Drukuj

Silniki jednofazowe nie mają w naszym przemyśle szerszego zastosowania, ponieważ sieci przemysłowe prądu zmiennego buduje się wyłącznie jako trójfazowe, silniki zaś asynchroniczne trójfazowe są do celów przemysłowych korzystniejsze od jednofazowych. Natomiast instalacje w pomieszczeniach mieszkalnych wykonuje się z reguły jako dwuprzewodowe, a jako trójprzewodowe wyjątkowo wówczas, gdy przewidziane są z góry przyłącza silników trójfazowych. Silniki jednofazowe mają więc zastosowanie w gospodarstwie domowym, w mieszkaniach i biurach. Są to silniki zwarte małej mocy zazwyczaj mniejszej od 1 kW włączane do zwykłego gniazdka wtykowego i służące do napędu wentylatorów, lodówek, pralek, młynków do mielenia, patefonów, przyrządów medycznych, maszyn do liczenia itd. Prócz tego silniki jednofazowe znajdują zastosowanie w rolnictwie w przypadkach, gdy odległe zagrody ze względów oszczędnościowych mają przyłącza dwuprzewodowe.

Słabą stroną silników asynchronicznych jednofazowych jest ich rozruch. Uzwojenie stojana silnika jednofazowego załączone na sieć nie wytwarza pola wirującego, lecz pole pulsujące, sinusoidalnie zmienne w czasie, z osią magnetyczną nieruchomą w przestrzeni. Pole takie w wyniku współdziałania z wirnikiem zwartym nie daje wcale momentu rozruchowego. Wiadomo, że pole to można rozłożyć na dwa pola wirujące z jednakową prędkością to w kierunkach przeciwnych. Każde z tych dwóch pól wirujących daje moment obrotowy, którego przebieg w funkcji prędkości obrotowej wyraża się taką samą krzywą jak w przypadkach silnika trójfazowego.

Wyrysujmy przebiegi momentów pochodzących od obu składowych pól wirujących w funkcji prędkości obrotowej a przekonamy się, że istotnie przy prędkości obrotowej n = 0 wypadkowy moment rozruchowy jest równy zeru. Innymi słowy, silnik jednofazowy nie może sam ruszyć z miejsca. Wystarcza jednak, jak to widać z rysunku, zacząć obracać wirnik silnika jednofazowego w którymkolwiek kierunku, aby pole stojana zaczęło wywierać na wirnik moment obrotowy skierowany zgodnie z kierunkiem wirowania wirnika. Pod wpływem momentu silnik zacznie przyspieszać i szybko osiągnie prędkość podsynchroniczną na statecznej części charakterystyki mechanicznej. Ponieważ chodzi tu o silniki małe, wystarczy zatem po włączeniu stojana do sieci pociągnąć ręką za pas napędowy lub sprzęgło, aby nastąpił rozruch. Ogólnie rzecz biorąc, rozwiązanie takie nie jest jednak zadowalające. Dlatego silniki jednofazowe zwarte buduje się z reguły z samodzielnym rozruchem. Do tego konieczne jest uzyskanie chociażby słabego pola wirującego. Łatwo wykazać, że przy wzbudzeniu dwóch pól pulsujących przesuniętych względem siebie w przestrzeni i w czasie w przypadku ogólnym o kąty a i otrzymujemy w wyniku pole eliptyczne, które można zastąpić dwiema składowymi: polem wirującym kołowym i polem pulsującym. Wiemy już, że pole pulsujące nie wytworzy momentu rozruchowego, natomiast moment ten uzyskamy od pola wirującego. Otrzymanie tego pola w silniku jednofazowym uwarunkowane jest utworzeniem tzw. sztucznej fazy, zwanej również pomocniczą, przesuniętej w czasie i na obwodzie stojana względem fazy głównej. tym warunku bowiem otrzymujemy w wyniku pole wirujące kołowe. Sztuczną fazę uzyskamy przez włączenie szeregowo w obwód kondensatora, dławika lub oporności czynnej.  Przy zastosowaniu kondensatora uzyskujemy z łatwością duży moment rozruchowy (powyżej wartości momentu znamionowego). Kondensator może być włączony na stałe (lecz wówczas ogranicza on znacznie moc silnika a poprawi cos ą>) lub może być odłączany przy 75 ... 80% prędkości synchronicznej za pomocą wyłącznika odśrodkowego. Ponieważ pojemność kondensatora dla utworzenia sztucznej fazy musi być przy niskim napięciu znaczna, koszt kondensatora jest duży i dlatego ten sposób rozruchu nie jest chętnie stosowany do masowego użytku. Kondensator może mieć mniejszą pojemność i być wskutek tego tańszy. W tym układzie kondensator jest włączany przy rozruchu na napięcie większe od napięcia sieci, wskutek czego może mieć przy tej samej mocy biernej pojemność mniejszą w stosunku kwadratu napięć. Po ukończonym rozruchu przełącznik odśrodkowy przełącza fazę pomocniczą FP w szereg z całym uzwojeniem autotransformatora i kondensator otrzymuje napięcie mniejsze. Zmniejszenie pojemności odbyło się tutaj kosztem wprowadzenia nowych elementów konstrukcyjnych, a mianowicie autotransformatora i przełącznika odśrodkowego.

Websystem - automatyka | Dane techniczne urządzeń automatyki | tel. +48 0.601.747.565