Що таке асинхронний двигун з затіненим полюсом?

Засінений полюсний асинхронний двигун є однофазним асинхронним двигуном. Він має такі характеристики, як проста конструкція та низька вартість, і широко використовується у деяких малих електроприладах.

Конструктивний принцип

Структура статора

Сердцевина статора зазвичай має видимий полюсний тип і має кілька магнітних полюсів. На частині кожного магнітного полюса буде короткозамкнене кільце. Це короткозамкнене кільце подібне до "покриття" частини магнітного полюсу, тому його називають засіненим полюсом.

Наприклад, у двополюсному засіненому двигуні є два видимих полюси, і частина кожного видимого полюса оточена короткозамкненим кільцем. Короткозамкнене кільце зазвичай виготовлено з міді та співпрацює з основною магнітною частиной магнітного полюсу.

Принцип роботи

При підключенні джерела чергового струму до обмотки статора у магнітних полюсах генерується чергове магнітне поле. Через наявність короткозамкненого кільця, магнітний потік, що проходить через короткозамкнене кільце, за часом відстає від основного магнітного потоку.

Це відбувається тому, що за законом Фарадея електромагнітної індукції, черговий основний магнітний потік викличе електродвижущу силу в короткозамкненому кільці, а потім згенерує викликаний струм. Цей викликаний струм, в свою чергу, викличе магнітне поле. За законом Ленца, це магнітне поле завадить зміні основного магнітного потоку, роблячи магнітний потік, що проходить через короткозамкнене кільце, відставшим.

Наприклад, коли основний магнітний потік досягає свого максимального значення, магнітний потік у короткозамкненому кільці все ще знаходиться в процесі зростання. Ця фазова різниця магнітного потоку викличе ефект, подібний до обертального магнітного поля на поверхні магнітного полюсу, що призведе до того, що ротор двигуна буде піддаватися моменту сили та обертатися.

Характеристики продуктивності

Стартові характеристики

Засінений полюсний двигун має здатність самостійного запуску. Через запізнення магнітного поля, викликаного короткозамкненим кільцем, двигун може автоматично почати обертатися після увімкнення живлення.

Проте, його стартовий момент сили є відносно невеликим. Це відбувається через розподіл магнітного поля та метод генерації обертального магнітного поля засіненого полюсного двигуна, який визначає, що його стартовий момент сили обмежений, і він загалом підходить для випадків з невеликими стартовими навантаженнями.

Наприклад, у малому вентиляторі, стартова опір лопаток вентилятора невеликий, і засінений полюсний двигун може легко запуститися та приводити вентилятор в рух.

Експлуатаційні характеристики

Під час роботи швидкість двигуна є практично стабільною. Його швидкість змінюється відповідно до частоти живлення та кількості пар магнітних полюсів. Загалом, швидкість є відносно низькою.

Наприклад, при живленні 50 Гц синхронна швидкість двополюсного засіненого полюсного двигуна становить 3000 обертів на хвилину, але фактична робоча швидкість буде трохи нижчою за синхронну, і флуктуації швидкості невеликі, що забезпечує відносно стабільний вивід потужності.

Ефективність та коефіцієнт потужності

Ефективність засіненого полюсного двигуна низька. Це пов'язано з методом генерації магнітного поля та конструктивними характеристиками, що призводять до втрат енергії в процесі перетворення енергії, включаючи медні втрати, залізні втрати тощо.

Одночасно, коефіцієнт потужності також є відносно низьким. Оскільки це однофазний двигун, і метод генерації та розподілу магнітного поля є відносно складним, відношення активної потужності до очевидної потужності є невеликим під час роботи двигуна.

Сценарії застосування

Завдяки своїй простій конструкції, низькій вартості та здатності до самостійного запуску, засінені полюсні двигуни використовуються переважно в випадках, коли вимоги до продуктивності двигуна невисокі, а навантаження невелике.

Зазвичай це малі електровентилятори, фіни, електромоделі тощо. У цих пристроях засінений полюсний двигун може задовольнити основні вимоги до потужності, а його низька вартість також відповідає економічним вимогам продукту.