Двоколінний індукційний двигун

Двифазний двигун, або Двигун з резисторним пуском, має одноклітинний ротор. Його статор оснащений двома відмінними обмотками: основною обмоткою та пусковою обмоткою. Ці дві обмотки просторово розташовані на 90 градусів, що відіграє ключову роль у роботі двигуна.

Основна обмотка характеризується дуже низьким опором і високою індуктивною реактивною силою, тоді як пускова обмотка має протилежні характеристики, з високим опором і низькою індуктивною реактивною силою. Ця різниця в електричних властивостях між двома обмотками є ключовою для генерації необхідного моменту для запуску двигуна. Схема з'єднання цього двигуна представлена нижче, що показує, як ці компоненти взаємодіють в електричній схемі:

Резистор підключений послідовно до допоміжної (пускової) обмотки. Через такий спосіб підключення, струми, що проходять через дві обмотки, відрізняються. В результаті, отримується неоднорідне обертове магнітне поле, що призводить до відносно невеликого пускового моменту. Зазвичай, цей пусковий момент становить від 1,5 до 2 разів від заданого момента холостого ходу. У момент запуску, основна та пускова обмотки підключаються паралельно до живлення.

Коли двигун прискорюється до приблизно 70-80% синхронної швидкості, пускова обмотка автоматично відключається від джерела живлення. Для двигунів потужністю близько 100 Вт або більше, часто використовується центробіжний перемикач для виконання цього відключення. Натомість, для двигунів нижчої потужності, для відключення пускової обмотки використовується реле.

Реле підключено послідовно до основної обмотки. Під час пускового процесу, через коло проходить значний струм, що призводить до замикання контактів реле. Ця дія підключає пускову обмотку до кола. Коли двигун наближається до передбаченої робочої швидкості, струм, що проходить через реле, починає зменшуватися. Остаточно, реле відкривається, розриваючи з'єднання допоміжної обмотки з джерелом живлення. На цьому етапі, двигун продовжує працювати лише за рахунок основної обмотки.

Фазорова діаграма двофазного індукційного двигуна, яка пояснює електричні зв'язки та фазові різниці в середині двигуна, представлена нижче:

Струм в основній обмотці, позначений як IM, відстає від напруги живлення V на майже 90 градусів. Натомість, струм в допоміжній обмотці, IA, приблизно в фазі з лінійною напругою. Ця різниця в фазових зв'язках між двома обмотками призводить до часових відмінностей між їхніми струмами. Хоча часовий фазовий зсув φ не дорівнює повному 90 градусам, зазвичай він становить близько 30 градусів, що достатньо для генерації обертового магнітного поля. Це обертове магнітне поле є важливим для запуску двигуна та забезпечення його роботи.

Характеристика момент-швидкість двофазного двигуна, яка показує, як змінюється вихідний момент двигуна зі зміною його обертальної швидкості, представлена нижче. Ця характеристична крива надає цінну інформацію про роботу двигуна в різних умовах і є необхідною для розуміння його поведінки та оптимізації використання в різних застосуваннях.

У характеристикі момент-швидкість двофазного двигуна, n0 позначає обертальну швидкість, при якій активується центробіжний перемикач. Пусковий момент двигуна з резисторним пуском зазвичай становить близько 1,5 разів його повного навантаження. Приблизно на 75% синхронної швидкості, двигун може досягти максимального моменту, який становить приблизно 2,5 рази повного навантаження. Проте, важливо зазначити, що під час запуску, двигун споживає значний струм, який становить приблизно 7-8 разів повне навантаження.

Зміна напрямку руху двигуна з резисторним пуском є простим процесом. Це можна зробити, просто змінивши лінійне з'єднання або основної, або пускової обмотки. Важливо підкреслити, що ця зміна може бути здійснена лише коли двигун знаходиться в стані спокою; спроба змінити напрямок під час руху може призвести до механічних та електричних пошкоджень.

Застосування двофазного індукційного двигуна

Двофазні індукційні двигуни відомі своєю доступністю. Вони добре підходять для застосувань, що включають навантаження, яке легко запустити, особливо коли частота пускових операцій є відносно низькою. Завдяки своєму обмеженому пусковому моменту, ці двигуни не є ідеальними для приводів, які потребують більше 1 КВт потужності. Проте, вони широко використовуються в різноманітних домашніх та промислових пристроях:

• Будинкові прилади: Вони питають компоненти, такі як пралки та вентилятори кондиціонерів, забезпечуючи плавну роботу цих важливих пристроїв.

• Кухонне та очищальне обладнання: На кухні вони приводять в рух міксери, а в очищальних застосуваннях використовуються для полірування підлог, що робить повсякденні домашні справи більш зручними.

• Обробка рідин та вентиляція: Вентилятори та центробіжні насоси, які є важливими для вентиляції та транспортування рідин в різних системах, часто залежать від двофазних індукційних двигунів для їхньої роботи.

• Машини для обробки: Ці двигуни також використовуються в верстатних та токарних машинках, сприяючи точності та ефективності процесів обробки.

На завершення, двофазний індукційний двигун, з його відмінними характеристиками та практичними застосуваннями, залишається цінним компонентом у світі електротехніки.