Двухфазный двигатель


Двухфа́зный дви́гатель — электрический двигатель переменного тока с двумя обмотками, статор которого содержит две обмотки, сдвинутые в пространстве на 90°. При подаче на двигатель двухфазного тока, сдвинутого по фазе на 90°, образуется вращающееся магнитное поле. Двухфазными могут быть асинхронные, синхронные, шаговые и вентильные двигатели. Ротор двухфазного двигателя может короткозамкнутым в виде «беличьего колеса», либо содержать постоянный магнит или электромагнит в соответствии с типом двигателя. Двухфазные электродвигатели предназначаются для работы в двухфазной электросети, предназначенными для подключения в однофазную сеть (см. конденсаторный двигатель), либо использоваться совместно с инвертором с двухфазным выходом.

Данный двигатель конструктивно представляет содержит две обмотки статора, смещённые на 90° относительно друг друга, короткозамкнутый ротор типа «беличье колесо», клеммную коробку для подключения. Обычно число стержней короткозамкнутого ротора не связано с числом пар полюсов статора, то есть при двух парах полюсов статора число стержней ротора может быть, например, 14 штук. Есть некие соображения, по которым число стержней ротора должно быть связано с числом полюсов ротора.

В двухфазном электродвигателе создается вращающий момент, обусловленный токами, вызванными вращающимся магнитным полем в стержнях ротора электродвигателя. Ротор получает ускорение до тех пор, пока он — как и в трёхфазном асинхронном двигателе — не достигнет определенной конечной частоты вращения, которая ниже частоты вращения поля.

Впервые идеи использования двухфазного тока для создания вращающего момента были высказаны Домиником Араго в 1827 году, практическое применение было описано Николой Тесла в его патентах от 1888 года, примерно тогда же им была разработана конструкция данного типа двигателей. Это самая первая появившаяся конструкция асинхронного двигателя — трёхфазный был изобретён позже М. О. Доливо-Добровольским.

Обе обмотки двигателя, предназначенного для работы в двухфазной сети, выполнены одним типом провода и содержат равное количество витков. Характеристики такого двигателя близки характеристикам трёхфазного двигателя, однако широкого распространения такие двигатели не получили, так как не получила распространение сама двухфазная сеть.

Существует возможность питать обе обмотки статора от одной и той же сети однофазного тока. При этом одна обмотка включается напрямую в сети, а последовательно с другой должно быть подключено устройство, смещающее фазу тока относительно напряжения. В качестве таких элементов могут использоваться резистор, катушка индуктивности, но наибольшее распространение получила наиболее эффективная схема с применением конденсатора.[1]. На рисунке показана схема двухфазного асинхронного двигателя с конденсатором при питании от сети переменного тока.