Karakteristik motor induksi satu fasa

Motor asinkron fase tunggal banyak digunakan dalam teknologi dan kehidupan sehari-hari. Produksi motor listrik asinkron fase tunggal dari sepersekian watt hingga ratusan watt lebih dari setengah produksi semua mesin berdaya rendah, dan dayanya terus meningkat.

Motor fase tunggal umumnya dibagi menjadi dua kategori:

• motor tujuan umum « yang meliputi motor listrik industri dan rumah tangga;

• motor perangkat otomatis - motor AC yang dikontrol dan tidak dikontrol dan mesin listrik berdaya rendah khusus (tachogenerator, transformator putar, selsin, dll.).

Sebagian besar motor listrik asinkron adalah motor serba guna yang dirancang untuk beroperasi pada jaringan AC fase tunggal. Namun, ada kelompok motor listrik asinkron universal yang cukup luas yang dirancang untuk bekerja di jaringan fase tunggal dan tiga fase.

Desain mesin universal praktis tidak berbeda desain tradisional mesin asinkron tiga fase… Saat beroperasi pada jaringan tiga fase, motor ini memiliki karakteristik yang mirip dengan motor tiga fase.

Motor fase tunggal memiliki rotor sangkar-tupai, dan belitan stator dapat diproduksi dalam versi yang berbeda. Paling sering, belitan yang berfungsi mengisi dua pertiga slot dan belitan awal yang mengisi sepertiga slot yang tersisa ditempatkan pada stator. Koil berjalan dihitung untuk operasi terus menerus dan koil awal dihitung hanya untuk periode awal. Oleh karena itu, terbuat dari kawat dengan penampang kecil dan mengandung banyak belokan. Untuk membuat torsi awal, belitan awal menyertakan elemen pemindah fase - resistor atau kapasitor.

Motor asinkron dengan daya rendah dapat menjadi dua fase ketika belitan kerja yang ditempatkan pada stator memiliki dua fase yang bercampur dalam ruang sebesar 90 °. Dalam salah satu fase, elemen pemindah fase selalu disertakan - kapasitor atau resistor Atas, memberikan pergeseran fase tertentu antara arus koil.

Biasanya disebut motor dengan kapasitor yang terhubung secara permanen ke salah satu fase kapasitor… Kapasitansi kapasitor pemindah fase mungkin konstan, tetapi dalam beberapa kasus nilai kapasitansi mungkin berbeda untuk mode start-up dan run.

Ciri khas motor asinkron fase tunggal adalah kemampuan untuk memutar rotor ke arah yang berbeda. Arah putaran ditentukan oleh arah torsi awal.

Pada resistansi rotor rendah (Ccr < 1), oleh karena itu, motor satu fasa tidak dapat beroperasi dalam mode mundur. Mode mesin sesuai dengan putaran rotor 0 <n <nc pada kecepatan yang lebih tinggi mode generator berlangsung.

Karakteristik motor fase tunggal adalah bahwa torsi maksimumnya bergantung pada resistansi rotor. Saat resistansi aktif rotor meningkat, torsi maksimum berkurang dan dengan nilai resistansi besar Skr > 1 menjadi negatif.

Saat memilih jenis motor listrik untuk menggerakkan suatu alat atau mekanisme perlu diketahui karakteristiknya, yang utama adalah karakteristik torsi (torsi awal awal, torsi maksimum, torsi minimum), frekuensi putaran, karakteristik vibroacoustic. Dalam beberapa kasus, karakteristik energi dan berat juga diperlukan.

Sebagai contoh, karakteristik motor satu fasa dihitung dengan parameter berikut:

• jumlah fase — 1;

• frekuensi listrik — 50 Hz;

• tegangan listrik — 220 V;

• resistensi aktif belitan stator - 5 ohm;

• resistensi induktif belitan stator - 9,42 Ohm;

• resistansi induktif belitan rotor — 5,6 Ohm;

• panjang aksial mesin — 0,1 m;

• jumlah belitan pada belitan stator -320;

• radius lubang stator — 0,0382 m;

• jumlah saluran — 48;

• celah udara — 1,0 x 103 m.

• faktor induktansi rotor 1,036.

Belitan fase tunggal mengisi dua pertiga slot stator.

Dalam gambar. 1 menunjukkan ketergantungan arus motor listrik fase tunggal dan torsi slip elektromagnetik. Dalam mode idle ideal, arus motor yang dikonsumsi oleh jaringan, terutama untuk menciptakan medan magnet, memiliki nilai yang relatif besar.

Untuk motor simulasi, besarnya arus magnetisasi sekitar 30% dari arus awal, untuk motor tiga fase dengan daya yang sama - 10-15%.Momen elektromagnetik dalam mode idle ideal memiliki nilai negatif, yang meningkat seiring dengan peningkatan resistansi rangkaian rotor. Pada tergelincir C= 1, momen elektromagnetik adalah nol, yang menegaskan operasi model yang benar.

Ara. 1. Selubung potensi vektor dan induksi magnet pada celah motor selama meluncur s = 1

Beras. 2. Ketergantungan arus dan torsi elektromagnetik dari motor asinkron fase tunggal pada slip

Ketergantungan daya yang berguna dan dikonsumsi pada slip (Gbr. 3) memiliki karakter tradisional. Efisiensi mesin dalam mode idle ideal memiliki tanda negatif sesuai dengan torsi negatif, dan faktor daya dalam mode ini sangat rendah (0,125 untuk mesin simulasi).

Nilai faktor daya yang lebih rendah dibandingkan dengan motor tiga fasa dijelaskan oleh besarnya arus magnetisasi. Saat beban meningkat, nilai faktor daya meningkat dan menjadi sebanding dengan motor tiga fase (Gbr. 4).

Beras. 3. Ketergantungan daya yang berguna dan dikonsumsi dari motor asinkron fase tunggal pada slip

Beras. 4. Ketergantungan koefisien aksi yang berguna dan daya motor asinkron fase tunggal pada slip

Ketika resistansi aktif rotor meningkat, besarnya momen elektromagnetik berkurang, dan pada slip kritis di atas satu, menjadi negatif.

Dalam gambar. 5 menunjukkan ketergantungan momen elektromagnetik dari motor slip satu fase untuk nilai konduktivitas listrik yang berbeda dari media sekunder motor.

Beras. 5.Ketergantungan momen elektromagnetik motor slip satu fasa pada tahanan rotor yang berbeda (1 — 17 x 106 Cm / m, 2 — 1,7 x 106 Cm / m)

Motor kapasitor memiliki dua belitan yang terhubung secara permanen ke grid. Salah satunya terhubung langsung ke jaringan, yang kedua dihubungkan secara seri dengan kapasitor yang menyediakan pergeseran fasa yang diperlukan.

Kedua belitan menempati jumlah slot yang sama pada stator, dan jumlah belokan serta kapasitansi kapasitor dihitung sedemikian rupa sehingga dengan beberapa slip medan magnet berputar melingkar disediakan. Paling sering, slip nominal diterima begitu saja. Namun, dalam hal ini, torsi awal jauh lebih kecil daripada torsi nominal.

Medan magnet pada mode awal berbentuk elips; pengaruh komponen counter-moving medan magnet sangat terpengaruh.Jika kapasitansi kapasitor dinaikkan dengan memilihnya dari kondisi memperoleh medan melingkar saat start-up, maka terjadi penurunan torsi dan a penurunan indikator energi pada slip nominal.

Varian ketiga juga dimungkinkan, ketika bidang melingkar sesuai dengan slip dengan magnitudo yang lebih besar daripada mode nominal. Namun jalur ini juga tidak optimal, karena peningkatan torsi dibarengi dengan peningkatan kerugian yang signifikan. Peningkatan torsi awal motor kapasitor dapat dicapai dengan meningkatkan resistansi aktif rotor. Metode ini menyebabkan peningkatan kerugian pada setiap slip, akibatnya efisiensi motor menurun.

Beras. 6.Ketergantungan arus motor kapasitor selip (Azp.o — arus kumparan operasi, Azk.o — arus kumparan kapasitor, E — arus motor)

Beras. 7. Ketergantungan pada P1 yang dikonsumsi dan daya selip P2 yang berguna dari sebuah kapasitor

Beras. 8. Ketergantungan koefisien aksi dan daya yang berguna dan momen elektromagnetik dari motor kapasitor selip

Motor kapasitor memiliki kinerja energi yang cukup memuaskan, faktor daya tinggi, yang nilainya melebihi faktor daya motor tiga fase, dan dengan peningkatan resistansi rotor dan kapasitas yang signifikan, torsi awal yang tinggi. Pada saat yang sama, seperti yang disebutkan di atas, mesin mengalami penurunan nilai efisiensi.

Beras. 9. Diagram vektor motor kapasitor pada slip s = 0,1

Diagram vektor (Gbr. 9) menunjukkan bahwa pada nilai kapasitansi kapasitor yang dipilih, arus kumparan kapasitor memimpin relatif terhadap tegangan jaringan, dan arus kumparan kerja tertinggal. Diagram juga menunjukkan bahwa saat meluncur mendekati nominal, medan magnet motor berbentuk elips. Untuk mendapatkan medan lingkaran, nilai kapasitansi kapasitor harus dikurangi agar arus pada kedua kumparan sama besarnya.

Lihat juga di topik ini:Motor kapasitor fase tunggal multi-kecepatan