Motorul Asincron Monofazat

1. CONSIDERAŢII TEORETICE

1.1. Construcţie, principiu şi caracteristici de funcţionare

Motorul asincron monofazat este asemănător din punct de vedere constructiv şi

funcţional motorului trifazat asincron cu rotor în scurtcircuit. Deosebirea esenţială constă

ca miezul magnetic statoric (cu crestături sau poli aparenţi) este echipat de această dată cu

o înfăşurare monofazată principală conectată permanent la reţea în timpul funcţionării şi o

înfăşurare monofazată auxiliară folosită de regulă la pornire (fig.1). În varianta clasică cele

două înfăşurări de tip "distribuit" sunt dispuse în crestăturile unui miez magnetic cilindric

statoric asemănător cu al motorului trifazat.

Dacă se conectează la o reţea de c.a. numai

înfăşurarea principală, curentul care o străbate creează

un câmp magnetic variabil sinusoidal în timp şi cu

distribuţie spaţială sinusoidală fixă faţă de stator.

Acest câmp poate fi considerat ca rezultat prin

suprapunerea a două câmpuri învârtitoare circulare

(unul de succesiune directă şi altul de succesiune

inversă) care se rotesc în sensuri opuse cu turaţiile

sincrone ‘ ± n1 ’, faţă de stator.

Prin interacţiunea dintre aceste două câmpuri

şi curenţi induşi de ele în înfăşurarea rotorică, rezultă

două cupluri electromagnetice Md si Mi (fig.2) care acţionează simultan, în sensuri opuse,

asupra rotorului. Cuplul rezultant M (fig.2,3) este nul dacă rotorul este iniţial în repaus.

Pentru ca motorul sa poată porni

trebuie ca acesta sa fie antrenat într-un

sens sau altul la o turaţie mai mare

decât cea corespunzătoare punctelor A1

şi A2.

Această "lansare" a motorului se poate

face printr-un impuls mecanic sau

electromagnetic cu ajutorul înfăşurări

auxiliare. Ideal, acestea trebuie să

producă un câmp magnetic alternativ de

aceeaşi amplitudine cu cel principal şi

decalat faţă de acesta în timp şi spaţiu

cu câte π/2 radiani.

Prin suprapunerea câmpurilor alternative ale înfăşurărilor principală şi auxiliară, în

întrefier ia naştere un câmp magnetic învârtitor circular rezultant Mr (fig.3) capabil să

asigure pornirea motorului. După pornire faza auxiliară se poate deconecta automat printrun

releu centrifugal sau releu de curent K (fig.1).

Defazarea în timp a câmpului auxiliar faţă de cel principal se face prin înserierea

fazei auxiliare cu un condensator (în majoritatea cazurilor ) sau cu un rezistor (fig.1).

Condiţiile de realizare a câmpului învârtitor circular sunt dificil de realizat şi de aceea

câmpul învârtitor la motorul monofazat asincron este eliptic.

Uneori se folosesc două condensatoare în fază auxiliară, unul pentru pornire Cp care

se deconectează după pornire, şi altul CN care rămâne în circuit şi care produce o mărire a

cuplului şi o îmbunătăţire a factorului de putere (fig.7).

De regulă, Cp = (1.5÷2).CN.

Inversarea sensului de rotaţie se face prin schimbarea conexiunilor la una din cele

două înfăşurări monofazate.

O variantă constructivă des întâlnită o constituie micromotorul asincron cu poli

ecranaţi (fig.4).

Statorul acestuia se realizează bipolar la puteri mici (sub 15 W) şi tetrapolar pentru

puteri mari (până la 200W). De această dată înfăşurarea auxiliară este formată din una sau

mai multe spire în scurtcircuit, ce înconjoară o porţiune din talpa polară.

Curentul alternativ din faza principală creează un flux magnetic ϕ din care o parte

ϕpa (fig.5) străbate planul spirelor ecran şi induce în acestea t.e.m Ea (fig.6). Curentul Ia din

aceasta creează fluxul propriu ϕaa ce se însumează cu fluxul inductor ϕpa. Porţiunea

ecranată a polului va fi străbătută de fluxul rezultant ϕa defazat în timp de unghiul α faţă de

fluxul principal ϕp. Cele două fluxuri alternative ϕa si ϕp decalate în timp cu unghiul α şi în

spaţiu cu unghiul de centru β se compun într-un câmp rezultant învârtitor eliptic care

induce curenţi în rotor şi exercită asupra acestuia un cuplu de rotaţie capabil să pornească

motorul.

1.2 Funcţionarea motorului asincron trifazat ca motor monofazat

În practică se pot ivi situaţii când una din fazele de alimentare ale unui motor

asincron trifazat se întrerupe în timpul funcţionării. În acest caz motorul funcţionează ca

unul monofazat fără fază auxiliară. Dacă cuplul rezistent la arbore nu se micşorează, se

observă o scădere uşoara a turaţiei şi o creştere a curentului, maşina fiind în pericol de

încălzire excesivă.

Motorul poate funcţiona însă dacă se micşorează corespunzător cuplul rezistent.

În schimb, dacă motorul este oprit, acesta nu mai este capabil să pornească dacă se

alimentează în două faze.