Устройство однофазного асинхронного двигателя

Однофазный асинхронный двигатель работает от сети переменного тока и применяется в вентиляторах, насосах, бытовых механизмах и небольших станках. Его основные части – статор с обмотками и короткозамкнутый ротор. Для самостоятельного запуска большинству таких двигателей требуется дополнительная пусковая цепь, создающая начальный вращающий момент.

Из чего состоит однофазный асинхронный двигатель

Статор – неподвижная часть с магнитопроводом и обмотками. Ротор вращается внутри статора на подшипниках и часто выполнен в виде короткозамкнутой «беличьей клетки». В типовой конструкции есть основная рабочая обмотка и вспомогательная, участвующая в создании пускового момента.

Рабочая и пусковая обмотки

Рабочая обмотка рассчитана на длительную работу. Вспомогательная обмотка помогает сформировать вращающееся магнитное поле при запуске. В двигателях с пусковой обмоткой она может отключаться после разгона; в конденсаторных двигателях вспомогательная цепь в зависимости от конструкции может оставаться включённой постоянно. Поэтому нельзя считать, что любая вторая обмотка всегда должна отключаться.

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

Если подать однофазное питание только на одну статорную обмотку, возникнет пульсирующее магнитное поле. В теоретической модели его можно представить суммой двух полей одинаковой амплитуды, вращающихся в противоположных направлениях. При неподвижном роторе их электромагнитные моменты взаимно компенсируются, поэтому двигатель с одной такой обмоткой не создаёт определённого начального пускового момента.

После возникновения вращения условия для прямого и обратного полей различаются, и двигатель способен развивать момент в направлении вращения. Однако самостоятельно и безопасно запускаться только с одной рабочей обмоткой он не должен рассматриваться как нормальный режим.

Зачем нужна дополнительная обмотка

Вспомогательную обмотку размещают со смещением магнитной оси относительно основной (в типовой двухобмоточной модели – около 90 электрических градусов). Для возникновения пускового момента необходим и фазовый сдвиг токов обмоток. Его создают особенностями сопротивления обмоток либо дополнительными элементами цепи, чаще конденсатором. В исходном тексте также упоминались резистивные и индуктивные способы фазосдвига.

Виды однофазных асинхронных двигателей по способу пуска

С пусковой обмоткой. Дополнительная обмотка включается на время разгона через реле или другой пусковой аппарат. С рабочим конденсатором. Конденсаторная вспомогательная цепь может оставаться в работе постоянно. С пусковым и рабочим конденсаторами. Для увеличения пускового момента используется дополнительная ёмкость на период пуска. Конкретный вариант определяется конструкцией и заводской схемой двигателя.

Для практического примера с определением обмоток и пусковым реле см. как запустить двигатель от старой стиральной машины.

Чем однофазный двигатель отличается от трёхфазного

В трёхфазном двигателе вращающееся магнитное поле создаётся трёхфазной системой токов. В однофазном для пуска требуются специальные конструктивные решения. При сопоставимых габаритах однофазные двигатели нередко уступают трёхфазным по пусковым и энергетическим характеристикам, но точные значения зависят от модели; фиксированное соотношение мощности «70 %» не является универсальным правилом.

Важно отличать настоящий однофазный двигатель от трёхфазного электродвигателя, подключённого к сети 220 В через конденсатор: у них различаются обмотки и схемы включения. А если нужно включать и выключать уже подключённый однофазный двигатель кнопками, см. подключение однофазного двигателя через магнитный пускатель.

Часто задаваемые вопросы

Вывод

Однофазный асинхронный двигатель состоит из статора и короткозамкнутого ротора. Его ключевая особенность – необходимость сформировать начальный вращающий момент с помощью дополнительной цепи. Схему пуска и допустимый режим вспомогательной обмотки всегда определяют по конструкции и паспортным данным конкретного двигателя.