Описание

В этой модели используются два однофазных асинхронных двигателя соответственно в режимах «конденсатор - пуск» и «конденсатор - пуск - запуск» для сравнения их рабочих характеристик, таких как крутящий момент, пульсация крутящего момента, КПД и коэффициент мощности. Два двигателя имеют номинальную мощность 1/4 ВД, 110 В, 60 Гц, 1800 об/мин. и питаются от 110V однофазного источника питания. Имеют идентичные обмотки статора (основную и вспомогательную) и роторные беличьи обоймы.

Двигатель 1 работает в режиме «конденсатор-пуск». Его вспомогательная обмотка последовательно с пусковым конденсатором 255 uF отключается, когда его скорость достигает 75% от номинальной. Пусковой конденсатор используется для обеспечения высокого пускового момента.

Двигатель 2 работает в режиме запуска конденсатора. В этом режиме работы используются два конденсатора: пусковой и пусковой конденсаторы. Во время пускового периода вспомогательная обмотка также подключается последовательно к конденсатору 255 uF, но после достижения скорости отключения вспомогательная обмотка остается подключенной последовательно к конденсатору 21,1 uF. Это значение конденсатора оптимизировано для уменьшения пульсаций крутящего момента. Двигатель работает эффективно с высоким коэффициентом мощности.

Два двигателя сначала запускаются без нагрузки, при t = 0. Затем при t = 2 с, когда двигатели достигли установившегося режима, на вал внезапно прикладывается крутящий момент 1 Н· м (номинальный крутящий момент).

Моделирование

Запустите моделирование. В блоке Scope отображаются следующие сигналы для двигателя запуска конденсатора (желтые следы) и двигателя запуска конденсатора (пурпурные следы): суммарный ток (основная + вспомогательная обмотка), ток основной обмотки, ток вспомогательной обмотки, напряжение конденсатора, частота вращения ротора и электромагнитный крутящий момент. Механическая мощность, коэффициент мощности и КПД двигателя 1 и двигателя 2 вычисляются внутри подсистемы обработки сигналов и отображаются на 3 блоках отображения.

В течение периода запуска, пока разъединительный переключатель остается замкнутым (от t = 0 до t = 0,48 с), все формы сигналов идентичны. После открытия переключателя наблюдаются различия, как поясняется ниже.

1. Конденсатор - Пуск:

Наблюдайте пульсации крутящего момента 120 Гц, которые вызывают механические колебания ротора 120 Гц и снижают КПД двигателя. Пульсация пикового крутящего момента составляет около 3 Н, или 300% номинальной нагрузки, когда двигатель работает без нагрузки. Обратите внимание, что пусковой конденсатор остается заряженным при своем пиковом напряжении, когда вспомогательная обмотка выключена.

2. Конденсатор-Пуск-Прогон:

Обратите внимание, что пульсации крутящего момента существенно уменьшаются. Величина рабочего конденсатора оптимизирована для минимизации пульсаций крутящего момента при полной нагрузке. Величина пульсаций крутящего момента составляет от 2 Н.м до пика (200% номинального крутящего момента) при отсутствии нагрузки, в то время как от 0,04 Н.м до пика (4% номинального крутящего момента) при полной нагрузке. Коэффициент мощности и КПД при полной нагрузке (соответственно 90% и 75%) выше, чем у конденсаторно-пускового двигателя (соответственно 61% и 74%).