Регулировка режимов питания электродвигателей

Как уже отмечалось, вал электродвигателя типа ЭДГ-1 вращается с равномерной скоростью и без вибрации только при оптимальном режиме питания обмоток статора. Если же этот режим не будет установлен, то вал будет вращаться неравномерно и с вибрациями, которые создадут детонацию в виде "дрожания" или "хрипения" звука.

Оптимальный режим двигателя получается в том случае, когда отношение величины напряжения на вспомогательной обмотке к величине напряжения на основной обмотке равно коэффициенту трансформации двигателя, а фазы токов в обмотках сдвинуты во времени на четверть периода, т. е. угол между векторами токов обмоток составляет 90°. Коэффициент трансформации двигателя численно равен отношению эффективного числа - витков вспомогательной обмотки к эффективному числу витков основной обмотки статора, причем под эффектовным числом витков понимается произведение числа витков на обмоточный коэффициент. Так как в электродвигателе ЭДГ-1 обмотки статора имеют одинаковую конструкцию, то в этом отношении эффективные числа витков можно заменить номинальными.

Для определения угла ер между векторами токов обмоток используется векторная диаграмма двигателя, показанная на рис. 22 для двигателей M1 и М2. Здесь:

Рис. 22. Векторная диаграмма двигателя M1 или М2

U‾_А - вектор напряжения на основной обмотке, который составляется из вектора напряжения U‾_AR, обусловленного активной составляющей сопротивления, и вектора напряжения U_AL, вызванного индуктивной составляющей; U‾_B - вектор напряжения на вспомогательной обмотке, который также составляется из векторов напряжений U_BR и U _BL U_C - вектор напряжения на конденсаторах С1, С2 или С5, С6 (емкостное сопротивление).

Вектор тока I‾_А основной обмотки направлен вдоль вектора напряжения U‾_AR и сдвинут относительно вектора полного напряжения U‾_A на угол φ_А, а вектор токаря вспомогательной обмотки направлен вдоль вектора U‾_R и составляет угол φ_B с вектором U_B.

Векторная диаграмма электродвигателя М3 с двумя конденсаторами приведена на рис. 23. Здесь U‾₁ - вектор напряжения блока питания, подводимого к двигателю. На диаграмме можно видеть, что напряжение на основной обмотке U_А превышает напряжение питания U₁, и это превышение тем больше, чем меньше емкость конденсатора С3, т. е. больше напряжение U_C3. С уменьшением емкости конденсатора С4 увеличивается его сопротивление, а следовательно, увеличиваются и напряжения U_C4 и U_B, повышая мощность двигателя. Однако при этом уменьшается угол φ, т. е. угол между векторами токов I‾_А и I‾_В в обмоток, что нарушает оптимальный режим питания статора.

Рис. 23. Векторная диаграмма двигателя М3

Перед регулировкой режимов питания электродвигателей в магнитофоне рекомендуется проверить их коэффициент трансформации, который может отличаться от расчетного (k = W_B/W_A) из-за неоднородности изготовления катушек статора. Для этого необходимо провести два опыта холостого хода при однофазном питании.

В первом опыте на основную обмотку статора подается номинальное напряжение U_A, при котором работает двигатель, а к отсоединенной вспомогательной обмотке подключается вольтметр переменного тока. Затем ротор двигателя приводят во вращение со скоростью, близкой к синхронной, например от другого двигателя, и отмечается показание вольтметра U'_B. При этом вольтметр показывает величину наводимой э. д. с. во вспомогательной обмотке.

Во втором опыте отключается основная обмотка, а на вспомогательную обмотку подается напряжение U_B, которое на 20% больше рабочего, т. е. того напряжения, которое существует на обмотке при работе двигателя в магнитофоне. Затем, как и в первом опыте, ротор двигателя приводится во вращение в ту же сторону и с той же скоростью, после чего измеряется э. д. с. (U′_A), наводимая в основной обмотке.

По полученным данным коэффициент трансформации двигателя определяется с помощью формулы:

Режим питания электродвигателей подкатушных узлов можно менять подбором величины емкости конденсатора и питающего напряжения сети. Так как эти двигатели при работе магнитофона вращаются медленно, то их крыльчатка недостаточно охлаждает двигатель. Поэтому с целью предотвращения перегрева питающее напряжение, подводимое к двигателю, понижают до 110 или 127 в. Однако оно достаточно для протягивания ленты до конца рулона.

После установки питающего напряжения магнитофон включается в работу и при протяжке ленты измеряются напряжения на основной и вспомогательных обмотках, а также на конденсаторе С. По полученным величинам строится векторная диаграмма. Для этого в масштабе рисуется вектор U‾_А (см. рис. 22). Затем из точек О и М циркулем проводятся две дуги радиусами, соответствующими векторам напряжений U‾_B и U‾_C. Пересечение дуг дает точку К диаграммы. Эта точка при увеличении емкости конденсатора смещается вверх и удаляется от вектора U′‾_A, а преуменьшении - опускается и приближается к вектору U′‾_А.

Затем из середины вектора U‾_A проводится окружность через точки М и О, пересечение которой с вектором U‾_C дает точку Л. Через точку Л проводится вектор I‾_B и определяется угол φ_B. Под этим углом (φ_B = φ_A) к вектору U‾_А строится вектор I‾_А, пересечение которого с окружностью дает точку Н.

По построенной векторной: диаграмме определяется угол между векторами I‾_В и I‾_А^*, который должен быть близок к 90°, а отношение величин векторов U‾_B/U‾_А должно быть равно коэффициенту трансформации двигателя. Последний увеличивается с увеличением емкости конденсатора С и уменьшается при ее уменьшении. Подбором величины емкости добиваются получения необходимого коэффициента трансформации, так как он наиболее критичен при получении кругового вращающегося поля.

^* (Можно не строить векторы I‾_B и I‾_A, а угол φ определить между векторами U‾_A и U‾_В.)

Регулировка режима питания ведущего двигателя осуществляется подбором величины емкости конденсатора С4.

Векторная диаграмма ведущего двигателя строится следующим способом. В масштабе рисуется вектор U‾₁ и из точек О и М (см. рис. 23) циркулем проводятся две дуги радиусами, соответствующими напряжениям U_B и U_C4. Их пересечение дает точку К диаграммы, к которой проводятся векторы U‾_B и U‾_C. Из середины вектора U‾₁ строится окружность, проходящая через точки М и О, пересечение которой с вектором U‾_C определяет точку Л, а следовательно, и положение вектора I‾_B. Затем из точек О и М проводятся еще две дуги, но теперь радиусами, соответствующими напряжениям U_A И U_C. Через точку пересечения М′ и точку М строится прямая, второе пересечение которой с окружностью дает точку Н. Вектор I‾_А проводится из точки О к точке Н. По полученной векторной диаграмме определяется угол φ между векторами I‾_B и I‾_А, который должен быть близок к 90°, а отношение величин векторов U‾_B/U_А должно быть равно коэффициенту трансформации ведущего электродвигателя. Специфичным для этой схемы является увеличенное напряжение на обмотках и фазосдвигающем конденсаторе С4.