Как работает комбинированная обмотка на асинхронном двигателе

Сложные обмотки (Compound Winding) — это особый тип обмоток, широко используемых в асинхронных двигателях, особенно в тех приложениях, где требуется улучшенное пусковое поведение и эксплуатационная эффективность. Сложные обмотки объединяют характеристики основной обмотки (Main Winding) и вспомогательной обмотки (Auxiliary Winding), чтобы достичь лучшей производительности. Ниже приведено подробное объяснение работы сложных обмоток и их характеристик:

1. Структура сложных обмоток

Сложные обмотки обычно состоят из двух частей:

• Основная обмотка: Это основная обмотка двигателя, отвечающая за создание большей части магнитного поля и момента во время нормальной работы. Основная обмотка обычно подключена в звездообразную (Y) или треугольную (Δ) конфигурацию.

• Вспомогательная обмотка: Это вторичная обмотка, используемая для улучшения пусковых характеристик и эксплуатационных свойств двигателя. Вспомогательная обмотка обычно подключается во время запуска и отключается, когда двигатель достигает определенной скорости.

2. Принцип работы

Фаза запуска

• Во время запуска: Когда двигатель запускается, подключаются как основная, так и вспомогательная обмотки. Вспомогательная обмотка создает дополнительное магнитное поле, помогая двигателю преодолеть статическое трение и инерцию, что позволяет ему быстрее достичь номинальной скорости.

• Пусковой ток: Наличие вспомогательной обмотки помогает контролировать пусковой ток, предотвращая чрезмерные скачки тока, которые могут повредить двигатель или электросеть.

Фаза работы

• После достижения номинальной скорости: Когда двигатель достигает заданной рабочей скорости, вспомогательная обмотка отключается, оставляя только основную обмотку в работе. Это снижает потребление энергии и улучшает эксплуатационную эффективность двигателя.

• Наложение магнитных полей: Во время фазы запуска магнитные поля, создаваемые основной и вспомогательной обмотками, налагаются друг на друга, создавая более сильное результирующее магнитное поле, которое увеличивает пусковой момент.

3. Типы вспомогательных обмоток

Существует несколько типов вспомогательных обмоток, включая:

• Обмотка с конденсаторным пуском: Во время запуска вспомогательная обмотка подключается через конденсатор, который сдвигает фазу тока, тем самым увеличивая пусковой момент. После запуска вспомогательная обмотка отключается посредством центробежного выключателя.

• Обмотка с конденсаторным ходом: Вспомогательная обмотка остается подключенной на протяжении всей работы, а конденсатор регулирует фазу, улучшая эксплуатационные характеристики двигателя.

• Обмотка с резисторным пуском: Вспомогательная обмотка подключается через резистор, который ограничивает пусковой ток. После запуска вспомогательная обмотка отключается посредством центробежного выключателя.

4. Преимущества

• Улучшенное пусковое поведение: Сложные обмотки значительно улучшают пусковой момент двигателя, облегчая его запуск.

• Контролируемый пусковой ток: Комбинация вспомогательной обмотки и конденсаторов эффективно контролирует пусковой ток, уменьшая воздействие на электросеть.

• Улучшенная эксплуатационная эффективность: Отключение вспомогательной обмотки после запуска снижает потребление энергии и улучшает эксплуатационную эффективность двигателя.

• Улучшенный коэффициент мощности: Использование конденсаторов может улучшить коэффициент мощности двигателя, снижая потребление реактивной мощности.

5. Применение

Сложные обмотки широко используются в асинхронных двигателях, требующих хорошего пускового поведения и эксплуатационной эффективности, таких как:

• Бытовая техника: холодильники, кондиционеры, стиральные машины и т.д.

• Промышленное оборудование: вентиляторы, насосы, компрессоры и т.д.

Заключение

Сложные обмотки оптимизируют производительность асинхронных двигателей как во время запуска, так и во время работы, объединяя характеристики основной и вспомогательной обмоток. Во время запуска вспомогательная обмотка предоставляет дополнительное магнитное поле, помогающее преодолеть начальное сопротивление; во время работы вспомогательная обмотка отключается, чтобы снизить потребление энергии и повысить эффективность.