Động cơ tụ điện một pha nhiều tốc độ

Động cơ cảm ứng một pha có sẵn để hoạt động mà không cần điều khiển tốc độ. Trong trường hợp cần thay đổi tốc độ, động cơ có số cặp cực thay đổi thường được sử dụng nhất.

Nói chung, có thể áp dụng 3 phương pháp khác nhau để thay đổi tốc độ của động cơ một pha. Một là stato chứa 2 bộ cuộn dây hoàn chỉnh, mỗi bộ dành cho một số cực khác nhau. Sau đó, theo phương trình 2, các tốc độ khác nhau thu được ở cùng một tần số lưới. 2 phương pháp còn lại là thay đổi điện áp ở các cực của động cơ hoặc thay đổi số vòng dây trên cuộn dây chính bằng cách phân nhánh từ nó.

Phương pháp dựa trên việc sử dụng 2 bộ cuộn dây chủ yếu được sử dụng cho động cơ phân pha và động cơ khởi động bằng tụ điện. Các phương pháp dựa trên sự thay đổi điện áp hoặc sử dụng cuộn dây có ren chủ yếu được sử dụng cho động cơ tụ điện có điện dung chuyển đổi vĩnh viễn.

Hiện nay, chúng được sử dụng rộng rãi để điều khiển các cơ chế khác nhau động cơ tụ điện không đồng bộ nhiều tốc độ (động cơ điện có một công suất không đổi)… Loại động cơ điện này không yêu cầu các yếu tố bổ sung cần thiết để kết nối với mạng và cũng cho phép bạn chỉ cần thay đổi hướng quay của trục. Để làm điều này, chỉ cần thay đổi các đầu của cuộn dây chính hoặc phụ trong mạch là đủ.

V động cơ tụ điện các mạch cơ bản để bật các cuộn dây được hiển thị trong hình. 1. Phổ biến nhất là cái gọi là Kết nối song song của các cuộn dây (Hình 1, a). Như có thể thấy từ hình vẽ, các cuộn dây stato được kết nối song song với nguồn điện. Tụ điện lệch pha C mắc nối tiếp với cuộn dây phụ.

Giá trị của điện dung của tụ điện được chọn từ các điều kiện để cung cấp yêu cầu đặc điểm của động cơ điện… Về nguyên tắc, trong động cơ tụ điện, điện dung được chọn sao cho độ lệch pha của dòng điện trong cuộn dây chính và phụ ở chế độ danh định gần bằng 90 °. Trong trường hợp này, động cơ có hiệu suất năng lượng tốt nhất tại thời điểm vận hành, nhưng thời điểm bắt đầu lại xuống cấp.

Cơm. 1. Sơ đồ nối dây quấn động cơ không đồng bộ

Việc thay đổi tần số quay của động cơ tụ điện được thực hiện thường xuyên nhất bằng cách thay đổi số cặp cực… Với mục đích này, hai bộ cuộn dây có số cực khác nhau hoặc một bộ có số cực thay đổi được đặt trên stato.

Trong những trường hợp không yêu cầu phạm vi kiểm soát tốc độ đáng kể, phương pháp đơn giản nhất được sử dụng— thay đổi số vòng dây làm việc… Trong trường hợp này, khi điện áp nguồn không thay đổi, độ lớn của từ thông của động cơ điện và do đó, mômen điện từ và tốc độ của rôto thay đổi.

Động cơ hai tốc độ với cuộn dây ren

Trước đây người ta đã nói rằng tốc độ của động cơ một pha có thể được thay đổi bằng cách thay đổi điện áp ở các cực của nó hoặc bằng cách thay đổi số vòng dây của cuộn thứ cấp.Phương pháp đầu tiên yêu cầu sử dụng máy biến áp tự ngẫu và chủ yếu được sử dụng cho động cơ tụ điện với bình ngưng cố định, có quạt trục.

Với máy biến áp tự động, bạn có thể nhận được nhiều hơn 2 tốc độ. Sự thay đổi số vòng dây của cuộn dây chính có được bằng cách phân nhánh từ nó. Khi đó stato có 3 cuộn dây: sơ cấp, trung gian và phụ. 2 cuộn dây đầu tiên có cùng trục từ, tức là. cuộn dây trung gian được quấn trong các rãnh giống như cuộn dây chính (phía trên nó).

Việc thực hiện thực tế của phương pháp này là như sau. Trong các rãnh của stato, ngoài các dây của cuộn dây vận hành (RO) và tụ điện (KO), các dây của cuộn dây bổ sung (DO) được đặt. Do sự kết hợp của các mạch chuyển mạch cuộn dây khác nhau (Hình 2), có thể thu được các đặc tính cơ học khác nhau của động cơ điện với điện áp cung cấp không đổi.

Cơm. 2. Sơ đồ đấu nối các cuộn dây stato của động cơ tụ điện nhiều tốc độ ở tốc độ nhỏ nhất (a), tăng (b) và tốc độ lớn nhất (c)

Trong quá trình điều chỉnh tốc độ quay trong động cơ điện tụ điện nhiều tốc độ, các quá trình nhất thời xảy ra liên quan đến sự thay đổi trong các mạch chuyển mạch của cuộn dây stato.Các quá trình này thường xảy ra trong từ trường liên tục và có thể gây ra dòng điện khởi động đáng kể và quá điện áp trong cuộn dây động cơ và tụ điện lệch pha.

Hai động cơ tốc độ với 2 bộ cuộn dây

Đặt 2 bộ cuộn dây tức là. 2 cuộn dây chính và 2 cuộn dây phụ, yêu cầu kích thước tăng lên đáng kể. Để giảm các kích thước này, người ta thường sử dụng kết nối cuộn dây phụ hoặc tốc độ thấp, trong đó số lượng cuộn dây ít hơn số cực.

Trong bộ lễ phục. Hình 3 thể hiện sơ đồ kết nối của cuộn dây cho 4 và 6 cực (xấp xỉ 1435 và 950 vòng/phút ở 50 Hz). Cuộn dây ngoài — cuộn dây chính 4 cực. Tiếp theo là cuộn sơ cấp 6 cực. Thứ ba là cuộn dây phụ 4 cực chỉ có 2 nhóm cuộn dây. Cuộn dây bên trong là cuộn dây phụ 6 cực chỉ có 2 nhóm cuộn dây.

Cơm. 3. Sơ đồ đấu dây động cơ 2 cấp tốc độ (4 và 6 cực).

Trong bộ lễ phục. 3 và cả hai cuộn dây phụ đều có số nhóm cuộn dây giảm đi. Bạn cũng có thể làm cuộn dây chính cùng loại.

Hãy xem xét 2 ví dụ. Cuộn dây stato cho 4 và 8 cực có thể có cuộn dây chính 4 cực bình thường và 3 cuộn dây khác với số nhóm cuộn dây giảm, tức là. Cuộn dây chính 8 cực với 4 nhóm cuộn dây, cuộn dây phụ 4 cực với 2 nhóm cuộn dây và cuộn dây phụ 8 cực với 4 nhóm cuộn dây.

Cuộn dây stato cho 6 và 8 cực có thể có cuộn dây chính 6 cực bình thường, hai cuộn dây 8 cực với số nhóm giảm, tức là. Cuộn dây chính 8 cực và cuộn dây phụ 8 cực với mỗi nhóm 4 cực và cuộn dây phụ 6 cực với 2 nhóm cuộn dây. Cuộn dây phụ 6 cực cũng có thể được thiết kế như một cuộn dây thông thường, nghĩa làvới 6 nhóm cuộn dây.

Trong bộ lễ phục. Hình 4 thể hiện sơ đồ của động cơ 2 pha tách 2 cấp với 2 cuộn dây và cũng thể hiện kết nối với nguồn điện. Các kết nối được thực hiện theo cách chỉ cần 1 công tắc khởi động. Công tắc khởi động này sẽ mở ở 75 đến 80% tốc độ đồng bộ của cuộn dây tốc độ thấp.

Cơm. 4. Sơ đồ động cơ một pha hai cấp tốc độ

Nếu sơ đồ hiển thị trong hình. 4, được sử dụng cho động cơ khởi động bằng tụ điện, khi đó 1 tụ điện được mắc nối tiếp với công tắc khởi động hoặc 2 tụ điện được sử dụng, 1 trong số đó được mắc nối tiếp với đầu P2 và tụ còn lại với đầu P21.

Nếu động cơ luôn có thể được khởi động với một kết nối phù hợp với cùng tốc độ, thì có thể bỏ qua một trong các cuộn dây phụ. Trong trường hợp này, quá trình khởi động được tự động hóa một phần hoặc hoàn toàn.

Động cơ điện một pha không đồng bộ nhiều tốc độ DASM

Để đạt được tốc độ cao trong các thiết bị gia dụng, động cơ điện có tỷ lệ tốc độ cánh quạt cao thường được yêu cầu. Động cơ không đồng bộ tụ điện một pha với số cực 2/12 được sử dụng cho các mục đích này; 2/14; 2/16; 2/18; 24/2 và thậm chí cao hơn.

Tuy nhiên, việc sản xuất động cơ có tỷ số cực lớn là khó khăn về mặt công nghệ, vì vậy các loại bộ chuyển đổi tốc độ cơ khí khác nhau được sử dụng, cũng như bộ chuyển đổi tần số bán dẫn của điện áp cung cấp. 

Đơn giản nhất, tốc độ quay trong giới hạn nhỏ đối với các động cơ này được điều chỉnh bằng cách thay đổi điện áp nguồn; đối với điều này, các điện trở hoặc cuộn cảm bổ sung được mắc nối tiếp với cuộn dây.

Quay trở lại Liên Xô, các động cơ tụ điện hai tốc độ thuộc loại DASM-2 và DASM-4 với các cực 16/2 đã được phát triển để truyền động cho máy giặt tự động trong gia đình.

Động cơ DASM -2 được thiết kế để điều khiển máy giặt tự động có công suất 4 - 5 kg vải lanh khô. Ban đầu nó được thiết kế cho công suất 75/400 W ở tốc độ 390/2750 vòng/phút.

Cơm. 5. Động cơ điện không đồng bộ hai cấp tụ điện, loại DASM-2

Trong bộ lễ phục. 5 hiển thị sơ đồ kết nối động cơ DASM-2 và DASM-4 với mạng điện. Như có thể thấy từ hình, động cơ DASM-2 có bốn cuộn dây stato. Các cuộn sơ cấp và phụ được kết nối song song.

Động cơ DASM-4 ở tốc độ thấp được chế tạo với kết nối sao ba pha và ở tốc độ cao - với kết nối song song của cuộn dây stato. Rơle nhiệt độ RK-1-00 được gắn vào stato của động cơ để bảo vệ cuộn dây ở chế độ quá tải và ngắn mạch. Các tiếp điểm rơle thường đóng được nối với cực chung của stato động cơ.

Cơm. 5. Các phương án đấu nối động cơ điện hai tốc độ vào mạng cấp điện: a- Động cơ điện DASM-2; b — Động cơ điện DASM-4. TÔI ĐI ĐI. - cuộn dây chính; V.O, — cuộn dây phụ; 1 — đầu ra chung của cuộn dây tốc độ thấp và cao; 2 — đầu cuộn dây phụ tốc độ cao; 3 — điểm bắt đầu của cuộn dây chính ở tốc độ cao; 4 — điểm bắt đầu của cuộn dây phụ tốc độ thấp; 5 — điểm bắt đầu của cuộn dây chính ở tốc độ thấp; Cp — tụ điện vận hành; Cn — tụ điện khởi động; Rơle bảo vệ nhiệt RT, loại RK-1-00; Rơle khởi động RP, loại RTK-1-11; P1, P2 — tiếp điểm của bộ điều khiển.