Motori a condensatore monofase a più velocità
I motori a induzione monofase sono disponibili per il funzionamento senza controllo della velocità. Nei casi in cui è necessario modificare la velocità, vengono spesso utilizzati motori con una modifica del numero di coppie di poli.
In generale, è possibile applicare 3 diversi metodi per modificare la velocità di un motore monofase. Uno è che lo statore contiene 2 set completi di avvolgimenti, ciascuno per un diverso numero di poli. Quindi, secondo l'equazione 2, si ottengono velocità diverse alla stessa frequenza di rete. Gli altri 2 metodi consistono nel modificare la tensione ai terminali del motore o nel modificare il numero di spire sull'avvolgimento principale derivandolo da esso.
Il metodo basato sull'utilizzo di 2 serie di avvolgimenti viene utilizzato principalmente per motori a fase divisa e motori con avviamento a condensatore. I metodi basati sulla variazione di tensione o sull'uso di avvolgimenti filettati sono utilizzati principalmente per motori a condensatore con capacità permanentemente commutata.
Attualmente, sono ampiamente utilizzati per guidare vari meccanismi motori a condensatori asincroni a più velocità (motori elettrici con una capacità costante)… Questa tipologia di motori elettrici non necessita di ulteriori elementi necessari per il collegamento alla rete, e permette anche di cambiare semplicemente il senso di rotazione dell'albero. Per fare ciò, è sufficiente cambiare le estremità degli avvolgimenti principali o ausiliari nel circuito.
v motori a condensatore i circuiti base per l'accensione delle bobine mostrati in fig. 1. Il più diffuso è il cosiddetto Collegamento in parallelo degli avvolgimenti (Fig. 1, a). Come si può vedere dalla figura, gli avvolgimenti dello statore sono collegati in parallelo all'alimentazione. Il condensatore di sfasamento C è collegato in serie con l'avvolgimento ausiliario.
Il valore della capacità del condensatore è selezionato dalle condizioni per fornire il richiesto Caratteristiche dei motori elettrici… In linea di principio, nei motori a condensatore, la capacità viene scelta in modo tale che lo sfasamento delle correnti negli avvolgimenti principale e ausiliario nella modalità nominale sia vicino a 90 °. In questo caso, il motore ha la migliore efficienza energetica nel punto di funzionamento, ma gli avviamenti si deteriorano.
Riso. 1. Schemi per il collegamento degli avvolgimenti di motori asincroni
La modifica della frequenza di rotazione dei motori a condensatore viene eseguita più spesso cambiando il numero di coppie polari… A tale scopo, sullo statore vengono posizionati o due serie di avvolgimenti con diverso numero di poli o un set, con una modifica del numero di poli.
In quei casi in cui non è richiesta una gamma significativa di controllo della velocità, viene utilizzato il metodo più semplice: variazione del numero di spire della bobina di lavoro… In questo caso, quando la tensione di rete rimane invariata, l'entità del flusso magnetico del motore elettrico e, quindi, il momento elettromagnetico e la velocità del rotore cambiano.
Motori a due velocità con avvolgimenti filettati
Si è detto in precedenza che la velocità di un motore monofase può essere variata sia variando la tensione ai suoi capi sia variando il numero di spire del suo avvolgimento secondario.Il primo metodo prevede l'utilizzo di un autotrasformatore ed è principalmente utilizzato per motori a condensatore con condensatore permanentemente inserito, con ventilatore assiale.
Con un autotrasformatore puoi ottenere più di 2 velocità. La variazione del numero di giri dell'avvolgimento principale si ottiene diramandosi da esso. Quindi lo statore ha 3 avvolgimenti: primario, intermedio e ausiliario. Le prime 2 bobine hanno lo stesso asse magnetico, vale a dire. l'avvolgimento intermedio è avvolto nelle stesse fessure dell'avvolgimento principale (sopra di esso).
L'implementazione pratica di questo metodo è la seguente. Nelle fessure dello statore, oltre ai fili degli avvolgimenti operativi (RO) e del condensatore (KO), vengono posati i fili dell'avvolgimento aggiuntivo (DO). Come risultato della combinazione di diversi circuiti di commutazione degli avvolgimenti (Fig. 2), sarà possibile ottenere diverse caratteristiche meccaniche del motore elettrico con una tensione di alimentazione costante.
Riso. 2. Schemi di collegamento degli avvolgimenti dello statore di un motore a condensatore a più velocità alla velocità minima (a), aumentata (b) e massima (c)
Nel processo di regolazione della velocità di rotazione nei motori elettrici a condensatore a più velocità, si verificano processi transitori associati a un cambiamento nei circuiti di commutazione degli avvolgimenti dello statore.Questi processi si verificano, di norma, in campi magnetici continui e possono causare notevoli correnti di spunto e sovratensioni negli avvolgimenti del motore e nel condensatore di sfasamento.
Motori a due velocità con 2 serie di bobine
Posizionamento di 2 set di bobine, ad es. 2 bobine principali e 2 bobine ausiliarie, richiede un notevole aumento dimensionale. Per ridurre queste dimensioni, viene spesso utilizzato un collegamento di avvolgimento ausiliario oa bassa velocità, in cui il numero di avvolgimenti è inferiore al numero di poli.
Nella fig. 3 è riportato lo schema di collegamento degli avvolgimenti per 4 e 6 poli (circa 1435 e 950 rpm a 50 Hz). Avvolgimento esterno — Avvolgimento principale a 4 poli. Il prossimo è l'avvolgimento primario a 6 poli. Il terzo è un avvolgimento ausiliario a 4 poli con solo 2 gruppi di avvolgimenti. La bobina interna è una bobina ausiliaria a 6 poli con solo 2 gruppi di bobine.
Riso. 3. Schema elettrico di un motore a 2 velocità (4 e 6 poli).
Nella fig. 3 ed entrambi gli avvolgimenti ausiliari hanno un numero ridotto di gruppi di avvolgimenti. Puoi anche realizzare la bobina principale dello stesso tipo.
Diamo un'occhiata a 2 esempi. L'avvolgimento statorico per 4 e 8 poli può avere un normale avvolgimento principale a 4 poli e altri 3 avvolgimenti con un numero ridotto di gruppi di avvolgimento, cioè Avvolgimento principale a 8 poli con 4 gruppi di avvolgimenti, avvolgimento ausiliario a 4 poli con 2 gruppi di avvolgimenti e avvolgimento ausiliario a 8 poli con 4 gruppi di avvolgimenti.
L'avvolgimento statorico per 6 e 8 poli può avere un normale avvolgimento principale a 6 poli, due avvolgimenti a 8 poli con un numero ridotto di gruppi, cioè Avvolgimento principale a 8 poli e avvolgimento ausiliario a 8 poli con gruppi di 4 poli ciascuno e avvolgimento ausiliario a 6 poli con 2 gruppi di avvolgimento. L'avvolgimento ausiliario a 6 poli può essere realizzato anche come avvolgimento normale, cioècon 6 gruppi di bobine.
Nella fig. 4 mostra lo schema di un motore a 2 stadi bifase con 2 avvolgimenti e mostra anche il collegamento alla rete. I collegamenti sono realizzati in modo tale da richiedere solo 1 interruttore di avviamento. Questo interruttore di avviamento dovrebbe aprirsi dal 75 all'80% della velocità sincrona della bobina a bassa velocità.
Riso. 4. Schema di un motore bifase a due velocità
Se lo schema mostrato in fig. 4, viene utilizzato per un motore di avviamento a condensatore, quindi vengono utilizzati 1 condensatore collegato in serie con l'interruttore di avviamento o 2 condensatori, 1 dei quali è collegato in serie con il terminale P2 e l'altro con il terminale P21.
Se il motore può sempre essere avviato con una connessione corrispondente alla stessa velocità, allora uno degli avvolgimenti ausiliari può essere omesso. In questo caso, l'avvio è parzialmente o completamente automatizzato.
Motori elettrici asincroni monofase multivelocità DASM
Per ottenere velocità elevate negli elettrodomestici, sono spesso richiesti motori elettrici con un elevato rapporto di velocità del rotore. A tale scopo vengono utilizzati motori asincroni monofase a condensatore con numero di poli 2/12; 2/14; 2/16; 2/18; 2/24 e anche più in alto.
Tuttavia, la produzione di motori con un rapporto polare elevato è tecnologicamente difficile, quindi vengono utilizzati diversi tipi di convertitori di velocità meccanici, nonché convertitori di frequenza a semiconduttore della tensione di alimentazione.
Molto semplicemente, la velocità di rotazione in piccoli limiti per questi motori viene regolata modificando la tensione di alimentazione; per questo, ulteriori resistori o induttanze sono collegati in serie con la bobina.
Tornato in URSS, i motori a condensatore a due velocità dei tipi DASM-2 e DASM-4 con 16/2 poli furono sviluppati per azionare lavatrici automatiche domestiche.
Il motore DASM -2 è progettato per azionare lavatrici automatiche con una capacità di 4-5 kg di biancheria asciutta. Originariamente era stato progettato per potenze di 75/400 W a 390/2750 giri/min.
Riso. 5. Motore elettrico asincrono a condensatore a due velocità, tipo DASM-2
Nella fig. 5 mostra gli schemi per il collegamento dei motori DASM-2 e DASM-4 alla rete elettrica. Come si può vedere dalla figura, il motore DASM-2 ha quattro avvolgimenti di statore. Gli avvolgimenti primario e ausiliario sono collegati in parallelo.
Il motore DASM-4 a bassa velocità è realizzato con una connessione a stella trifase e ad alta velocità con una connessione parallela degli avvolgimenti dello statore. Un relè di temperatura RK-1-00 è collegato allo statore del motore per proteggere gli avvolgimenti in modalità sovraccarico e cortocircuito. I contatti del relè normalmente chiusi sono collegati al terminale comune dello statore del motore.
Riso. 5. Schemi per il collegamento di motori elettrici a due velocità alla rete di alimentazione: a- Motore elettrico DASM-2; b — Motore elettrico DASM-4. VADO. — avvolgimento principale; V.O, - bobina ausiliaria; 1 - uscita comune delle bobine a bassa e alta velocità; 2 - fine dell'avvolgimento ausiliario ad alta velocità; 3 — l'inizio dell'avvolgimento principale ad alta velocità; 4 — l'inizio dell'avvolgimento ausiliario a bassa velocità; 5 — l'inizio dell'avvolgimento principale a bassa velocità; Cp — condensatore operativo; Cn — condensatore di avviamento; Relè di protezione termica RT, tipo RK-1-00; Relè di avviamento RP, tipo RTK-1-11; P1, P2 — contatti del controller.