Motor de indução de fase única

Engine de indução de fase única:

Um motor de indução de fase única inclui um enrolamento distribuído de fase única no estator e o rotor normal do esquilo, como ilustrado esquematicamente na Figura 10.1, no qual, por conveniência, o enrolamento do estator é ilustrado em forma concentrada.

Existem dois métodos importantes para analisar este motor, ou seja,

Teoria do campo transversal e
Teoria dos campos rotativos.

Como o último é mais parecido com a teoria da máquina de indução de três fases avançada anteriormente, ela será adotada aqui.

Campo pulsante como dois campos rotativos:

A Figura 10.1 fornece o esquema esquemático de um motor de indução monofásica com enrolamento do estator e um rotor de gaiola de esquilo. O enrolamento é distribuído no espaço para que o espaço fundamental do MMF seja o componente mais dominante da distribuição real do MMF.

Os harmônicos espaciais do MMF, como no caso de um mecanismo de indução em três fases, seriam então ignorados. Quando o enrolamento carrega uma corrente sinusoidal, ele produz um MMF distribuído ao espaço sinusoidal cujo valor de pico de pulso ao longo do tempo. Como mostra o eixo do enrolamento, o MMF em qualquer ângulo θ é

onde θ é o ângulo medido a partir do eixo de enrolamento. AGORA

para que o MMF tenha uma distribuição de espaço e tempo expressa

Esta equação pode ser manipulada trigonométrica na forma

A equação (10.4) nos diz que um campo de fase sem fase pulsada pode ser considerada como uma superposição de dois campos rotativos em uma velocidade síncrona (ω = 2πf eleitos. Rad / s) em direções opostas:

Esses dois campos têm uma amplitude igual a (1/2) Fmax, onde o Fmax é o valor máximo do pulsatório de MMF ao longo do eixo do enrolamento. A divisão de um único campo pulsado em dois campos rotativos em direções opostas é ilustrado na Figura 10.2.

Esta figura mostra a localização dos campos rotativos no momento em que o MMF ao longo do eixo de enrolamento é + Fmax.

Deslizamento do rotor em comparação com dois campos rotativos:

Para o estojo exclusivo ilustrado na Figura 10.1, a Figura 10.3 mostra os campos rotativos para a frente e para trás com o rotor que é executado na velocidade n na direção do campo frontal. A mudança do rotor em relação ao campo rotativo para a frente FF é então

Enquanto o rotor desliza em relação ao campo de retorno FB

Assim, as lâminas do rotor em comparação com os dois campos rotativas são diferentes e são dadas pelas equações (10.5a) e (10,5b).

Característica da velocidade do motor do mecanismo de indução de fase única:

Tratamento qualitativo em um estado de rotor estacionário (n = 0, ou seja, s = 1), os dois campos rotativos deslizam na frente do rotor com a mesma mudança, s = 1 (consulte as eqs (10.5a) e (10,5b)) induzem correntes iguais no rotor do esquilo.

Os dois campos rotativos têm a mesma resistência e produzem casais iguais e opostos, o que leva a um torque inicial líquido de valor zero. O único motor único de indução de fase única a vácuo é, portanto, uma partida não propenso.

Além disso, os dois campos rotativos induzem um EMF, resultando no estator que equilibra a tensão aplicada assumindo uma impedância de baixo vazamento do enrolamento do estator.

Se, no entanto, o rotor for projetado para operar na velocidade n na direção do campo frontal, os dois turnos são agora S e (2 – s).

Para a operação normal (2 – s) ≫ s e, portanto, as correntes do rotor induzidas pelo fundo são muito maiores do que quando paradas e têm um fator de potência mais baixo.

O correspondente rotor oposto MMF, na presença da impedância do estator, leva a uma redução consideravelmente do campo para a parte traseira. Por outro lado, o campo rotativo em direção ao turno baixo induz correntes menores de um fator de potência mais alto no rotor do que quando parado.

Isso leva a uma grande melhoria na onda de fluxo frontal.

Essa redução do campo para a parte traseira e o fortalecimento do campo frontal depende do turno e a diferença aumenta à medida que os slisement S (em comparação com o campo frontal) são reduzidos ou a velocidade do rotor na direção frontal se aproxima da velocidade síncrona.

De fato, perto da velocidade síncrona, o campo frontal pode ser o campo várias vezes. Como resultado, há um casal de rede. Os dois campos devem sempre induzir o enrolamento da EMF do estator para equilibrar a tensão aplicada.

A característica completa da velocidade de torque como a soma das duas características da velocidade de torque (frontal e traseira) é desenhada na Figura 10.4.

O resultado do enfraquecimento de um campo e o reforço simultâneo do outro leva a uma característica da velocidade de torque, como a de um motor de indução de três fases na região de velocidade próxima ao síncrono. O fato do torque zero de início -up é imediatamente observado aqui.

O campo frontal e o campo de reação em direção à parte traseira do rotor, bem como o fundo para a parte traseira e o campo de reação frontal do rotor se movem em direções opostas com velocidades relativas de 2n produzindo um segundo torque pulsado harmônico com um valor médio zero.

Consequentemente, um motor de indução de fase única é um motor mais barulhento que um motor de três fases que não possui esse torque pulsante. O torque pulsante é de fato uma conseqüência direta da potência pulsante em um circuito de fase única.

De fato, na característica da velocidade de torque de um motor de indução de fase única, a ordem do torque representa o torque médio.

Análise semi-quantitativa:

Para desenvolver o modelo de circuito de um único motor de vácuo único semi-quantitativo, argumentos heurísticos serão usados. O motor com um rotor estacionário atua simplesmente como um transformador com um modelo de circuito, como mostrado na FIG.

10.5 (a), tendo sido ignorado o ramo do Core-Dédoute. O sufixo M no estator refere -se ao enrolamento principal e EM é o EMF induz pelo estator configurado pelo campo alternativo.

O motor agora é visto do ponto de vista da teoria do campo rotativo. O EMF induzido resultante é composto de dois componentes iguais induzidos pelos dois campos rotativos opostos da mesma resistência, ou seja,

As impedâncias de magnetização e rotor são divididas em duas metades iguais conectadas em série, como mostrado na Figura 10.5 (b); O motor se comporta como dois motores conectados na série A correspondentes a cada campo rotativo.

Os circuitos dos dois motores componentes são idênticos ao estado estacionário porque o rotor tem a mesma mudança em comparação com cada campo rotativo.

Quando o rotor opera na velocidade n em comparação com o campo frontal, o deslocamento é comparado a ele e (2 – s) em comparação com o campo rotativo em direção à parte traseira, para que o modelo de circuito agora modifique como na Figura 10.5 (c).

Podemos ver facilmente a partir desta figura que ZF / 2 ≫ ZB / 2 e, portanto, EMF ≫ EMB, ou seja, o efeito do motor do campo frontal predomina, criando um casal em andamento.

A necessidade prática determina que os dois campos rotativos são projetados para ter força desigual em condições estacionárias, que se iniciam.

Isso requer mais um enrolamento no motor chamado enrolamento auxiliar, que está na quadratura espacial com o enrolamento principal e inclui um número menor de voltas mais finas.

Esse enrolamento pode ser cortado do circuito assim que o motor tiver iniciado, exceto no caso de motor gerenciado pelo capacitor, onde pode ser vinculado ao serviço de melhoria do fator de potência geral.

Análise de desempenho:

O desempenho de um mecanismo de indução de fase única pode ser obtida pela análise do modelo de circuito do motor, dado na Figura 10.5 (c), como foi feito para um motor de indução em três fases.

Os resultados são semelhantes aos de um mecanismo de indução em três fases, porque o modelo de circuito é essencialmente o mesmo.

Os poderes de hidromassagem para os campos frontal e traseira são dados por

Onde IM é a corrente principal de enrolamento e RF e RB são as partes reais das impedâncias do número complexo Z̅f e Z̅b, respectivamente, na Figura 10.5 (c).

Casais produzidos por ambos os campos podem ser expressos como