Jednofázový indukční motor - princip činnosti

Tato lekce se zabývá principem činnosti a konstrukcí indukčního jednofázového motoru.

Pro pohon malých zařízení s výkonem do 1 kW se běžně používají asynchronní motory napájené z jednofázové sítě. Je nejvíce používán v chladničkách, pračkách, ždímačkách, hodinách, vrtačkách, malých kompresorech, pumpách atd. Nevýhodou je induktivní účiník, způsobující jalové zatížení sítě.

Princip činnosti

V jednofázovém statorovém vinutí se střídavým proudem budí střídavý magnetický tok Φ₁, a je-li rotor v klidu, indukuje se v něm transformační napětí. V tyčích klece protéká velký proud nakrátko a budí jako u transformátoru magnetický tok Φ₂ opačného smyslu než má magnetický tok Φ₁. Vektorový součet obou toků je výsledný magnetický tok Φ.

Magnetické toky Φ₁ a Φ₂ svírají úhel 180°, takže nevytvoří žádný mechanický moment, proto se jednofázový indukční motor z klidu sám nerozběhne. Roztočíme-li však motor v kterémkoli smyslu, indukuje se v rotoru pohybové napětí, které se skládá s transformačním napětím v napětí výsledné. Proud rotoru pak budí magnetický tok rotoru, který je s polem statoru posunut o méně než 180° a vytvoří točivý moment. Rychlost závisí, jako u trojfázového indukčního motoru, na kmitočtu a počtu pólů stroje.

Obr. 1: Princip [1]

Na rotor působí proti sobě dva točivé momenty, moment souběžný a moment protiběžný. Výsledný moment je dán rozdílem obou momentů. Je-li rotor v klidu, je výsledný moment nulový, neboť oba momenty se ruší. Výsledný moment se zvětšuje z klidu na obě strany, takže motor se otáčí v tom smyslu, ve kterém dostal počáteční impulz.

Rozběhy jednofázových motorů

• Indukční motory s pomocnou fází

Tento typ motoru má dobrou účinnost a středně velký rozběhový moment. Jsou hodně používány jako hnací motory praček, sušicích bubnů a myček na nádobí.

• Indukční motory s kapacitním rozběhem

Mají stejnou provozní výkonnost jako indukční motory s pomocnou fází, ale větší rozběhový moment. Jsou používány hlavně jako pohony praček.

• Motory s trvale připojeným kondenzátorem

Hlavními vlastnostmi tohoto typu motoru je vysoká účinnost, tichý chod a trvalý reverzační provoz. Jsou vhodné pro použití v širokém rozsahu domácích přístrojů, např. praček, sušících bubnů, ventilátorů a klimatizací.

• Jednofázové motory se stíněným pólem

Jsou vhodné pro aplikaci s nízkým výkonem (menším než 200 W). Obvykle se používá v malých domácích ventilátorech.

Principy rozběhů jednofázových motorů

Aby se jednofázový motor sám roztočil, přidává se na stator pomocná fáze, která se po rozběhu samočinně vypne, např. odstředivým vypínačem (OV). Vinutí pomocné fáze, tzv. rozběhové vinutí, bývá ve třetině vynechaných drážek statoru. Pomocnou fází (PF) a hlavním vinutím (HV) statoru se z jednofázové přípojky budí fázově navzájem posunutými proudy dvě vzájemně posunutá střídavá magnetická pole, která dávají výsledné točivé magnetické pole. Posunutí proudu v pomocné fázi dosáhneme zapojením činného odporu, tlumivky nebo kondenzátoru do obvodu pomocné fáze. Tento typ motoru má dobrou účinnost a středně velký rozběhový moment Jsou hodně používány jako hnací motory praček, sušicích bubnů a myček na nádobí.

        a)                                                             b)

Obr. 2: a) Zapojení s pomocným vinutíma rozběhovým kondenzátorem   b) Zapojení s trvalým kondenzátorem [1]

Malé motory, např. ventilátorové, mívají stíněný pól. Statorové vinutí není rozloženo a uloženo v drážkách, nýbrž je na vyniklých pólech. Póly mají nesouměrný výřez s cívkou nebo se závitem nakrátko.

Obr. 3: Stíněný pól malých motorů [1]

Statorovým proudem se budí hlavní magnetický tok Φ_p, který indukuje v závitu proud opačného směru, než má proud ve statorovém vinutí. Proud v závitu budí v části pólu magnetický tok Φ_z, který směřuje proti hlavnímu toku pólu. Tyto toky se liší polohou i časem a tím dostane rotor impulz k roztočení. Takový motor se otáčí jen v jednom směru.

Zdroje

Obrázky

[1] KREJČÍ, František. elektrika.cz [online]. [cit. 2014-8-13]. Dostupný na www: http://elektrika.cz/data/clanky/jednofazovy-indukcni-motor