Einphasige Kondensatormotoren mit mehreren Drehzahlen

Für den Betrieb ohne Drehzahlregelung stehen Einphasen-Induktionsmotoren zur Verfügung. In Fällen, in denen eine Änderung der Drehzahl erforderlich ist, werden am häufigsten Motoren mit geänderter Polpaarzahl verwendet.

Im Allgemeinen können drei verschiedene Methoden angewendet werden, um die Drehzahl eines Einphasenmotors zu ändern. Zum einen enthält der Stator zwei komplette Wicklungssätze, jeder für eine unterschiedliche Polzahl. Dann ergeben sich nach Gleichung 2 unterschiedliche Geschwindigkeiten bei gleicher Netzfrequenz. Die beiden anderen Methoden bestehen darin, die Spannung an den Motorklemmen zu ändern oder die Windungszahl der Hauptwicklung durch Abzweigung von dieser zu ändern.

Die auf der Verwendung von 2 Wicklungssätzen basierende Methode wird hauptsächlich für Split-Phase-Motoren und Kondensatorstartmotoren verwendet. Bei Kondensatormotoren mit permanent geschalteter Kapazität kommen vor allem Verfahren zum Einsatz, die auf Spannungsvariation oder der Verwendung von Gewindewicklungen basieren.

Derzeit werden sie häufig zum Antrieb verschiedener Mechanismen eingesetzt Asynchrone Kondensatormotoren mit mehreren Drehzahlen (Elektromotoren mit einer konstant eingeschalteten Kapazität)… Diese Art von Elektromotoren erfordert keine zusätzlichen Elemente für den Anschluss an das Netzwerk und ermöglicht außerdem eine einfache Änderung der Drehrichtung der Welle. Dazu reicht es aus, die Enden der Haupt- oder Hilfswicklungen im Stromkreis zu ändern.

V Kondensatormotoren Die Grundschaltungen zum Einschalten der in Abb. gezeigten Spulen. 1. Am weitesten verbreitet ist das sogenannte Parallelschaltung der Wicklungen (Abb. 1, a). Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, sind die Statorwicklungen parallel zur Stromversorgung geschaltet. Der Phasenschieberkondensator C ist in Reihe mit der Hilfswicklung geschaltet.

Der Wert der Kapazität des Kondensators wird aus den Bedingungen zur Bereitstellung der erforderlichen Leistung ausgewählt Eigenschaften von Elektromotoren… Grundsätzlich wird bei Kondensatormotoren die Kapazität so gewählt, dass die Phasenverschiebung der Ströme in der Haupt- und Hilfswicklung im Nennbetrieb nahezu 90° beträgt. In diesem Fall hat der Motor im Betriebspunkt die beste Energieeffizienz, allerdings verschlechtern sich die Starts.

Reis. 1. Schemata zum Anschluss von Wicklungen von Asynchronmotoren

Die Änderung der Drehzahl von Kondensatormotoren wird am häufigsten durchgeführt durch Änderung der Polpaarzahl… Dazu werden entweder zwei Wicklungssätze mit unterschiedlicher Polzahl oder ein Satz mit veränderter Polzahl auf den Stator gelegt.

In den Fällen, in denen kein wesentlicher Bereich der Geschwindigkeitsregelung erforderlich ist, wird die einfachste Methode verwendet: Änderung der Windungszahl der Arbeitsspule… In diesem Fall ändern sich bei unveränderter Netzspannung die Größe des magnetischen Flusses des Elektromotors und damit das elektromagnetische Moment und die Drehzahl des Rotors.

Zweistufige Motoren mit Gewindewicklungen

Es wurde bereits erwähnt, dass die Drehzahl eines Einphasenmotors entweder durch Änderung der Spannung an seinen Anschlüssen oder durch Änderung der Windungszahl seiner Sekundärwicklung geändert werden kann. Die erste Methode erfordert die Verwendung eines Spartransformators und wird hauptsächlich für verwendet Kondensatormotoren mit permanent eingeschaltetem Kondensator, mit Wellenlüfter.

Mit einem Spartransformator können Sie mehr als 2 Geschwindigkeiten erreichen. Die Änderung der Windungszahl der Hauptwicklung wird durch Abzweigung von dieser erreicht. Dann hat der Stator 3 Wicklungen: Primär-, Zwischen- und Hilfswicklung. Die ersten beiden Spulen haben die gleiche magnetische Achse, d. h. Die Zwischenwicklung ist in den gleichen Nuten gewickelt wie die Hauptwicklung (darüber).

Die praktische Umsetzung dieser Methode ist wie folgt. In den Nuten des Stators werden zusätzlich zu den Drähten der Betriebs- (RO) und Kondensatorwicklungen (KO) die Drähte der Zusatzwicklung (DO) verlegt. Durch die Kombination verschiedener Wicklungsschaltkreise (Abb. 2) können bei konstanter Versorgungsspannung unterschiedliche mechanische Eigenschaften des Elektromotors erzielt werden.

Reis. 2. Anschlussdiagramme der Statorwicklungen eines Kondensatormotors mit mehreren Drehzahlen bei minimaler (a), erhöhter (b) und maximaler Drehzahl (c)

Bei der Einstellung der Drehzahl in Kondensator-Elektromotoren mit mehreren Drehzahlen treten transiente Prozesse auf, die mit einer Änderung der Schaltkreise der Statorwicklungen verbunden sind.Diese Prozesse finden in der Regel in kontinuierlichen Magnetfeldern statt und können erhebliche Einschaltströme und Überspannungen in den Motorwicklungen und dem Phasenschieberkondensator verursachen.

Zweistufige Motoren mit 2 Spulensätzen

Platzieren von 2 Spulensätzen, d. 2 Hauptspulen und 2 Hilfsspulen, erfordert eine deutliche Vergrößerung. Um diese Abmessungen zu reduzieren, wird häufig eine Hilfs- oder Niedergeschwindigkeitswicklungsverbindung verwendet, bei der die Anzahl der Wicklungen geringer ist als die Anzahl der Pole.

In Abb. In Abb. 3 zeigt den Anschlussplan der Wicklungen für 4 und 6 Pole (ca. 1435 und 950 U/min bei 50 Hz). Außenwicklung – 4-polige Hauptwicklung. Als nächstes folgt die 6-polige Primärwicklung. Die dritte ist eine 4-polige Hilfswicklung mit nur 2 Wicklungsgruppen. Die innere Spule ist eine 6-polige Hilfsspule mit nur 2 Spulengruppen.

Reis. 3. Schaltplan eines 2-Gang-Motors (4- und 6-polig).

In Abb. 3 und beide Hilfswicklungen haben eine reduzierte Anzahl von Wicklungsgruppen. Sie können auch die Hauptspule aus demselben Typ herstellen.

Schauen wir uns 2 Beispiele an. Die Statorwicklung für 4 und 8 Pole kann aus einer normalen 4-poligen Hauptwicklung und 3 weiteren Wicklungen mit reduzierter Anzahl an Wicklungsgruppen bestehen, d.h. 8-polige Hauptwicklung mit 4 Wicklungsgruppen, 4-polige Hilfswicklung mit 2 Wicklungsgruppen und 8-polige Hilfswicklung mit 4 Wicklungsgruppen.

Die Statorwicklung für 6 und 8 Pole kann eine normale 6-polige Hauptwicklung, zwei 8-polige Wicklungen mit reduzierter Gruppenzahl, d.h. 8-polige Hauptwicklung und 8-polige Hilfswicklung mit jeweils 4 Polgruppen und 6-polige Hilfswicklung mit 2 Wicklungsgruppen. Die 6-polige Hilfswicklung kann auch als normale Wicklung ausgeführt werden, d.h.mit 6 Spulengruppen.

In Abb. In Abb. 4 zeigt ein Diagramm eines 2-stufigen Split-Phase-Motors mit 2 Wicklungen und zeigt auch den Anschluss an das Netz. Die Anschlüsse sind so ausgeführt, dass nur 1 Startschalter erforderlich ist. Dieser Startschalter sollte bei 75 bis 80 % der Synchrongeschwindigkeit der Niedergeschwindigkeitsspule öffnen.

Reis. 4. Diagramm eines Split-Phase-Motors mit zwei Geschwindigkeiten

Wenn das in Abb. gezeigte Schema. 4, für einen Kondensator-Startmotor verwendet wird, dann wird entweder 1 Kondensator in Reihe mit dem Startschalter geschaltet oder es werden 2 Kondensatoren verwendet, von denen einer in Reihe mit Klemme P2 und der andere mit Klemme P21 geschaltet ist.

Wenn der Motor immer mit einem der gleichen Drehzahl entsprechenden Anschluss gestartet werden kann, kann eine der Hilfswicklungen entfallen. In diesem Fall erfolgt der Start teilweise oder vollständig automatisiert.

Asynchrone einphasige Elektromotoren mit mehreren Drehzahlen DASM

Um in Haushaltsgeräten hohe Drehzahlen zu erreichen, sind häufig Elektromotoren mit einem hohen Rotordrehzahlverhältnis erforderlich. Für diese Zwecke werden einphasige Kondensator-Asynchronmotoren mit 2/12 Polzahlen verwendet; 2/14; 2/16; 2/18; 2/24 und noch höher.

Die Herstellung von Motoren mit großem Polverhältnis ist jedoch technologisch schwierig, weshalb auch verschiedene Arten mechanischer Drehzahlwandler verwendet werden Halbleiter-Frequenzumrichter der Versorgungsspannung. 

Am einfachsten ist es, die Drehzahl dieser Motoren in kleinen Grenzen durch Änderung der Versorgungsspannung zu regulieren; Hierzu werden zusätzliche Widerstände oder Drosseln in Reihe zur Spule geschaltet.

Bereits in der UdSSR wurden zweistufige Kondensatormotoren der Typen DASM-2 und DASM-4 mit 16/2 Polen für den Antrieb von Haushaltswaschautomaten entwickelt.

Der DASM-2-Motor ist für den Antrieb von automatischen Waschmaschinen mit einer Kapazität von 4 bis 5 kg Trockenwäsche ausgelegt. Ursprünglich war es für Leistungen von 75/400 W bei 390/2750 U/min ausgelegt.

Reis. 5. Asynchroner Kondensator-Elektromotor mit zwei Drehzahlen, Typ DASM-2

In Abb. In Abb. 5 zeigt die Diagramme zum Anschluss der DASM-2- und DASM-4-Motoren an das Stromnetz. Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, verfügt der DASM-2-Motor über vier Statorwicklungen. Die Primär- und Hilfswicklungen sind parallel geschaltet.

Der DASM-4-Motor ist bei niedriger Drehzahl mit einer dreiphasigen Sternschaltung und bei hoher Drehzahl mit einer Parallelschaltung der Statorwicklungen ausgestattet. Am Stator des Motors ist ein Temperaturrelais RK-1-00 angebracht, um die Wicklungen im Überlast- und Kurzschlussmodus zu schützen. Die normalerweise geschlossenen Relaiskontakte sind mit dem gemeinsamen Anschluss des Motorstators verbunden.

Reis. 5. Schemata zum Anschluss von Elektromotoren mit zwei Geschwindigkeiten an das Stromversorgungsnetz: a- Elektromotor DASM-2; b – DASM-4-Elektromotor. ICH GEHE. — Hauptwicklung; V.O, – Hilfsspule; 1 – gemeinsamer Ausgang von Nieder- und Hochgeschwindigkeitsspulen; 2 – Ende der Hochgeschwindigkeitshilfswicklung; 3 – der Beginn der Hauptwicklung bei hoher Geschwindigkeit; 4 – der Anfang der Hilfswicklung mit niedriger Drehzahl; 5 – der Beginn der Hauptwicklung bei niedriger Geschwindigkeit; Cp – Betriebskondensator; Cn – Startkondensator; RT-Thermoschutzrelais, Typ RK-1-00; RP-Startrelais, Typ RTK-1-11; P1, P2 – Kontakte des Controllers.