Расчет обмоток однофазного электродвигателя при перемотке его из трехфазного

Однофазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором должен иметь пусковую и рабочую обмотки. Их расчет производят так же, как расчет обмоток трехфазных асинхронных двигателей.

Число проводников в пазу рабочей обмотки (укладывается в 2/3 пазов статора)


Nр = (0.5 ÷ 0.7) x N x Uс / U,

где N — число проводников в пазу трехфазного электродвигателя;
Uс — напряжение однофазной сети, В;
U — номинальное напряжение фазы трехфазного двигателя, В.

Меньшие значения коэффициента берутся для двигателей большей мощности (около 1 кВт) с кратковременным и повторно-кратковременным режимами работы.

Диаметр (мм) провода по меди рабочей обмотки


d_p = d*sqrt{N/N_p},

где d — диаметр провода по меди трехфазного двигателя, мм.

Пусковая обмотка укладывается в 1/3 пазов.

Наиболее распространены два варианта пусковых обмоток: с бифилярными катушками и с дополнительным внешним сопротивлением.

Обмотка с бифилярными катушками наматывается из двух параллельных проводников с разным направлением тока (индуктивное сопротивление рассеяния бифилярных обмоток близко к нулю).

Пусковая обмотка с бифилярными катушками

1. Число проводников в пазу для основной секции Nп′ = (1,3 ÷ 1,6) Nр.
2. Число проводников в пазу для бифилярнои секции Nп′′ = (0,45 ÷ 0,25) Nп′.
3. Общее число проводников в пазу Nп = Nп′ + Nп′′
4. Сечение проводов sп′ = sп′′ ≈ 0.5sр, где sр — сечение рабочей обмотки.

Пусковая обмотка с внешним сопротивлением

1. Число проводников в пазу Nп = (0.7 ÷ 1) Nр.
2. Сечение проводов sп = (1,4 ÷ 1) sр.
3. Добавочное сопротивление (окончательно уточняется при испытаниях двигателя) (Ом)


Rд = ( 1,6 ÷ 8 ) x 10-3 x Uс / sп,

где Uс — напряжение однофазной сети, В.

Для получения большого пускового момента предпочтение следует отдать второму варианту пусковой обмотки, так как в этом случае существует возможность получения наибольшего пускового момента путем изменения внешнего сопротивления.

Ток однофазного электродвигателя определяют по вычисленному сечению для рабочей обмотки и плотности тока в обмотке трехфазного двигателя I1 = sрδ , где δ — допустимая плотность тока (6—10 А/мм²).

Мощность однофазного электродвигателя Р = U x I x cos φ x η


Таблица. Произведение cos φ на кпд
Произведение cos фи на кпд

При мощности двигателя свыше 500 Вт значения η и cos φ можно брать как для трехфазных асинхронных двигателей, снизив мощность однофазного двигателя по приведенной выше формуле на 10—15%.

Пример пересчета трехфазного двигателя на однофазную обмотку

Пересчитать трехфазный двигатель на однофазную обмотку. Мощность электродвигателя 0,125 кВт, напряжение 220/380 В, синхронная частота вращения 3000 об/мин; число проводников в пазу 270, число пазов статора 18. Провод марки ПЭВ-2, диаметр по меди 0,355 мм, сечение 0,0989 мм2. Заданное напряжение однофазного двигателя 220 В.

Решение

1. Рабочая обмотка занимает 2/3 пазов, а пусковая 1/3 пазов (zр = 12, zп = 6).
2. Число проводников в пазу рабочей обмотки


Nр = 0.6 x N x Uс / U = 0.6 x 270 x 220 / 220 = 162
.
3. Диаметр провода рабочей обмотки по меди

d_p = d*sqrt{N/N_p} = 0.355*sqrt{270/162} = 0.458мм,

где d = 0.355 мм — диаметр провода по меди трехфазного двигателя.
Берем провод ПЭВ-2, dp = 0,45 мм, sр = 0,159 мм².
4. Пусковую обмотку принимаем с внешним сопротивлением.
5. Число проводников в пазу Nп= 0.8 x Nр = 0.8 x 162 ≈ 128.
6. Сечение проводов пусковой обмотки sп′ = 1.1 x sр = 1.1 x 0.159 = 0,168 мм².
Берем провод ПЭВ-2 диаметром по меди dп = 0,475 мм, sп = 0,1771 мм².
7. Добавочное сопротивление

Rд = 4 x 10-3 x Uс / sп = 4 x 10-3 x 220 / 0,1771 ≈ 5 Ом

8. Ток однофазного электродвигателя при δ = 8 А/мм² I1 = sрδ = 0,159 x 8 = 1,28 А.
9. Мощность однофазного электродвигателя Р = U x I x cos φ x η = 220 x 1,28 x 0,4 = 110 Вт.

Источник: В.И. Дьяков. Типовые расчеты по электрооборудованию.

Помощь студентам