Способ пуска однофазного асинхронного электродвигателя

Изобретение относится к электротехнике, а именно к однофазным асинхронным электродвигателям. Способ пуска однофазного асинхронного электродвигателя состоит в одновременной с подачей переменного напряжения на основную и вспомогательную обмотки статора подачи на дополнительные обмотки статора переменного или постоянного напряжения, которые создают насыщение участков ярма статора в зонах расположения магнитных осей основной обмотки, и после запуска электродвигателя, отключении вспомогательной и дополнительной обмоток статора. Технический результат состоит в повышении пускового момента. 3 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроинструменте и бытовой технике, например в холодильных компрессорах, имеющих существенную нагрузку на валу в момент пуска.

Известен способ пуска асинхронного электродвигателя (RU 2235410 С1, МПК 7 Н02Р 1/26, опубл. 27.08.2004), включающий подачу напряжения на статорные обмотки электродвигателя первоначально с амплитудой, равной амплитуде напряжения сети, а затем последовательно во времени, через определенный промежуток времени от начала подачи напряжения, π/3 эл. град., при частоте сети 50 Гц - 0,0033 с электродвигатель отключают от питающей сети и переводят в режим динамического торможения на такое же время, равное π/3 эл. град., при частоте сети 50 Гц - 0,0033 с, после чего на обмотки статора вновь подают напряжение с амплитудой, равной амплитуде напряжения сети.

Этот способ обеспечивает ограничение тока и электромагнитного момента при пуске электродвигателя в тех случаях, когда моменты нагрузки на его валу невелики (например, при вентиляторном характере нагрузки).

Известен способ пуска однофазного асинхронного электродвигателя (Кацман М.М. Справочник по электрическим машинам: Учебное пособие для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования. М.: Издательский центр «Академия», 2005. - С. 106), заключающийся в подаче переменного напряжения на основную и вспомогательную обмотки статора и отключении вспомогательной обмотки после запуска электродвигателя.

Недостатком этого способа, выбранного в качестве прототипа, является ограничение по величине пускового момента при заданных габаритах электродвигателя, что в ряде случаев приводит к чрезмерно длительному пуску электродвигателя и перегреву его вспомогательной обмотки (например, при снижении величины напряжения питания либо при нештатном увеличении момента нагрузки на валу).

Задачей изобретения является повышение величины пускового момента однофазного асинхронного электродвигателя.

Предложенный способ пуска однофазного асинхронного электродвигателя, также как в прототипе, включает подачу переменного напряжения на основную и вспомогательную обмотки статора и отключение вспомогательной обмотки после запуска электродвигателя.

Согласно изобретению одновременно с подачей переменного напряжения на основную и вспомогательную обмотки статора подают или переменное, или постоянное напряжение на дополнительные обмотки статора, которые создают насыщение участков ярма статора в зонах расположения магнитных осей основной обмотки, а затем, после запуска электродвигателя, отключают вспомогательную и дополнительные обмотки статора.

Благодаря подаче напряжения на дополнительные обмотки статора в начале пуска электродвигателя происходит дополнительное подмагничивание участков ярма статора электродвигателя в зонах магнитных осей основной обмотки до состояния насыщения материала магнитопровода. В результате увеличения магнитного сопротивления для магнитного потока поперечной реакции ротора происходит уменьшение индуктивного сопротивления фазы ротора и, соответственно, повышение пускового момента электродвигателя, поскольку момент критический и скольжение критическое при этом возрастают (Москаленко В.В. Автоматизированный электропривод. М.: Энергоатомиздат, 1986, с. 196). После пуска электродвигателя вспомогательная и дополнительные обмотки отключают, что сопровождается снижением магнитного сопротивления для магнитного потока поперечной реакции ротора до естественного уровня, без эффекта подмагничивания участков ярма статора электродвигателя в зонах магнитных осей основной обмотки. При этом величина критического момента возрастает, а величина критического скольжения уменьшается, что обеспечивает энергетически эффективную работу электродвигателя на рабочем участке механической характеристики.

Таким образом, предлагаемый способ пуска однофазного асинхронного электродвигателя позволяет повысить пусковой момент, что обеспечивает надежный пуск электродвигателя при наличии нагрузки на валу, близкой по величине к номинальной или даже превышающей ее, а также при снижении напряжения питающей сети относительно номинального значения.

На фиг. 1 приведена активная часть однофазного асинхронного электродвигателя с дополнительными обмотками, размещенными в закрытых пазах статора, с отображением силовых линий магнитного поля ротора Фр', и Фрʺ при включенной дополнительной обмотке статора, создающей магнитный поток Фдо.

На фиг. 2 изображена активная часть однофазного асинхронного электродвигателя с дополнительными обмотками, размещенными в закрытых пазах статора, а также отображены силовые линии магнитного поля ротора Фр при отключенной дополнительной обмотке статора.

На фиг. 3 представлены расчетные пусковые механические характеристики для однофазных асинхронных электродвигателей с пусковой обмоткой, где кривая 1 - соответствует электродвигателю, выполненному в соответствии с конструкцией прототипа, кривая 2 - соответствует электродвигателю, выполненному в соответствии с заявленной конструкцией, где М* - момент, отнесенный к номинальному моменту; S - скольжение.

Способ пуска однофазного асинхронного электродвигателя осуществлен для конструкции (фиг. 1), содержащей ротор 1 с валом 2, статор 3 с пазами 4, в которых уложена основная обмотка 6, и с пазами 5, в которых уложена вспомогательная обмотка 7, которая либо имеет большее соотношение активного и индуктивного сопротивлений в сравнении с основной обмоткой 6, либо включена последовательно с конденсатором. В области пазов 5 вспомогательной обмотки 7, расположенных в зонах магнитных осей основной обмотки 6 (магнитные оси совпадают с осью ординат), размещены дополнительные обмотки 8 в сквозных аксиальных пазах 9 статора 3. Магнитные оси дополнительных обмоток 8 направлены радиально и совпадают с вертикальной осью симметрии электродвигателя.

Пуск однофазного асинхронного электродвигателя начинают с включения основной фазы с основной обмоткой 6 и вспомогательной фазы с вспомогательной обмоткой 7 в сеть переменного напряжения, а также с подачи напряжения на дополнительные обмотки 8. Напряжение, подаваемое на дополнительные обмотки 8 в момент пуска, может быть как переменным, так и постоянным. Основной обмоткой 6 и вспомогательной обмоткой 7 создаются два пульсирующих магнитных потока, сдвинутых в пространстве и во времени. Суммарное магнитное поле статора 3, действующее на ротор 1, вращается в пространстве и наводит в короткозамкнутой обмотке ротора 1 ЭДС, под действием которых в короткозамкнутой обмотке ротора 1 протекают токи и создается магнитный поток ротора 1 - Фр (фиг. 2). Взаимодействие магнитных потоков статора 3 и ротора 1 создает вращающий момент на роторе 1.

Включение одновременно с основной 6 и вспомогательной 7 обмотками дополнительных обмоток 8 (фиг. 1) позволяет создать магнитный поток Фдо, который приводит к насыщению участков магнитной цепи на путях его протекания. При этом магнитный поток поперечной реакции ротора практически не протекает через насыщенные участки и представляет совокупность двух магнитных потоков Фр' и Фрʺ. Причем каждый из указанных магнитных потоков почти в два раза меньше магнитного потока Фр (фиг. 2), поскольку они создаются уменьшенной (ориентировочно в два раза) магнитодвижущей силой ротора 1. Соответственно, каждый из магнитных потоков Фр' и Фрʺ охватывает ориентировочно в два раза меньшее число проводников короткозамкнутой обмотки ротора 1. Это приводит к уменьшению индуктивного сопротивления обмотки ротора 1, что сопровождается изменениями во взаимодействии магнитных потоков статора 3 и ротора 1 и увеличением пускового момента однофазного асинхронного электродвигателя. Таким образом, дополнительные обмотки 8 (фиг. 1) создают участки насыщения в ярме статора 3, ограничивающие прохождение потоков поперечной реакции ротора 1. В результате, пуск электродвигателя осуществляют либо с увеличенной нагрузкой на валу 2, либо за более короткий промежуток времени с заданной нагрузкой на валу 2. После выхода электродвигателя в рабочий режим вспомогательная обмотка 7, а также дополнительные обмотки 8 отключают, поскольку при рабочей скорости вращения обеспечивается достаточный вращающий электромагнитный момент при работе лишь основной обмотки 6.

Сравнение расчетных пусковых механических характеристик пуска однофазного асинхронного двигателя предложенным способом и способом-прототипом (фиг. 3) подтверждает повышение пускового момента на ≈ 11%.

Способ пуска однофазного асинхронного электродвигателя, включающий подачу переменного напряжения на основную и вспомогательную обмотки статора и отключение вспомогательной обмотки после запуска электродвигателя, отличающийся тем, что одновременно с подачей переменного напряжения на основную и вспомогательную обмотки статора подают или переменное, или постоянное напряжение на дополнительные обмотки статора, которые создают насыщение участков ярма статора в зонах расположения магнитных осей основной обмотки, а затем, после запуска электродвигателя, отключают вспомогательную и дополнительные обмотки статора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системе и способу для энергоснабжения вспомогательной обмотки однофазного асинхронного двигателя с пусковым конденсатором. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в регулируемом электроприводе переменного тока при питании однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя от однофазной сети.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах с батарейным питанием или питанием от сети постоянного тока. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводе для питания асинхронных трехфазных и синхронных электродвигателей. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводе для бесконденсаторного запуска трехфазных электродвигателей от однофазной сети, статорные обмотки которых соединены по схеме «звезда».

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим реакторам и трансформаторам, и может быть использовано в устройствах плавного пуска электродвигателей мощных механизмов.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для питания асинхронных трехфазных двигателей. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводе для питания асинхронных трехфазных электродвигателей. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в нерегулируемом электроприводе переменного тока для питания от однофазной сети трехфазных асинхронных двигателей.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к однофазным индукционным электродвигателям. .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к однофазным асинхронным двигателям. Однофазный асинхронный электродвигатель содержит рабочую и пусковую обмотки, при этом катушки пусковой обмотки являются частью рабочей обмотки и расположены левее оси магнитной симметрии двигателя.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к однофазным асинхронным электродвигателям с пусковой обмоткой, и может быть использовано при создании электрических машин для бытовой техники и электроинструмента.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к однофазным асинхронным электродвигателям с пусковой обмоткой, и может быть использовано в электроинструменте и бытовой технике, например в холодильных компрессорах, имеющих существенную нагрузку на валу в момент пуска и нередко работающих в условиях пониженного напряжения питающей сети.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании однофазных асинхронных электродвигателей с пусковой обмоткой для электроинструмента и бытовой техники, имеющих существенную нагрузку на валу в момент пуска и работающих в условиях низкого напряжения питающей сети.

Изобретение относится к системе и способу для энергоснабжения вспомогательной обмотки однофазного асинхронного двигателя с пусковым конденсатором. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и может быть использовано при создании однофазных асинхронных электродвигателей с пусковой обмоткой.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании электрических машин, в частности однофазных электродвигателей с пусковой обмоткой.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к однофазным индукционным электродвигателям. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании электроприводов, в которых необходимо осуществлять экономически и технически обоснованную узкую задачу двухступенчатого регулирования скорости однофазного асинхронного двигателя. Техническим результатом является повышение эффективности двухскоростной системы управления однофазным асинхронным двигателем. Двухскоростная система управления однофазного асинхронного двигателя содержит генератор синусоидального напряжения, выход которого соединен с входом двухполупериодного выпрямителя, выход которого подключен через конденсатор к первичной обмотке трансформатора, его вторичная обмотка с помощью двухпозиционного коммутатора соединена с обмоткой статора однофазного асинхронного двигателя, которая в зависимости от скоростного режима с помощью двухпозиционного коммутатора соединяется либо с вторичной обмоткой трансформатора, либо с выходом генератора синусоидального напряжения. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к однофазным асинхронным электродвигателям. Способ пуска однофазного асинхронного электродвигателя состоит в одновременной с подачей переменного напряжения на основную и вспомогательную обмотки статора подачи на дополнительные обмотки статора переменного или постоянного напряжения, которые создают насыщение участков ярма статора в зонах расположения магнитных осей основной обмотки, и после запуска электродвигателя, отключении вспомогательной и дополнительной обмоток статора. Технический результат состоит в повышении пускового момента. 3 ил.

Наверх