| [отпатрулированная версия] |
[непроверенная версия] |
|
|
| [[Файл:Двухфазный двигатель переменного тока в компьютерном вентиляторе.JPG|thumb|300px|<!--Аноним, ты убираешь букву А, а чем ты объяснишь уменьшение числа оборотов при увеличении нагрузки, куда денешь скольжение? -->Синхронный двухфазный двигатель постоянного тока (BLDC) в [[вентилятор]]е [[Система охлаждения компьютера|системы охлаждения компьютера]].<br />[[Постоянный ток]] (12 вольт) [[Микросхема|микросхемой]] преобразуется в [[Двухфазная электрическая сеть|двухфазный]].<br />Ротор — магнитный.]] | | [[Файл:Двухфазный двигатель переменного тока в компьютерном вентиляторе.JPG|thumb|300px|Синхронный двухфазный двигатель постоянного тока (BLDC) в [[вентилятор]]е [[Система охлаждения компьютера|системы охлаждения компьютера]].<br>[[Постоянный ток]] (12 вольт) [[Микросхема|микросхемой]] преобразуется в [[Двухфазная электрическая сеть|двухфазный]].<br>Ротор — магнитный.]] |
| '''Двухфа́зный дви́гатель''' — [[электрический двигатель]] [[Переменный ток|переменного тока]] с двумя [[Катушка индуктивности|обмотками]], сдвинутыми в пространстве на [[прямой угол|90°]]. При подаче на [[двигатель]] [[двухфазный ток|двухфазного тока]], сдвинутого по [[Фаза колебаний|фазе]] на 90°, образуется [[вращающееся магнитное поле]]. Короткозамкнутый ротор двигателя обычно изготавливается в виде «[[беличье колесо|беличьего колеса]]». Обычно число стержней короткозамкнутого ротора не связано с числом пар полюсов [[статор]]а, то есть при двух парах полюсов статора число стержней [[Ротор (техника)|ротора]] может быть например 14 штук. Есть некие соображения, по которым число стержней ротора должно быть связано с числом полюсов ротора. | | '''Двухфа́зный дви́гатель''' — [[электрический двигатель]] [[Переменный ток|переменного тока]] с двумя [[Катушка индуктивности|обмотками]], статор которого содержит две обмотки, сдвинутые в пространстве на [[прямой угол|90°]]. При подаче на [[двигатель]] [[двухфазный ток|двухфазного тока]], сдвинутого по [[Фаза колебаний|фазе]] на 90°, образуется [[вращающееся магнитное поле]]. Двухфазными могут быть [[асинхронная машина|асинхронные]], [[синхронная машина|синхронные]], [[Шаговый электродвигатель|шаговые]] и [[Вентильный двигатель|вентильные]] двигатели. Ротор двухфазного двигателя может короткозамкнутым в виде «[[Беличья клетка|беличьего колеса]]», либо содержать [[постоянный магнит]] или [[электромагнит]] в соответствии с типом двигателя. Двухфазные электродвигатели предназначаются для работы в [[Двухфазная электрическая сеть|двухфазной электросети]], предназначенными для подключения в однофазную сеть (см. [[конденсаторный двигатель]]), либо использоваться совместно с инвертором с двухфазным выходом. |
| | |
| == Асинхронный однофазный электродвигатель ==
| |
| Если прервать один из трех питающих проводов вращающегося асинхронного трехфазного электродвигателя, то при небольшой нагрузке он будет продолжать работу на одной фазе. В двигателе остается вращающееся поле. Однако при однофазном включении в состоянии покоя такой двигатель не будет работать даже без нагрузки. Если третью фазу обмотки подключить через [[конденсатор]] к одному из двух питающих проводов, то [[трёхфазный двигатель]], подсоединенный к сети однофазного тока, начнет работать и его рабочие характеристики будут сходны с характеристиками обычного трехфазного асинхронного двигателя.
| |
|
| |
|
| == Асинхронный двухфазный электродвигатель == | | == Асинхронный двухфазный электродвигатель == |
| [[Файл:Обмотки двухфазного двигателя.png|thumb|300px|Двухфазные асинхронные двигатели:<br />а — с короткозамкнутым ротором;<br />б — с полым ротором]] | | [[Файл:Обмотки двухфазного двигателя.png|thumb|300px|Двухфазные асинхронные двигатели:<br>а — с короткозамкнутым ротором;<br>б — с полым ротором]] |
| [[Файл:Схема соединения катушек для получения двухфазного вращающегося магнитного поля.png|thumb|300px|Схема подключения второй обмотки через [[резистор]]]] | | [[Файл:Схема соединения катушек для получения двухфазного вращающегося магнитного поля.png|thumb|300px|Схема подключения второй обмотки через [[резистор]]]] |
| Вращающиеся магнитные поля могут быть созданы и двухфазными обмотками, если эти обмотки пространственно смещены на 90° друг относительно друга. Если эти обмотки питать двумя токами, смещёнными на 90° по фазе, то получается, как и в трехфазном электродвигателе, [[вращающееся магнитное поле]].
| | |
| | Данный двигатель конструктивно представляет содержит две обмотки статора, смещённые на 90° относительно друг друга, короткозамкнутый ротор типа «[[беличье колесо]]», клеммную коробку для подключения. Обычно число стержней короткозамкнутого ротора не связано с числом пар полюсов [[статор]]а, то есть при двух парах полюсов статора число стержней [[Ротор (техника)|ротора]] может быть, например, 14 штук. Есть некие соображения, по которым число стержней ротора должно быть связано с числом полюсов ротора. |
|
| |
|
| В двухфазном электродвигателе создается вращающий момент, обусловленный токами, вызванными вращающимся магнитным полем в стержнях ротора электродвигателя. Ротор получает ускорение до тех пор, пока он — как и в трёхфазном асинхронном двигателе — не достигнет определенной конечной частоты вращения, которая ниже частоты вращения поля. | | В двухфазном электродвигателе создается вращающий момент, обусловленный токами, вызванными вращающимся магнитным полем в стержнях ротора электродвигателя. Ротор получает ускорение до тех пор, пока он — как и в трёхфазном асинхронном двигателе — не достигнет определенной конечной частоты вращения, которая ниже частоты вращения поля. |
|
| |
|
| Если обе обмотки статора питать от одной и той же сети однофазного тока, то сдвиг фазы в одной из обмоток, необходимый для получения вращающегося поля, может быть реализован последовательным включением конденсатора с достаточной емкостью<ref>[http://www.induction.ru/library/book_001/glava4/4-17.html Электрические машины]{{Недоступная ссылка|date=Июнь 2018 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>. На рисунке показана схема двухфазного асинхронного двигателя с конденсатором при питании от сети переменного тока.
| | === Двигатель для двухфазной сети === |
| | Впервые идеи использования двухфазного тока для создания [[Момент силы|вращающего момента]] были высказаны [[Араго, Франсуа Жан Доминик|Домиником Араго]] в [[1827 год]]у, практическое применение было описано [[Тесла, Никола|Николой Тесла]] в его патентах от [[1888 год]]а, примерно тогда же им была разработана конструкция данного типа двигателей. Это самая первая появившаяся конструкция асинхронного двигателя — трёхфазный был изобретён позже [[Доливо-Добровольский, Михаил Осипович|М. О. Доливо-Добровольским]]. |
| | |
| | Обе обмотки двигателя, предназначенного для работы в [[Двухфазная электрическая сеть|двухфазной сети]], выполнены одним типом провода и содержат равное количество витков. Характеристики такого двигателя близки характеристикам [[трёхфазный двигатель|трёхфазного двигателя]], однако широкого распространения такие двигатели не получили, так как не получила распространение сама двухфазная сеть. |
| | |
| | === Двухфазный двигатель для однофазной сети === |
| | {{главная|Конденсаторный двигатель}} |
| | Существует возможность питать обе обмотки статора от одной и той же сети однофазного тока. При этом одна обмотка включается напрямую в сети, а последовательно с другой должно быть подключено устройство, смещающее фазу тока относительно напряжения. В качестве таких элементов могут использоваться [[резистор]], [[катушка индуктивности]], но наибольшее распространение получила наиболее эффективная схема с применением [[электрический конденсатор|конденсатора]].<ref>{{Cite web |url=https://eltaltd.com.ua/blog/odnofaznye-asinhronnye-dvigateli |title=Электрические машины |accessdate=2018-10-16 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20181016165228/https://eltaltd.com.ua/blog/odnofaznye-asinhronnye-dvigateli |archivedate=2018-10-16 |deadlink=yes }}</ref>. На рисунке показана схема двухфазного асинхронного двигателя с конденсатором при питании от сети переменного тока. |
| | |
| | Число витков двух обмоток конденсаторного двигателя, как правило, различно. Величина ёмкости конденсатора подбирается таким образом, чтобы магнитное поле статора при рабочей частоте вращение было наиболее близким к круговому. Такой конденсатор называют ''рабочим'' Однако, в связи с тем, что противо-ЭДС и ток обмоток двигателя при различных частотах вращения меняется, а [[полное сопротивление]] конденсатора нет, при пуске двигателя магнитное поле становится эллиптическим, из-за чего падает вращающий момент и увеличиваются потери. Поэтому в тех случаях, когда двигатель включается в сеть нагруженным, параллельно рабочему конденсатору кратковременно подключают ''пусковой''. После запуска пусковой конденсатор отключают от сети центробежным выключателем, кнопкой запуска или пусковым реле. |
| | |
| | В настоящее время промышленностью выпускаются достаточно компактные недорогие [[полипропилен]]вые конденсаторы типов CBB60, CBB65 и другие, специально предназначенные для использования в качестве рабочих, а так же неполярные [[Электролитический конденсатор|электролитические конденсаторы]] типа CD60, предназначенные для кратковременного включения в качестве пусковых. |
| | |
| | Сдвиг фазы в одной из обмоток можно получить и последовательным включением резистора, либо путём повышения [[активное сопротивление|активного сопротивления]] второй обмотки, но в этом случае увеличиваются потери активной мощности. |
| | |
| | Так же существует конструкция двухфазного асинхронного двигателя в виде электродвигателя с полым ротором. В таком электродвигателе вместо обычного короткозамкнутого ротора применяется алюминиевый цилиндр, который может вращаться в воздушном зазоре между внешним и внутренним статорами. Вращающееся поле вызывает в алюминиевом цилиндре вихревые токи, которые, взаимодействуя с магнитным полем в воздушном зазоре, создают вращающий момент. Цилиндр достигает конечной асинхронной частоты вращения, которая соответствует нагрузке на валу. Небольшой момент инерции ротора электродвигателя обусловливает благоприятные рабочие характеристики. Электродвигатели с полым ротором рассчитаны прежде всего на небольшие мощности и применяются для автоматического регулирования в компенсационных и мостовых схемах. Одна из обмоток вместе с конденсатором подключается к сети с напряжением, а на вторую обмотку подаётся управляющее напряжение. |
| | |
| | Преимуществом конденсаторного конденсаторного двигателя является возможность эксплуатации трёхфазного двигателя в однофазной сети с наибольшей эффективностью, что необходимо в тех местах, где требуется высокий ресурс работы и низкий уровень шума. |
| | |
| | Конденсаторные двухфазные двигатели получили широкое распространение в технике, подключаемой к однофазной электрической сети через стандартную [[Электрический соединитель|розетку]]. В частности, предназначенной для домашнего использования, в которой требуется высокий ресурс работы. Они используются устройствах, где требуется перекачка среды: в [[Стиральная машина#Активаторная стиральная машина|активаторных]] стиральных машинах, [[вентилятор]]ах, воздушных [[компрессор]]ах, в компрессорах [[холодильник]]ов и [[кондиционер]]ов бытового и офисного назначения, в [[насос]]ах различного назначения, а так же во многих других видах техники, содержащей вентиляторы или насосы. Так же асинхронные двигатели широко используются в небольших станках, подключаемых к [[Электрический соединитель|розетке]], например, настольных [[Шлифовальные станки|гриндерах]]. |
|
| |
|
| Сдвиг фазы в одной из обмоток можно получить и последовательным включением резистора, но в этом случае увеличиваются потери активной мощности. Также сдвиг фазы получается, если взамен внешнего резистора на полюсе (или полюсах) одной из обмоток размещается короткозамкнутый виток. В этом случае увеличиваются потери активной мощности в соответствующей обмотке, зато исключается внешний резистор. Такие двигатели обычно имеют небольшую мощность и используются, например, в бытовых вентиляторах<ref>[http://protok.net/dvigateli-s-korotkozamknutymi-vitkami-na-polyuse/ Двигатели с короткозамкнутыми витками на полюсе]{{Недоступная ссылка|date=Июнь 2018 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>.
| | == Синхронные двигатели == |
| | {{главная|Синхронная машина}} |
| | Аналогично асинхронному, так же возможны и двухфазными двигателями могут быть так же и синхронные двигатели. Широкого распространения двухфазные синхронные двигатели для прямого включения в сеть не получили в связи с малым распространением [[Двухфазная электрическая сеть|двухфазных сетей]]. Однако, такая конструкция применяется в тех случаях, когда напряжение питания двигателя вырабатывается электронным инвертором. |
|
| |
|
| В настоящее время расширилась сфера применения двухфазного асинхронного двигателя в виде электродвигателя с полым ротором. В таком электродвигателе вместо обычного короткозамкнутого ротора применяется алюминиевый цилиндр, который может вращаться в воздушном зазоре между внешним и внутренним статорами.
| | Так же существуют двухфазные [[Электрический генератор|генераторы]]. Они использовались в качестве источников энергии в [[Двухфазная электрическая сеть|двухфазных сетех]]. |
|
| |
|
| Вращающееся поле вызывает в алюминиевом цилиндре вихревые токи, которые, взаимодействуя с магнитным полем в воздушном зазоре, создают вращающий момент. Цилиндр достигает конечной асинхронной частоты вращения, которая соответствует нагрузке на валу.
| | === Вентильные двигатели === |
| | {{главная|Вентильный двигатель}} |
| | Вентильные двигатели могут выпускаться с разным числом фаз, наибольшее распространение получили как двухфазные и трёхфазное. В независимости от числа фаз, вентильные двигатели всегда питаются от инвертора, вырабатывающего перемененное напряжение, который в свою очередь питается постоянным напряжением. |
| | |
|
| |
|
| Небольшой момент инерции ротора электродвигателя обусловливает благоприятные рабочие характеристики. Электродвигатели с полым ротором рассчитаны прежде всего на небольшие мощности и применяются для автоматического регулирования в компенсационных и мостовых схемах. Одна из обмоток вместе с конденсатором подключается к сети с напряжением, а на вторую обмотку подается управляющее напряжение.
| | === Шаговые двигатели === |
| | {{главная|Шаговый двигатель}} |
| | Среди шаговых двигателей наибольшее распространение получили двухфазные, что обусловлено тем, что такая конструкция является наиболее простой и минимально необходимой для создания двигателя, который может вращаться в обе стороны. Управляющее напряжение для такого двигателя вырабатывает контроллер шагового двигателя. |
|
| |
|
| == Серийные конденсаторные двухфазные двигатели == | | == Серийные конденсаторные двухфазные двигатели == |
|
|
|
| |
|
| == Литература == | | == Литература == |
| {{cite web| author =к. т. н., профессор Шишкин В.П.| datepublished =2001| url =http://elib.ispu.ru/library/lessons/shishkin/index.html| title =Электрические микромашины| accessdate =2009-02-06| lang =ru| description =Электрические микромашины автоматических устройств| deadlink =404}}{{Недоступная ссылка|date=Июнь 2018 |bot=InternetArchiveBot }} | | {{cite web| author =к. т. н., профессор Шишкин В.П.| datepublished =2001| url =http://elib.ispu.ru/library/lessons/shishkin/index.html| title =Электрические микромашины| accessdate =2009-02-06| lang =ru| description =Электрические микромашины автоматических устройств| deadlink =yes| archiveurl =https://web.archive.org/web/20090225051049/http://elib.ispu.ru/library/lessons/shishkin/index.html| archivedate =2009-02-25}} |
|
| |
|
| == Примечания == | | == Примечания == |