocné vinutie s 2 skupinami vinutia a 8-pólové pomocné vinutie so 4 skupinami vinutia.
Statorové vinutie pre 6 a 8 pólov môže mať bežné 6 pólové hlavné vinutie, dve 8 pólové vinutia so zníženým počtom skupín, t.j. 8-pólové hlavné vinutie a 8-pólové pomocné vinutie so 4-pólovými skupinami a 6-pólové pomocné vinutie s 2 skupinami vinutia. 6-pólové pomocné vinutie môže byť vyhotovené aj ako bežné vinutie, t.j.so 6 skupinami cievok.
Na obr. 4 je znázornená schéma 2-stupňového dvojfázového motora s 2 vinutiami a tiež pripojenie k elektrickej sieti. Pripojenia sú vytvorené tak, že je potrebný iba 1 štartovací spínač. Tento štartovací spínač by sa mal otvárať pri 75 až 80 % synchrónnej rýchlosti nízkorýchlostnej cievky.
Ryža. 4. Schéma dvojrýchlostného dvojfázového motora
Ak schéma znázornená na obr. 4, sa používa pre kondenzátorový štartovací motor, potom sa použije buď 1 kondenzátor zapojený do série so štartovacím spínačom alebo 2 kondenzátory, z ktorých 1 je zapojený do série so svorkou P2 a druhý so svorkou P21.
Ak je možné motor vždy spustiť so zapojením s rovnakou rýchlosťou, potom možno jedno z pomocných vinutí vynechať. V tomto prípade je spustenie čiastočne alebo úplne automatizované.
Viacrýchlostné asynchrónne jednofázové elektromotory DASM
Na dosiahnutie vysokých otáčok v domácich spotrebičoch sú často potrebné elektromotory s vysokým pomerom otáčok rotora. Na tieto účely sa používajú jednofázové kondenzátorové asynchrónne motory s počtom pólov 2/12; 2/14; 2/16; 2/18; 2/24 a ešte vyššie.
Výroba motorov s veľkým pólovým pomerom je však technologicky náročná, preto sa používajú rôzne typy mechanických meničov otáčok, ako aj napr. polovodičové frekvenčné meniče napájacieho napätia.
Najjednoduchšie je, že rýchlosť otáčania v malých limitoch pre tieto motory je regulovaná zmenou napájacieho napätia; na tento účel sú do série s cievkou zapojené ďalšie odpory alebo tlmivky.
Už v ZSSR boli vyvinuté dvojrýchlostné kondenzátorové motory typu DASM-2 a DASM-4 s 16/2 pólmi na pohon domácich automatických práčok.
Motor DASM -2 je určený na pohon automatických práčok s kapacitou 4 — 5 kg suchej bielizne. Pôvodne bol navrhnutý pre výkony 75/400 W pri 390/2750 ot./min.
Ryža. 5. Dvojrýchlostný kondenzátorový asynchrónny elektromotor, typ DASM-2
Na obr. 5 sú znázornené schémy pripojenia motorov DASM-2 a DASM-4 k elektrickej sieti. Ako je zrejmé z obrázku, motor DASM-2 má štyri vinutia statora. Primárne a pomocné vinutie sú zapojené paralelne.
Motor DASM-4 pri nízkej rýchlosti je vyrobený s trojfázovým hviezdicovým pripojením a pri vysokej rýchlosti - s paralelným pripojením statorových vinutí. Teplotné relé RK-1-00 je pripevnené k statoru motora na ochranu vinutia v režime preťaženia a skratu. Normálne zatvorené kontakty relé sú pripojené k spoločnej svorke statora motora.
Ryža. 5. Schémy pripojenia dvojrýchlostných elektromotorov k napájacej sieti: a- elektromotor DASM-2; b — elektromotor DASM-4. IDEM. — hlavné vinutie; V.O, — pomocná cievka; 1 — spoločný výstup nízko a vysokorýchlostných cievok; 2 — koniec vysokorýchlostného pomocného vinutia; 3 — začiatok hlavného vinutia pri vysokej rýchlosti; 4 — začiatok nízkorýchlostného pomocného vinutia; 5 — začiatok hlavného vinutia pri nízkej rýchlosti; Cp - prevádzkový kondenzátor; Cn - štartovací kondenzátor; RT-tepelné ochranné relé, typ RK-1-00; RP-štartovacie relé, typ RTK-1-11; P1, P2 — kontakty ovládača.