Магнитное поле однофазной обмотки статора при синусоидальном токе является пульсирующим. Это поле может быть представлено в виде двух одинаковых полей, вращающихся в противоположные стороны. Если ротор неподвижен, то оба момента, создаваемые прямым и обратном полями, равны и направлены встречно. Если же ротор привести во вращение с помощью постороннего привода, то суммарное обратное поле от токов статора и ротора уменьшится по сравнению с суммарным прямым полем. Это способствует преобладанию момента, действующего согласно с направлением вращения ротора, и двигатель начинает вращаться самостоятельно [1-3].

Заметим, что полезная мощность трёхфазного двигателя при работе в однофазном режиме снижается до 60-70%.

Для осуществления самостоятельного пуска двигателя можно использовать схему, приведённую на рис. 1.1.

Две фазные обмотки статора соединяются последовательно и включаются в однофазную сеть. Они образуют рабочую или основную обмотку двигателя. Третья фазная обмотка выполняет роль пусковой обмотки. При этом МДС пусковой и рабочей обмоток оказываются смещенными в пространстве на 90 электрических градусов. В цепь пусковой обмотки включается активное ( для двигателей малой мощности ), ёмкостное или индуктивное сопротивление. Включение в цепь пусковой обмотки указанных сопротивлений необходимо для создания фазового сдвига между токами пусковой и рабочей обмоток. Фазовый сдвиг является одним из условий образования вращающегося магнитного поля. Наилучшие результаты получаются при использовании ёмкостного сопротивления.

Величина пусковой ёмкости С_п, равная для схемы на рис. 1.1 сумме С и С_р , выбирается из условия создания кругового вращающегося магнитного поля при неподвижном роторе и рассчитывается по формуле [мкФ]

C_п =   ,

Где  f₁ – частота напряжения питающей сети, Гц;

х_к – индуктивное сопротивление двигателя, определяемое из опыта трёхфазного короткого замыкания, Ом.

Если двигатель запускается без нагрузки на валу, то для трогания с места можно использовать меньшую по величине ёмкость, чем получаемая по формуле.

После разгона двигателя ёмкость в цепи пусковой обмотки следует уменьшить с целью приближения вращающегося поля двигателя к круговому при рабочей частоте вращения ротора. Величина рабочей ёмкости С_р в этих условиях составляет (15 ¸ 20)% от пусковой ёмкости С_п.

Перед пуском двигателя с помощью ключей SA1, SA2 в цепь пусковой обмотки включаются конденсаторные батареи С и С_р. После проверки схемы преподавателем двигатель запускается в ход включением автоматического включателя S1_. Перед пуском двигателя следует убедиться в том, что первичная обмотка трансформатора тока ТТ зашунтирована.

Рис.1.1. Схема пуска конденсаторного двигателя от однофазной сети

При достижении ротором частоты вращения, близкой к номинальной, следует уменьшить ёмкость в цепи пусковой обмотки до величины рабочей ёмкости, отключив с помощью выключателя SA1 ёмкость С.

Помните, что после отключения схемы от сети конденсаторную батарею следует разрядить, замкнув ключи SA 1 и SA 2. Иначе, работая над схемой, можно попасть под разрядное напряжение конденсаторной батареи.

Рабочие характеристики двигателя представляют собой зависимости [1-3] : P₁, I, cosj, h, M= f(P₂), при U₁=const, f₁=const.

Снятия рабочих характеристик в конденсаторном режиме проводится в следующем порядке. Первый отсчёт показаний приборов производится при выключенном выключателе S2 в цепи питания электромагнитного тормоза (ЭМТ). Затем замыкается выключатель S2 и за счёт регулирования тока по амперметру А3 увеличивают тормозной момент, создаваемый ЭМТ на валу двигателя.

Для построения рабочих характеристик необходимо произвести минимум 5-6 отсчётов показаний приборов.

В процессе проведения опытов измеряются:

- напряжение сети U по вольтметру V;

- активная мощность Р₁ по ваттметру W;

- ток обмотки статора “I” по амперметру А;

- тормозной момент на валу двигателя “М” по шкале ЭМТ;

- частота вращения ротора n с помощью тахометра.

Показания приборов заносятся в табл. 1.1.

                                                                                          Таблица 1.1