Vícerychlostní jednofázové kondenzátorové motory
Pro provoz bez regulace otáček jsou k dispozici jednofázové indukční motory. V případech, kdy je potřeba změnit otáčky, se nejčastěji používají motory se změnou počtu pólových párů.
Obecně lze pro změnu rychlosti jednofázového motoru použít 3 různé metody. Jedním z nich je, že stator obsahuje 2 kompletní sady vinutí, každé pro jiný počet pólů. Potom se podle rovnice 2 získají různé rychlosti při stejné frekvenci sítě. Další 2 způsoby jsou změna napětí na svorkách motoru nebo změna počtu závitů na hlavním vinutí větvením z něj.
Metoda založená na použití 2 sad vinutí se používá hlavně pro motory s dělenou fází a motory s kondenzátorovým spouštěním. Metody založené na změně napětí nebo použití závitových vinutí se používají hlavně pro kondenzátorové motory s trvale spínanou kapacitou.
V současné době jsou široce používány k pohonu různých mechanismů vícerychlostní asynchronní kondenzátorové motory (elektromotory s jedním konstantním výkonem)… Tento typ elektromotorů nevyžaduje další prvky potřebné pro připojení k síti a navíc umožňuje jednoduše změnit směr otáčení hřídele. K tomu stačí vyměnit konce hlavního nebo pomocného vinutí v obvodu.
PROTI kondenzátorové motory základní obvody pro zapnutí cívek znázorněné na obr. 1. Nejrozšířenější je tzv Paralelní připojení vinutí (obr. 1, a). Jak je patrné z obrázku, statorová vinutí jsou zapojena paralelně k napájení. Kondenzátor C s fázovým posunem je zapojen do série s pomocným vinutím.
Hodnota kapacity kondenzátoru se volí z podmínek pro zajištění požadovaného vlastnosti elektromotorů… Principiálně se u kondenzátorových motorů kapacita volí tak, aby fázový posun proudů v hlavním a pomocném vinutí ve jmenovitém režimu byl blízký 90°. V tomto případě má motor nejlepší energetickou účinnost v provozním bodě, ale zhoršují se starty.
Rýže. 1. Schémata připojení vinutí asynchronních motorů
Nejčastěji se provádí změna frekvence otáčení kondenzátorových motorů změnou počtu pólových párů… Za tímto účelem jsou na stator umístěny buď dvě sady vinutí s různým počtem pólů, nebo jedna sada se změnou počtu pólů.
V případech, kdy není vyžadován žádný významný rozsah regulace rychlosti, se používá nejjednodušší metoda — změna počtu závitů pracovní cívky… V tomto případě, když síťové napětí zůstává nezměněno, mění se velikost magnetického toku elektromotoru a tím i elektromagnetický moment a rychlost rotoru.
Dvourychlostní motory se závitovým vinutím
Již dříve bylo uvedeno, že otáčky jednofázového motoru lze měnit buď změnou napětí na jeho svorkách, nebo změnou počtu závitů jeho sekundárního vinutí První způsob vyžaduje použití autotransformátoru a používá se především pro kondenzátorové motory s trvale zapnutým kondenzátorem, s hřídelovým ventilátorem.
S autotransformátorem můžete získat více než 2 rychlosti. Změna počtu závitů hlavního vinutí se získá jeho rozvětvením. Pak má stator 3 vinutí: primární, střední a pomocné. První 2 cívky mají stejnou magnetickou osu, tzn. mezivinutí je navinuto ve stejných štěrbinách jako hlavní vinutí (nad ním).
Praktické provedení této metody je následující. Ve štěrbinách statoru jsou kromě vodičů provozního (RO) a vinutí kondenzátoru (KO) položeny vodiče přídavného vinutí (DO). V důsledku kombinace různých spínacích obvodů vinutí (obr. 2) bude možné získat různé mechanické vlastnosti elektromotoru při konstantním napájecím napětí.
Rýže. 2. Schémata zapojení statorových vinutí vícerychlostního kondenzátorového motoru při minimální (a), zvýšené (b) a maximální rychlosti (c)
V procesu nastavování rychlosti otáčení u vícerychlostních kondenzátorových elektromotorů dochází k přechodovým procesům spojeným se změnou spínacích obvodů statorových vinutí.Tyto procesy se zpravidla vyskytují ve spojitých magnetických polích a mohou způsobit značné zapínací proudy a přepětí ve vinutí motoru a kondenzátoru s fázovým posunem.
Dvourychlostní motory se 2 sadami cívek
Umístění 2 sad cívek tzn. 2 hlavní cívky a 2 pomocné cívky, vyžaduje výrazné zvětšení velikosti. Pro zmenšení těchto rozměrů se často používá pomocné nebo pomaloběžné zapojení vinutí, kde je počet vinutí menší než počet pólů.
Na Obr. 3 ukazuje schéma zapojení vinutí pro 4 a 6 pólů (přibližně 1435 a 950 ot./min při 50 Hz). Vnější vinutí — 4pólové hlavní vinutí. Další je 6pólové primární vinutí. Třetí je 4-pólové pomocné vinutí pouze se 2 skupinami vinutí. Vnitřní cívka je 6-pólová pomocná cívka s pouze 2 skupinami cívek.
Rýže. 3. Schéma zapojení 2-rychlostního (4 a 6 pólového) motoru.
Na Obr. 3 a obě pomocná vinutí mají snížený počet skupin vinutí. Můžete také vyrobit hlavní cívku stejného typu.
Podívejme se na 2 příklady. Statorové vinutí pro 4 a 8 pólů může mít běžné 4 pólové hlavní vinutí a 3 další vinutí se sníženým počtem skupin vinutí, tzn. 8-pólové hlavní vinutí se 4 skupinami vinutí, 4-pólové pomocné vinutí se 2 skupinami vinutí a 8-pólové pomocné vinutí se 4 skupinami vinutí.
Statorové vinutí pro 6 a 8 pólů může mít běžné 6 pólové hlavní vinutí, dvě 8 pólová vinutí se sníženým počtem skupin, tzn. 8pólové hlavní vinutí a 8pólové pomocné vinutí se 4pólovými skupinami a 6pólové pomocné vinutí se 2 skupinami vinutí. 6pólové pomocné vinutí může být provedeno i jako normální vinutí, tzn.se 6 skupinami cívek.
Na Obr. 4 ukazuje schéma 2-stupňového dvoufázového motoru se 2 vinutími a také připojení k síti. Připojení jsou provedena tak, že je zapotřebí pouze 1 startovací spínač. Tento startovací spínač by se měl otevřít při 75 až 80 % synchronní rychlosti nízkorychlostní cívky.
Rýže. 4. Schéma dvourychlostního motoru s dělenou fází
Pokud schéma zobrazené na Obr. 4, se používá pro kondenzátorový spouštěcí motor, pak se použije buď 1 kondenzátor zapojený do série se spouštěcím spínačem nebo 2 kondenzátory, z nichž 1 je zapojen do série se svorkou P2 a druhý se svorkou P21.
Pokud lze motor vždy nastartovat se zapojením odpovídajícím stejné rychlosti, pak lze jedno z pomocných vinutí vynechat. V tomto případě je spouštění částečně nebo plně automatizované.
Vícerychlostní asynchronní jednofázové elektromotory DASM
Pro dosažení vysokých otáček u domácích spotřebičů jsou často vyžadovány elektromotory s vysokým poměrem otáček rotoru. Pro tyto účely se používají jednofázové kondenzátorové asynchronní motory s čísly 2/12 pólů; 2/14; 2/16; 2/18; 2/24 a ještě vyšší.
Výroba motorů s velkým pólovým poměrem je však technologicky náročná, proto se používají různé typy mechanických měničů otáček a také polovodičové frekvenční měniče napájecího napětí.
Nejjednodušeji je rychlost otáčení v malých mezích u těchto motorů regulována změnou napájecího napětí; za tímto účelem jsou do série s cívkou zapojeny další odpory nebo tlumivky.
Již v SSSR byly vyvinuty dvourychlostní kondenzátorové motory typu DASM-2 a DASM-4 s 16/2 póly pro pohon domácích automatických praček.
Motor DASM -2 je určen pro pohon automatických praček s kapacitou 4 — 5 kg suchého prádla. Původně byl navržen pro výkony 75/400 W při 390/2750 ot./min.
Rýže. 5. Dvourychlostní kondenzátorový asynchronní elektromotor, typ DASM-2
Na Obr. 5 ukazuje schémata připojení motorů DASM-2 a DASM-4 k elektrické síti. Jak je vidět z obrázku, motor DASM-2 má čtyři statorová vinutí. Primární a pomocné vinutí jsou zapojeny paralelně.
Motor DASM-4 při nízké rychlosti je vyroben s třífázovým připojením do hvězdy a při vysoké rychlosti - s paralelním připojením vinutí statoru. Ke statoru motoru je připojeno teplotní relé RK-1-00, které chrání vinutí v režimech přetížení a zkratu. Normálně sepnuté kontakty relé jsou připojeny ke společné svorce statoru motoru.
Rýže. 5. Schémata připojení dvourychlostních elektromotorů k napájecí síti: a- elektromotor DASM-2; b — elektromotor DASM-4. JDU. — hlavní vinutí; V.O, — pomocná cívka; 1 — společný výstup nízko a vysokorychlostních cívek; 2 — konec vysokorychlostního pomocného vinutí; 3 — začátek hlavního vinutí při vysoké rychlosti; 4 — začátek nízkorychlostního pomocného vinutí; 5 — začátek hlavního vinutí při nízké rychlosti; Cp — provozní kondenzátor; Cn — startovací kondenzátor; RT-tepelné ochranné relé, typ RK-1-00; RP-startovací relé, typ RTK-1-11; P1, P2 — kontakty regulátoru.