Jak działa złożone nawinięcie na silniku prądu przemiennego

Złożone nawinięcia (Compound Winding) to specjalny typ nawinięć powszechnie stosowany w silnikach prądu przemiennego, szczególnie w zastosowaniach wymagających poprawionej wydajności startu i działania. Złożone nawinięcia łączą cechy głównego nawinięcia (Main Winding) i pomocniczego nawinięcia (Auxiliary Winding), aby osiągnąć lepszą wydajność. Oto szczegółowe wyjaśnienie działania złożonych nawinięć oraz ich charakterystyka:

1. Struktura złożonych nawinięć

Złożone nawinięcia zazwyczaj składają się z dwóch części:

• Główne Nawinięcie: To jest główne nawinięcie silnika, odpowiedzialne za dostarczanie większości pola magnetycznego i momentu obrotowego podczas normalnej pracy. Główne nawinięcie jest zwykle połączone w konfiguracji gwiazdy (Y) lub trójkąta (Δ).

• Pomocnicze Nawinięcie: To jest drugie nawinięcie, używane do poprawy wydajności startu i charakterystyk działania silnika. Pomocnicze nawinięcie jest zazwyczaj podłączone podczas startu i odłączone, gdy silnik osiąga określoną prędkość.

2. Zasada działania

Faza startu

• Podczas Startu: Gdy silnik się uruchamia, zarówno główne, jak i pomocnicze nawinięcie są podłączone. Pomocnicze nawinięcie dostarcza dodatkowego pola magnetycznego, pomagając silnikowi pokonać statyczną tarcie i bezwładność, pozwalając mu szybciej osiągnąć nominalną prędkość.

• Prąd Startowy: Obecność pomocniczego nawinięcia pomaga kontrolować prąd startowy, zapobiegając nadmiernym skokom prądu, które mogłyby uszkodzić silnik lub sieć zasilającą.

Faza pracy

• Po Osiągnięciu Nominalnej Prędkości: Po osiągnięciu określonej prędkości pracy, pomocnicze nawinięcie jest odłączone, pozostawiając w działaniu tylko główne nawinięcie. To zmniejsza zużycie energii i poprawia wydajność działania silnika.

• Nakładanie Pól Magnetycznych: Podczas fazy startu, pola magnetyczne generowane przez główne i pomocnicze nawinięcia nakładają się, tworząc silniejsze wynikowe pole magnetyczne, co zwiększa moment obrotowy startowy.

3. Typy pomocniczych nawinięć

Istnieje kilka typów pomocniczych nawinięć, w tym:

• Nawinięcie Startowe z Kondensatorem: Podczas startu, pomocnicze nawinięcie jest podłączone przez kondensator, który przesuwa fazę prądu, zwiększając moment obrotowy startowy. Po starcie, pomocnicze nawinięcie jest odłączone za pomocą przełącznika odśrodkowego.

• Nawinięcie Pracy z Kondensatorem: Pomocnicze nawinięcie pozostaje podłączone przez cały czas działania, a kondensator reguluje fazę, aby poprawić charakterystyki działania silnika.

• Nawinięcie Startowe z Rezystorem: Pomocnicze nawinięcie jest podłączone przez rezystor, który ogranicza prąd startowy. Po starcie, pomocnicze nawinięcie jest odłączone za pomocą przełącznika odśrodkowego.

4. Zalety

• Poprawiona Wydajność Startowa: Złożone nawinięcia znacząco zwiększają moment obrotowy startowy, ułatwiając start silnika.

• Kontrolowany Prąd Startowy: Kombinacja pomocniczego nawinięcia i kondensatorów efektywnie kontroluje prąd startowy, zmniejszając wpływ na sieć zasilającą.

• Zwiększona Wydajność Działania: Odłączenie pomocniczego nawinięcia po starcie zmniejsza zużycie energii i poprawia wydajność działania silnika.

• Poprawiony Czynnik Mocy: Użycie kondensatorów może poprawić czynnik mocy silnika, zmniejszając zużycie reaktywnej mocy.

5. Zastosowania

Złożone nawinięcia są szeroko stosowane w silnikach prądu przemiennego, które wymagają dobrej wydajności startowej i działania, takich jak:

• Sprzęt Domowy: Lodówki, klimatyzatory, pralki itp.

• Urządzenia Przemysłowe: Wentylatory, pompy, kompresory itp.

Podsumowanie

Złożone nawinięcia optymalizują wydajność silników prądu przemiennego zarówno podczas fazy startu, jak i pracy, łącząc cechy głównego i pomocniczego nawinięcia. Podczas startu, pomocnicze nawinięcie dostarcza dodatkowe pole magnetyczne, pomagając pokonać opór startowy; podczas działania, pomocnicze nawinięcie jest odłączone, aby zmniejszyć zużycie energii i poprawić wydajność.