Однофазный асинхронный двигатель питается от однофазной сети (от двух проводов). Такой двигатель может быть выполнен с одной (рабочей) обмоткой на статоре, однако в этом случае он не имеет пускового момента и должен быть пущен в ход от руки. Такие двигатели применяются весьма редко. Для создания пускового момента двигатель получает, кроме рабочей, вспомогательную обмотку (которая превращает его, строго говоря, в двухфазный). Простейшая вспомогательная обмотка имеет вид короткозамкнутого витка, охватывающего край полюса. Такие двигатели —двигатели с расщепленным полюсом имеют небольшой пусковой момент (10% от момента трехфазного асинхронного двигателя такого же габарита) и применяются в мелких двигателях (вентиляторы, проигрыватели и т. п.), где не требуется значительного пускового момента. Более мощные однофазные двигатели выполняются с вспомогательной обмоткой, которая в отличие от рабочей питается не прямо от сети, а через конденсатор, дроссель или сопротивление. Благодаря этому ток в вспомогательной обмотке сдвигается по фазе относительно тока в рабочей обмотке, и в двигателе создается вращающееся магнитное поле, увлекающее ротор. Чем ближе сдвиг фаз между токами к 90 эл. град, тем симметричнее (ближе к круговому) вращающееся магнитное поле и тем больше пусковой момент.

Наилучшие результаты дает включение вспомогательной обмотки через конденсатор рис. 3-29,а—е.

Вспомогательная обмотка может включаться только йа время пуска, для чего применяются специальные реле или центробежные размыкатели, сидящие на валу двигателя, автоматически отключающие эту обмотку после того, как двигатель разбежался, рис. 3-20,6, ж.

В этом случае пусковая обмотка выполняется с числом витков 60—100% рабочей (включение через пусковой конденсатор) или 35—60% рабочей (включение через пусковой дроссель или сопротивление). Это позволяет увеличить магнитный поток этой обмотки и тем самым пусковой момент. Плотность тока в пусковой обмотке берется с учетом кратковременности ее включения, весьма высокой (в 5—10 раз больше, чем в рабо-

Рис 3-20. Схемы включения обмоток однофазных асинхронных двигателей,

чей). Пусковой момент таких двигателей (при включении через пусковой конденсатор) не меньше, чем у трехфазных, а при включении вспомогательной обмотки через конденсатор и повышающий трансформатор (рис. 3-20,2, е) могут быть получены пусковые моменты даже больше, чем у нормального трехфазного двигателя такого же габарита. Повышение напряжения на конденсаторе позволяет также существенно уменьшить его емкость и габарит. Сопротивления дают пусковые моменты 25-^35% пускового момента трехфазного двигателя. Двигатели с вспомогательной обмоткой, включенной

только на время пуска, хотя и имеют повышенный пусковой момент, имеют ухудшенные показатели при рабочем режиме (пониженную мощность, ухудшенный коэффициент мощности ,и к. п. д.). Мощность их составляет в среднем 40—50% мощности трехфазного двигателя такого же габарита. Лучшие показатели имеют двигатели с постоянно включенной через конденсатор вспомогательной обмоткой. Мощность их достигает 70% и более от мощности соответствующего трехфазного двигателя. Б этом случае конденсатор подбирается из условия получения наилучших данных (получения кругового вращающегося поля) при рабочем режиме (наиболее высокий коэффициент мощности и к. п. д.). Пусковой момент при этом несколько снижается по сравнению с указанными выше для пусковой вспомогательной обмотки величинами.

Число витков вспомогательной обмотки берется близким (0,8—1,2) к числу витков рабочей. Наличие двух конденсаторов — одного, включаемого только на время пуска, и второго, включенного постоянно, позволяет получить однофазный асинхронный двигатель с высокими пусковыми и рабочими параметрами.

Рабочая обмотка обычно занимает ²/з числа пазов статора, вспомогательная 7з Оси (середины) катушечных групп рабочей и вспомогательной обмоток должны быть сдвинуты относительно друг друга на 90 эл. град., т. е. на половину полюсного деления.

Для выполнения однофазной обмотки в статоре по рис. 3-7 нужно положить секции рабочей обмотки в пазы 1, 2, 3, 4—7, 8, 9, 10 и 13, 14, 15, 16—19, 20, 21, 22, а секции вспомогательной обмотки положить в пазы 5, 6—И, 12 и 17, 18—23, 24 В каждой рабочей и вспомогательной обмотке образуются две полюсные группы. В соответствии с изложенными выше правилами секции, входящие в одну полюсную группу, соединяются последовательно а сами rpiynnbi в зависимости от числа витков в секциях и рабочего напряжения соединяются последовательно или параллельно.

В большинстве случаев перемотка статора по приведенному выше примеру необязательна; рабочая и вспомогательная обмотки однофазного дв'игателя могут быть получены из трехфазной обмотки без перемотки.

Схемы включения при трехфазной обмотке приведены на рис. 3-20,5—е. Схема включения по рис. 3-20,(3 может быть осуществлена при наличии шести выводов. Она дает несколько больший пусковой момент. В том случае, когда напряжение сети соответствует фазовому напряжению трехфазной обмотки, применяется схема

рис. 3-20,3 (треугольник). Если напряжение сети соответствует линейному напряжению трехфазной обмогки, применяются схемы рис. 3-20,б?, ж, е (звезда).

Следует иметь в виду, что напряжение на конденсаторе в схемах по рис. 3-20,а, б равно 1,4 U, в схемах рис. 3-20,(5, ж, з равно напряжению сети, а в схемах с трансформатором оно может значительно превышать сетевое. Это следует учитывать при выборе рабочего напряжения конденсатора (если конденсатор рассчитан на работу в цепях постоянного тока, то его рабочее напряжение для работы в сети переменного тока 50 гц должно выбираться в 2—3 раза больше напряжения на его зажимах). Для двигателей с мощностью до 250— 300 вт и напряжением 127—220 в потребная емкость достигает десятков микрофарад, а пусковая даже сотен (100—150) микрофарад. Емкость конденсатора подбирается- экспериментально по минимальному потреблению тока обмотками в рабочем режиме или по максимальному моменту, развиваемому неподвижным двигателем (пусковая емкость).

При перемотке трехфазных двигателей на однофазное питание приходится иногда сталкиваться с таким явлением, когда перемотанный двигатель не разбегается, а застревает на низкой скорости.

Такое явление наблюдается чаще у двухполюсных двигателей (3 000 оЩмин) и в особенности при отсутствии скоса пазов ротора. Более благоприятным с этой точки зрения является ротор с небольшим числом стержней (например, 16—il8 стержней в роторе при 24 пазах статора). Улучшить условия пуска можно, увеличив сопротивление клетки ротора (обточкой торцовых замыкающих колец), а также увеличив на 10—20% воздушный зазор (шлифовкой ротора). Иногда помогает разрезка нескольких симметрично расположенных стержней ротора. В тех случаях, когда допустим повышеяный шум двигателя, благоприятные результаты могут быть получены при нечетном числе стержней ротора. Все мероприятия, связанные с увеличением сопротивления клетки, разумеется, несколько увеличивают номинальное скольжение двигателя.

При использовании двухслойных трехфазных обмоток благоприятное влияние оказывает укорочение шага на ^!/з полюсного деления. Данные по выпускаемым асинхронным однофазным двигателям приведены в книге: Ф. М. Юферов «Электрические двигатели автоматических устройств», Госэнаргоиздат, 1959.