-
Конструкция, принцип работы и характеристики исполнительных асинхронных микродвигателей.
Асинхронные микродвигатели (АМД) выполняют те же функции, что и обычные силовые двигатели средней и большой мощности. Поэтому к ним предъявляются аналогичные требования:
высокие энергетические показатели (КПД, сosφ);
хорошие пусковые свойства (большой пусковой момент при малом пусковом токе).
Двигатели получили большое распространение благодаря простоте конструкции, высокой надежности, хорошей технологичности.
В подавляющем большинстве случаев они имеют на статоре две обмотки, сдвинутые на 90 эл. градусов. Одна обмотка включается в сеть непосредственно и называется главной. Другая включается в сеть через фазосдвигающий элемент и называется вспомогательной (пусковой). Ротор всегда короткозамкнутый.
В зависимости от использования вспомогательной обмотки и от фазосдвигающего элемента асинхронные микродвигатели подразделяются на 5 групп:
с пусковым сопротивлением;
с пусковым конденсатором;
с пусковым и рабочим конденсатором;
с рабочим конденсатором;
с экранированными полюсами.
Двигатели первой и второй групп пускаются как двухфазные, но при достижении скорости, близкой к номинальной, вспомогательную обмотку отключают и они продолжают работать как однофазные.
Однофазные асинхронные микродвигатели являются наиболее распространенным типом, они удовлетворяют требованиям большинства электроприводов приборов и аппаратов, отличаясь низкой стоимостью и уровнем шума, высокой надежностью, не требуют ухода и не содержат подвижных контактов.
Конструкция.
На рис.4 показано сечение двигателя с двумя сосредоточенными или катушечными обмотками, расположенными на полюсах статора. Каждая обмотка (главная 1 и вспомогательная 2) образована двумя катушками, расположенными на противоположных полюсах. Катушки надевают на полюса и вставляют в ярмо машины, имеющее в данном случае квадратную форму. Со стороны рабочего воздушного зазора катушки удерживаются специальными выступами, выполняющими функцию полюсных башмаков 3. Благодаря им кривая распределения индукции магнитного поля в рабочем воздушном зазоре приближается к синусоиде. Без этих выступов форма указанной кривой близка к прямоугольной. В качестве фазосдвигающего элемента для такого двигателя можно использовать как конденсатор, так и резистор. Можно также закорачивать вспомогательную обмотку. В этом случае двигатель преобразуется в асинхронную машину с расщепленными полюсами.
Для изменения частоты вращения двигателя с расщепленными полюсами используют схему с перекрестными полюсами (рис.8). В ней достаточно просто реализуется переключение числа пар полюсов обмотки статора, для изменения которых достаточно согласно включенные обмотки включить встречно. В двигателях с расщепленными полюсами используется также принцип регулирования частоты вращения, заключающийся в переключении катушек обмотки с последовательного соединения на параллельное.
Принцип действия.
Асинхронный микродвигатель может быть с одной, двумя или тремя обмотками. В однообмоточном двигателе нет начального пускового момента, и для его запуска нужно использовать, например, пусковой двигатель. В двухобмоточном двигателе одна из обмоток, называемая главной, непосредственно подключается к питающей сети (рис.1). Для создания пускового момента в другой, вспомогательной, обмотке должен протекать ток, сдвинутый по фазе относительно тока в главной обмотке. Для этого последовательно со вспомогательной обмоткой включают дополнительный резистор, который может иметь активный, индуктивный или емкостной характер.
