Холодильная техника и кондиционирование воздуха

Раздел: Бытовая техника

Работа всех электродвигателей основана на законах магнетизма и магнитной индукции.

Самый простой электродвигатель состоит из ротора (постоянного магнита), смонтированного на подвижном валу, и двух проволочных катушек, расположенных в наружном корпусе двигателя ( 190). Проволочные катушки являются магнитными неподвижными полюсами. Катушки создают сильное магнитное поле, когда через них проходит электрический ток.

Основное различие между однофазными двигателями, используемыми в холодильном оборудовании и в системах кондиционирования воздуха, заключается в величине пускового момента.

Законы магнитного притяжения утверждают, что одноименные полюсы отталкиваются друг от друга, а разноименные притягиваются. Верхний (северный) полюс, помеченный буквой N на  191, притягивает южный полюс 5 ротора. В связи с тем что статор неподвижный, ротор перемещается в направлении полюсов статора и начинается вращение вала.

В настоящее время применяют переменный ток частотой 60 Гц. Это означает, что используемые электродвигатели должны

быть сконструированы для работы на таком токе. Когда используют переменный ток, его направление попеременно реверсируется от высокого отрицательного потенциала до высокого положительного потенциала. В современных электрических системах это реверсирование происходит 60 раз в секунду. В связи с этим реверсируется полярность каждой катушки статора при каждом изменении потенциала с отрицательного на положительный.

Благодаря реверсированию полярности магнитных полюсов статора ротор попеременно притягивается и отталкивается обмотками статора. Поэтому, до того как ротор может остановиться на одной линии с полюсами статора, ток меняет свое направление, в результате чего изменяется также магнитная полярность полюсов. Ротор перемещается за линию, соединяющую оба неподвижных полюса. Южный полюс статора притягивает северный полюс ротора ( 191), а северный полюс статора отталкивает южный полюс ротора. Таким образом поддерживается непрерывность действия притягивания и отталкивания. Ротор продолжает вращаться до тех пор, пока полюсы изменяют свою магнитную полярность. Теоретически создается частота вращения ротора 60 об/с, или 3600 об/мин. Это синхронная частота вращения двигателя. Математически синхронная частота вращения двигателя определяется следующей формулой:

Если остановить ротор на одной линии с полюсами статора, ротор невозможно было бы включить в работу независимо от полярности двух полюсов статора ( 192). В этом положении северный полюс статора притягивает южный полюс ротора и он не вращается. Даже в том случае, когда полюс статора изменяется на южный, силы отталкивания будут под таким углом, что ротор не будет вращаться.

Однако, если в статоре установить еще один полюс, ротор может начать вращаться ( 193). Полюс статора слева обеспечивает достаточное магнитное притяжение, чтобы повернуть ротор влево и начать его вращение.

Однако, если ротор остановится между этими двумя полюсами, проблема пуска ротора все еще будет существовать ( 194). Когда полярность полюсов установлена, магнитное притяжение ротора одинаковое в обоих направлениях.

Очевидным решением будет схема, в одном полюсе статора которой образуется значительная магнитная индукция до того, как она появится в другом полюсе. На  195 обе катушки статора соединены с общим источником питания. Электрическая энергия поступает в схему двигателя в точке Л. Ток в этой точке делится на два потока: один поток течет налево, а другой — направо. Если можно заставить ток течь налево до того момента, когда он начнет течь направо, левый полюс статора получит сильную северную полярность раньше правого полюса статора. В связи с этим сильное притяжение к левому полюсу преодолевает более слабое притяжение к правому полюсу, и в результате ротор будет вращаться.

Если подача тока в левый полюс предшествует подаче тока в правый полюс статора, то проблема пуска двигателя решена. Другими словами, необходимо иметь двухфазный ток для обеспечения магнитного притяжения и отталкивания, которые требуются для пуска двигателя. Двухфазный ток образуется конденсатором.