Однофазный двигатель с пусковой обмоткой схема подключения: Однофазный асинхронный двигатель: 6 схем работы

Содержание

Однофазный асинхронный двигатель: 6 схем работы

Изготовление самодельных станков и механизмов требует наличия источника крутящего момента, способного развивать высокую механическую мощность на валу привода при питании от сети 220 вольт.

Для этих целей подходит электродвигатель от бетономешалки, стиральной машины, другого оборудования или просто приобретенный в продаже.

В статье я рассказываю все про однофазный асинхронный двигатель, схема подключения которого зависит от внутренней конструкции и может быть выполнена с пусковой обмоткой или конденсаторным запуском.

Содержание статьи

С чего обязательно следует начинать подключение двигателя: 2 важных момента, проверенные временем

Перед первым включением любого электродвигателя необходимо уточнить его устройство: конструкцию статора и ротора, состояние подшипников.

На собственном и чужом опыте могу заверить, что проще раскрутить несколько гаек, осмотреть внутреннюю конструкцию, выявить дефекты на начальном этапе и устранить их, чем после запуска в непродолжительную работу заниматься сложным ремонтом, который можно было предотвратить.

Важное предупреждение

Начинающие электрики довольно часто сами создают неисправности двигателя, нарушая технологию его разборки, работая обычным молотком: разбивают грани вала.

Для сохранения структуры деталей без их повреждения необходимо использовать специальный съемник подшипников электродвигателя.

В самом крайнем случае, когда его нет, удары молотком наносят через толстые пластины из мягкого металла (медь, алюминий) или плотную сухую древесину (яблоня, груша, дуб).

Как состояние подшипников влияет на работу двигателя

Любой асинхронный электродвигатель (АД) имеет ротор с короткозамкнутыми обмотками. В них наводится ток, создающий магнитный поток, взаимодействующий с вращающимся магнитным полем статора, которое и является его источником движения.

Ротор внутри корпуса крепится на подшипниках. Их состояние сильно влияет на качество вращения. Они призваны обеспечить легкое скольжение вала без люфтов и биений. Любые нарушения недопустимы.

Дело в том, что обмотку статора можно рассматривать как обыкновенный электромагнит. Если у ротора разбиты подшипники, то он под действием магнитного поля станет притягиваться, приближаясь к статорной обмотке.

Зазор между вращающейся и стационарной частями очень маленький. Поэтому касания или биения ротора могут задевать, царапать, деформировать статорные обмотки, безвозвратно повреждая их. Ремонт потребует полной перемотки статора, а это весьма сложная работа.

Обязательно разбирайте электродвигатель перед его подключением, тщательно осматривайте всю его внутреннюю конструкцию.

Обращайте особое внимание на состояние подшипников, выполнение нормативов по допускам и посадкам, качество смазки. Сухую и старую смазку обязательно необходимо заменять свежей.

Что надо учитывать в конструкции статорных обмоток и как их подготовить

Домашнему мастеру чаще всего попадают электродвигатели, которые уже где-то поработали, а, возможно, и прошли реконструкцию или перемотку. Никто об этом обычно не заявляет, на шильдиках и бирках информацию не меняют, оставляют прежней. Поэтому рекомендую визуально осмотреть их внутренности.

Статорные катушки у асинхронных двигателей для питания от однофазной и трехфазной сети отличаются количеством обмоток и конструкцией.

Трехфазный электродвигатель имеет три абсолютно одинаковые обмотки, разнесенные по направлению вращения ротора на 120 угловых градусов. Они выполнены из одного провода с одинаковым числом витков.

Все они имеют равное активное и индуктивное сопротивление, занимают одинаковое число пазов внутри статора.

Это позволяет первоначально оценивать их состояние обычным цифровым мультиметром в режиме омметра при отключенном напряжении.

Однофазный асинхронный двигатель имеет две разные обмотки на статоре, разнесенные на 90 угловых градусов. Одна из них создана для длительного прохождения тока в номинальном режиме работы и поэтому называется основной, главной либо рабочей.

Для уменьшения нагрева ее делают более толстым проводом, обладающим меньшим электрическим сопротивлением.

Перпендикулярно ей смонтирована вторая обмотка большего сопротивления и меньшего диаметра, что позволяет различать ее визуально. Она создана для кратковременного протекания пусковых токов и отключается сразу при наборе ротором номинального числа оборотов.

Пусковая или вспомогательная обмотка занимает примерно 1/3 пазов статора, а остальная часть отведена рабочим виткам.

Однако, приведенное правило имеет исключения: на практике встречаются однофазные электродвигатели с двумя одинаковыми обмотками.

Для подключения статора к питающей сети концы обмоток выводят наружу проводами. С учетом того, что одна обмотка имеет два конца, то у трехфазного электродвигателя может быть, как правило, шесть выводов, а у однофазного — четыре.

Но из этого простого правила встречаются исключения, связанные с внутренней коммутацией выводов для упрощения монтажа на специальном оборудовании:

  • у трехфазных двигателей из статора могут выводиться:
    • три жилы при внутренней сборке схемы треугольника;
    • или четыре — для звезды;
  • однофазный электродвигатель может иметь:
    • три вывода при внутреннем объединении одного конца пусковой и рабочей обмоток;
    • или шесть концов для конструкции с пусковой обмоткой и встроенным контактом ее отключения от центробежного регулятора.

Как видите, судить о конструкции асинхронного двигателя по количеству выведенных проводов на клеммнике от обмоток статора можно, но вероятность ошибки довольно высока. Нужен более тщательный анализ его устройства.

Техническое состояние изоляции обмоток

Где и в каких условиях хранился статор не всегда известно. Если он находился без защиты от атмосферных осадков или внутри влажных помещений, то его изоляция требует сушки.

В домашней обстановке разобранный статор можно поместить в сухую комнату для просушки. Ускорить процесс допустимо обдувом вентилятора или нагревом обычными лампами накаливания.

Обращайте внимание, чтобы разогретое стекло лампы не касалось провода обмоток, обеспечивайте воздушный зазор. Окончание процесса сушки связано с восстановлением свойств изоляции. Этот процесс необходимо контролировать замерами мегаомметром.

Как отличить конструкцию однофазного асинхронного электродвигателя и определить его тип по статистической таблице

Привожу выдержку из книги Алиева И И про асинхронные двигатели, вернее таблицу основных электрических характеристик.

Как видите, промышленностью массово выпущены модели с:

  • повышенным сопротивлением пусковой обмотки;
  • пусковым конденсатором;
  • рабочим конденсатором;
  • пусковым и рабочим конденсатором;
  • экранированными полюсами.

А еще здесь не указаны более новые разработки, называемые АЭД — асинхронные энергосберегающие двигатели, обеспечивающие:

  • значительное снижение реактивной мощности;
  • повышение КПД;
  • уменьшение потребления полной мощности при той же нагрузке на вал, что и у обычных моделей.

Их конструкторское отличие: внутри зубцов сердечника статора выполнены углубления. В них жестко вставлены постоянные магниты, взаимодействующие с вращающимся магнитным полем.

Во всем этом многообразии вам предстоит разбираться самостоятельно с неизвестной конструкцией. Здесь большую помощь может оказать техническое описание или шильдик на корпусе.

Я же дальше рассматриваю только две наиболее распространенные схемы запуска АД в работу.

Схема подключения асинхронного двигателя с пусковой обмоткой: последовательность сборки

Например, мы определили, что из статора выходят четыре или три провода. Вызваниваем между ними активное сопротивление омметром и определяем пусковую и рабочую обмотку.

Допустим, что у четырех проводов между собой вызваниваются две пары с сопротивлением 6 и 12 Ом. Скрутим произвольно по одному проводу от каждой обмотки, обозначим это место, как «общий провод» и получим между тремя выводами замер 6, 12, 18 Ом.

Точками на этой схеме я обозначил начала обмоток. Пока на этот вопрос не обращайте внимание. Но, к нему потребуется вернуться дальше, когда возникнет необходимость выполнять реверс.

Цепочка между общим выводом и меньшим сопротивлением 6Ω будет главной, а большим 12Ω — вспомогательной, пусковой обмоткой. Последовательное их соединение покажет суммарный результат 18 Ом.

Помечаем эти 3 конца уже понятной нам маркировкой:

  • О — общий;
  • П — пусковой;
  • Р — рабочий.

Дальше нам понадобиться кнопка ПНВС, специально созданная для запуска однофазных асинхронных двигателей. Ее электрическая схема представлена тремя замыкающими контактами.

Но, она имеет важное отличие от кнопки запуска трехфазных электродвигателей ПНВ: ее средний контакт выполнен с самовозвратом, а не фиксацией при нажатии.

Это означает, что при нажатии кнопки все три контакта замыкаются и удерживаются в этом положении. Но, при отпускании руки два крайних контакта остаются замкнутыми, а средний возвращается под действием пружины в разомкнутое состояние.

Эту кнопку и клеммы вывода обмоток статора из электродвигателя соединяем трехжильным кабелем так, чтобы на средний контакт ПНВС выходил контакт пусковой обмотки. Выводы П и Р подключаем на ее крайние контакты и помечаем.

С обратной стороны кнопки между контактами пусковой и рабочей обмоток жестко монтируем перемычку. На нее и второй крайний контакт подключаем кабель питания бытовой сети 220 вольт с вилкой для установки в розетку.

При включении этой кнопки под напряжение все три контакта замкнутся, а рабочая и пусковая обмотка станут работать. Буквально через пару секунд двигатель закончит набирать обороты, выйдет на номинальный режим.

Тогда кнопку запуска отпускают:

  • пусковая обмотка отключается самовозвратом среднего контакта;
  • главная обмотка двигателя продолжает раскручивать ротор от сети 220 В.

Это самая доступная схема подключения асинхронного двигателя с пусковой обмоткой для домашнего мастера. Однако, она требует наличия кнопки ПНВС.

Если ее нет, а электродвигатель требуется срочно запустить, то ее допустимо заменить комбинацией из двухполюсного автоматического выключателя и обычной электрической кнопки соответствующей мощности с самовозвратом.

Придется включать их одновременно, а кнопку отпускать после раскрутки электродвигателя.

Все запуски электродвигателей и любого электрического оборудования всегда выполняйте с защитой этих цепей автоматическими выключателями. Они предотвратят развитие аварийных ситуаций при возникновении любых случайных ошибок.

С целью закрепления материала по этой теме рекомендую посмотреть видеоролик владельца Oleg pl. Он как раз показывает конструкцию встроенного центробежного регулятора, предназначенного для автоматического отключения вспомогательной обмотки.

Схема подключения асинхронного двигателя с конденсаторным запуском: 3 технологии

Статор с обмотками для запуска от конденсаторов имеет примерно такую же конструкцию, что и рассмотренная выше. Отличить по внешнему виду и простыми замерами мультиметром его сложно, хотя обмотки могут иметь равное сопротивление.

Ориентируйтесь по заводскому шильдику и таблице из книги Алиева. Такой электродвигатель можно попробовать подключить по схеме с кнопкой ПНВС, но он не станет раскручиваться.

Ему не хватит пускового момента от вспомогательной обмотки. Он будет гудеть, дергаться, но на режим вращения так и не выйдет. Здесь нужно собирать иную схему конденсаторного запуска.

2 конца разных обмоток подключают с общим выводом О. На него и второй конец рабочей обмотки подают через коммутационный аппарат АВ напряжение бытовой сети 220 вольт.

Конденсатор подключают к выводам пусковой и рабочей обмоток.

В качестве коммутационного аппарата можно использовать сдвоенный автоматический выключатель, рубильник, кнопки типа ПНВ или ПНВС.

Здесь получается, что:

  • главная обмотка работает напрямую от 220 В;
  • вспомогательная — только через емкость конденсатора.

Эта схема используется для легкого запуска конденсаторных электродвигателей, включаемых в работу без тяжелой нагрузки на привод, например, вентиляторы, наждаки.

Если же в момент запуска необходимо одновременно раскручивать ременную передачу, шестеренчатый механизм редуктора или другой тяжелый привод, то в схему добавляют пусковой конденсатор, увеличивающий пусковой момент.

Принцип работы такой схемы удобно приводить с помощью все той же кнопки ПНВС.

Ее контакт с самовозвратом подключается на вспомогательную обмотку через дополнительный пусковой конденсатор Сп. Второй конец его обкладки соединяется с выводом П и рабочей емкостью Ср.

Дополнительный конденсатор в момент запуска электродвигателя с тяжелым приводом помогает ему быстро выйти на номинальные обороты вращения, а затем просто отключается, чтобы не создавать перегрев статора.

Эта схема таит в себе одну опасность, связанную с длительным хранением емкостного заряда пусковым конденсатором после снятия питания 220 при отключении электродвигателя.

При неаккуратном обращении или потере внимательности работником ток разряда может пройти через тело человека. Поэтому заряженную емкость требуется разряжать.

В рассматриваемой схеме после снятия напряжения и выдергивания вилки со шнуром питания из розетки это можно делать кратковременным включением кнопки ПНВС. Тогда емкость Сп станет разряжаться через пусковую обмотку двигателя.

Однако не все люди так поступают по разным причинам. Поэтому рекомендуется в цепочку пуска монтировать два дополнительных резистора.

Сопротивление Rр выбирается номиналом около 300÷500 Ом нескольких ватт. Его задача — после снятия напряжения питания осуществить разряд вспомогательной емкости Сп.

Резистор Rо низкоомный и мощный выполняет роль токоограничивающего сопротивления.

Добавление резисторов в схему пуска электродвигателя повышает безопасность его эксплуатации, автоматически ограничивает протекание емкостного тока разряда заряженного конденсатора через тело человека.

Где взять номиналы главного и вспомогательного конденсаторов?

Дело в том, что величину пусковой и рабочей емкости для конденсаторного запуска однофазного АД завод определяет индивидуально для каждой модели и указывает это значение в паспорте.

Отдельных формул для расчета, как это делается для конденсаторного запуска трехфазного двигателя в однофазную сеть по схемам звезды или треугольника просто нет.

Вам потребуется искать заводские рекомендации или экспериментировать в процессе наладки с разными емкостями, выбирая наиболее оптимальный вариант.

Владелец
видеоролика “I V Мне интересно” показывает способы оптимальной настройки параметров схемы запуска конденсаторных двигателей.

Как поменять направление вращения однофазного асинхронного двигателя: 2 схемы

Высока вероятность того, что АД запустили по одному из вышеперечисленных принципов, а он крутится не в ту сторону, что требуется для привода.

Другой вариант: на станке необходимо обязательно выполнять реверс для обработки деталей. Оба эти случаи поможет реализовать очередная разработка.

Возвращаю вас к начальной схеме, когда мы случайным образом объединяли концы главной и вспомогательной обмоток. Теперь нам надо сменить последовательность включения одной из них. Показываю на примере смены полярности пусковой обмотки.

В принципе так можно поступить и с главной. Тогда ток по этой последовательно собранной цепочке изменит направление одного из магнитных потоков и направление вращения ротора.

Для одноразового реверса этого переключения вполне достаточно. Но для станка с необходимостью периодической смены направления движения привода предлагается схема реверса с управлением тумблером.

Этот переключатель можно выбрать с двумя или тремя фиксированными положениями и шестью выводами. Подбирать его конструкцию необходимо по току нагрузки и допустимому напряжению.

Схема реверса однофазного АД с пусковой обмоткой через тумблер имеет такой вид.

Пускать токи через тумблер лучше от вспомогательной обмотки, ибо она работает кратковременно. Это позволит продлить ресурс ее контактов.

Реверс АД с конденсаторным запуском удобно выполнить по следующей схеме.

Для условий тяжелого запуска параллельно основному конденсатору через средний контакт с самовозвратом кнопки ПНВС подключают дополнительный конденсатор. Эту схему не рисую, она показана раньше.

Переключать положение тумблера реверса необходимо исключительно при остановленном роторе, а не во время его вращения. Случайная смена направления работы двигателя под напряжением связана с большими бросками токов, что ограничивает его ресурс.

Поэтому место расположения тумблера реверса на станке необходимо выбирать так, чтобы исключить случайное оперирование им во время работы. Устанавливайте его в углублениях конструкции.

Если у вас еще остались неясные моменты про однофазный асинхронный двигатель и схему подключения, то задавайте их в комментариях. Обязательно обсудим.

Схема подключения однофазного электродвигателя 220В (видео)

Вопрос как подключить однофазный электродвигатель очень часто возникает на практике из-за высокой популярности применения подобных агрегатов для решения различных бытовых задач.

Схема подключения однофазного электродвигателя достаточно проста и требует учета всего одного принципиального момента: для обеспечения его работоспособности необходимо вращающееся магнитное поле. При наличии только однофазной сети переменного тока на момент запуска электродвигателя его приходится формировать искусственно через применение соответствующих схемных решений.

Обмотки электромотора

Укладка обмоток в статоре однофазного электродвигателя

Конструкция любого однофазного электродвигателя предполагает использование как минимум трех катушек. Две из них являются элементов конструкции статора,включены параллельно. Одна из них является рабочей, а вторая выполняет функции пусковой. Их клеммы выведены на корпус двигателя и используются для подключения к сети. Обмотка ротора выполнена короткозамкнутой. К сети подключатся две из них, остальные служат для коммутации.

Для изменения мощности рабочая катушка может формироваться из двух частей, которые включаются последовательно.

Визуально идентифицировать рабочую и пусковую обмотку можно по сечению провода: у первой из них оно заметно больше. Можно замерить сопротивление тестером подключением его к клеммам: у рабочей обмотки его величина будет меньше. Как правило, сопротивления обмоток будет составлять не более нескольких десятков Ом.

Особенности формирования вращающего момента

Магнитное поле, создаваемое катушками электродвигателя, имеет фазовый сдвиг на 90 градусов. Это обычно достигается через конденсатор, который последовательно включается в цепь запуска. Возможные варианты соединения показаны на рисунке ниже.

Варианты создания сдвига фаз

Пусковая катушка может работать постоянно. Допустима также схема, основанная на ее отключении после достижения номинальной частоты вращения ротора. Постоянное подключение пусковой обмотки усложняет конструкцию двигателя, но улучшает его характеристики. На особенностях подключения к сети эти различия не сказываются.

Для упрощения запуска двигателя с рабочим конденсатором, перед подачей на него тока от сети параллельно ему подключают вспомогательную емкость.

Однофазный электромотор позволяет простыми средствами изменить направление вращения вала на противоположное. Для этого производится сдвиг фазы тока, поступающего от сети и протекающего через цепи запуска, меняется на противоположный. Данная процедура реализуется простым изменением порядка включения пусковой обмотки при ее соединении с рабочей обмоткой.

Конденсаторы

Схема подключения однофазных конденсаторных двигателей: а – с рабочей емкостью Ср, б – с рабочей емкостью Ср и пусковой емкостью Сп.

Электродвигатель может комплектоваться двумя разновидностями конденсаторов. Наличие емкости, включаемой последовательно спусковой обмоткой и пропускающей через себя ток для сдвига фазы, является обязательным. Ее значение заимствуется из паспортных данных электродвигателя и дублируется на его шильдике.

При отсутствии конденсатора нужной емкости допустимо применять любой другой с близким номиналом. При слишком сильном отклонении в меньшую сторону двигатель может не начать вращаться без ручной прокрутки его вала, а затем не будет развивать нужную мощность. При значительном превышении емкости начнется сильный нагрев.

Емкость дополнительного пускового компонента выбирается в два-три раза выше по сравнению с основным. Такая величина обеспечивает максимальный стартовый момент.

Для включения пускового элемента может использоваться как обычная кнопка, так и более сложные схемы.

Косвенное включение

Подключение однофазного двигателя

Основным компонентом схемы косвенного включения является магнитный пускатель, который включается в разрыв между выходом силовой сети и электродвигателем.

Силовые контакты этого блока выполнены как нормально разомкнутые. Магнитный пускатель по величине максимального протекающего через него тока относится к одной из семи нормированных групп. Из-за небольшой мощности однофазных электродвигателей обычно достаточно устройства первой группы, максимальное значение коммутируемого тока которого составляет 10 А.

Управляющая часть катушки предназначена для подключения к сетям с различным напряжением. Наиболее удобным является магнитный пускатель с управлением от 220в переменного тока.

Особенности применения магнитного пускателя

В управляющей части устройства предусмотрено несколько пар контактов, на которых собирается схема релейной автоматики. Один из них всегда является нормально замкнутым, а второй – нормально разомкнутым.

У кнопки «Пуск» рабочим считается нормально разомкнутый контакт, а у кнопки «Стоп» задействован нормально замкнутый элемент.

При выполнении подключения рассматриваемого устройства осуществляются соединения нескольких типов.

Схема подключения однофазного двигателя

Фаза, наряду с входной клеммой, подключается также к входу контакта кнопки «Стоп», а ноль соединяется с входной клеммой катушки, что обеспечивает протекание через нее управляющего тока.

Активный контакт кнопки «Пуск» при работающем двигателе шунтируется аналогичным элементом катушки.

Для формирования этой цепи выполняются два дополнительных соединения, схема которых показана на рисунке выше:

  • выход рабочего контакта кнопки «Стоп» параллельно соединяется с контактами выхода кнопки «Пуск» и входа управляющей катушки,
  • выход нормально разомкнутого контакта управляющей катушки параллельно соединяется с ее выходной клеммой и с входом рабочего контакта кнопки «Пуск».

Заключение

Процесс подключения однофазного электромотора к сети 220в не отличается большой сложностью и фактически требует только желания, минимального набора простейших инструментов, наличия схемы соединений и аккуратности в работе. Из расходных материалов нужны только провода. Из-за опасности короткого замыкания и больших величин токов, протекающих через обмотки двигателя, необходимо обязательно выполнять требования техники безопасности и не забывать про старое, но очень действенное правило: «Семь раз отмерь, один раз отрежь».

Подключение асинхронного двигателя на 220 (видео, фото, схема)

Так как питающие напряжения у различных потребителей могут различаться друг от друга, возникает необходимость переподключения электрооборудования. Сделать подключение асинхронного двигателя на 220 вольт безопасным для дальнейшей работы оборудования достаточно просто, если следовать предложенной инструкции.

На самом деле это не является невыполнимой задачей. Если сказать коротко, то все, что нам нужно, это правильно подключить обмотки. Существует два основных типа асинхронных двигателей: трехфазные с обмоткой звезда – треугольник, и двигатели с пусковой обмоткой (однофазные). Последние используются, например, в стиральных машинах советской конструкции. Их модель АВЕ-071-4С. Рассмотрим каждый вариант по очереди.

Трехфазный

Асинхронный двигатель переменного тока имеет очень простую конструкцию по сравнению с другими видами электрических машин. Он довольно надежен, чем и объясняется его популярность. К сети переменного напряжения трехфазные модели включаются звездой или треугольником. Такие электродвигатели также различаются значением рабочего напряжения: 220–380 в, 380–660 в, 127–220 в.

Такие электродвигатели применяются на производстве, так как трехфазное напряжение чаще всего используется именно там. И в некоторых случаях бывает, что вместо 380 в есть трехфазное 220. Как их включить в сеть, чтобы не спалить обмотки?

Переключение на нужное напряжение

Для начала необходимо убедиться в том, что наш двигатель имеет нужные параметры. Они написаны на бирке, прикрепленной у него сбоку. Там должно быть указано, что один из параметров – 220в. Далее, смотрим подключение обмоток. Стоит запомнить такую закономерность схемы: звезда – для более низкого напряжения, треугольник – для более высокого. Что это означает?

Увеличение напряжения

Предположим, на бирке написано: Δ/Ỵ220/380. Это значит, что нам нужно включение треугольником, так как чаще всего соединение по умолчанию – на 380 вольт. Как это сделать? Если электродвигатель в борне имеет клеммную коробку, то несложно. Там есть перемычки, и все, что нужно – переключить их в нужное положение.

Но что, если просто выведено три провода? Тогда придется аппарат разбирать. На статоре нужно найти три конца, которые между собой спаяны. Это и есть соединение звездой. Провода нужно рассоединить и подключить треугольником.

В данной ситуации это сложностей не вызывает. Главное помнить, что есть начало и конец катушек. К примеру, возьмем за начало концы, которые были выведены в борно электродвигателя. Значит то, что спаяно – это концы. Теперь важно не перепутать.

Подключаем так: начало одной катушки соединяем с концом другой, и так далее.

Как видим, схема простая. Теперь двигатель, который был соединен для 380, можно включать в сеть 220 вольт.

Уменьшение напряжения

Предположим, на бирке написано: Δ/Ỵ 127/220. Это означает, что нужно подсоединение звездой. Опять же, если есть клеммная коробка, то все хорошо. А если нет, и включен наш электродвигатель треугольником? А если еще и концы не подписаны, то как их правильно соединить? Ведь здесь тоже важно знать, где начало намотки катушки, а где конец. Есть некоторые способы решения этой задачи.

Для начала разведем все шесть концов в стороны и омметром найдем сами статорные катушки.

Возьмем скотч, изоленту, еще что-нибудь из того, что есть, и пометим их. Пригодится сейчас, а может быть, и когда-нибудь в будущем.

Берем обычную батарейку и подсоединяем к концам а1-а2. К двум другим концам (в1-в2) подсоединяем омметр.

В момент разрыва контакта с батарейкой стрелка прибора качнется в одну из сторон. Запомним, куда она качнулась, и включаем прибор к концам с1-с2, при этом не меняем полярность батарейки. Проделываем все заново.

Если стрелка отклонилась в другую сторону, тогда меняем провода местами: с1 маркируем как с2, а с2 как с1. Смысл в том, чтобы отклонение было одинаковым.

Теперь батарейку с соблюдением полярности соединяем с концами с1-с2, а омметр – на а1-а2.

Добиваемся того, чтобы отклонение стрелки на любой катушке было одинаковым. Перепроверяем еще раз. Теперь один пучок проводов (например, с цифрой 1) у нас будет началом, а другой – концом.

Берем три конца, например, а2, в2, с2, и соединяем вместе и изолируем. Это будет соединение звездой. Как вариант, можем вывести их в борно на клеммник, промаркировать. На крышку наклеиваем схему соединения (или рисуем маркером).

Переключение треугольник – звезда сделали. Можно подключаться к сети и работать.

Однофазный

Теперь поговорим еще об одном виде асинхронных электродвигателей. Это однофазные конденсаторные машины переменного тока. У них две обмотки, из которых, после пуска, работает только одна из них. Такие двигатели имеют свои особенности. Рассмотрим их на примере модели АВЕ-071-4С.

По-другому они еще называются асинхронными двигателями с расщепленной фазой. У них на статоре намотана еще одна, вспомогательная обмотка, смещенная относительно основной. Пуск производится при помощи фазосдвигающего конденсатора.

Схема однофазного асинхронного двигателя

Из схемы видно, что электрические машины АВЕ отличаются от своих трехфазных собратьев, а также от коллекторных однофазных агрегатов.

Всегда внимательно читайте, что написано на бирке! То, что выведено три провода, абсолютно не значит, что это для подключения на 380 в. Просто спалите хорошую вещь!

Включение в работу

Первое, что нужно сделать, это определить, где середина катушек, то есть, место соединения. Если наш асинхронный аппарат в хорошем состоянии, то это сделать будет проще – по цвету проводов. Можно посмотреть на рисунок:

Если все так выведено, то проблем не будет. Но чаще всего приходится иметь дело с агрегатами, снятыми со стиральной машины неизвестно когда, и неизвестно кем. Здесь, конечно, будет сложнее.

Стоит попробовать вызвонить концы при помощи омметра. Максимальное сопротивление – это две катушки, соединенные последовательно. Помечаем их. Дальше, смотрим на значения, которые показывает прибор. Пусковая катушка имеет сопротивление больше, чем рабочая.

Теперь берем конденсатор. Вообще, на разных электрических машинах они разные, но для АВЕ это 6 мкФ, 400 вольт.

Если точно такого нет, можно взять с близкими параметрами, но с напряжением, не ниже 350 В!

Давайте обратим внимание: кнопка на рисунке служит для пуска асинхронного электродвигателя АВЕ, когда он уже включен в сеть 220! Другими словами, должно быть два выключателя: один общий, другой – пусковой, который, после его отпускания, отключался бы сам. Иначе спалите аппарат.

Если нужен реверс, то он делается по такой схеме:

Если все сделано правильно, тогда будет работать. Правда, есть одна загвоздка. В борно могут быть выведены не все концы. Тогда с реверсом будут сложности. Разве что разбирать и выводить их наружу самостоятельно.

Вот некоторые моменты, как подсоединять асинхронные электрические машины к сети 220 вольт. Схемы несложные, и при некоторых усилиях вполне возможно все это сделать собственными руками.

Подключение асинхронного двигателя к однофазной сети (видео, схема)

После своего изобретения трехфазные двигатели успешно используются до сих пор без каких-либо существенных изменений. Подключение асинхронного двигателя к однофазной сети было лишь делом времени, так как они намного проще в эксплуатации и обслуживании, чем их коллекторные собратья. А ведь в домашних условиях используется именно однофазная сеть, а хороший двигатель нужен не только на производстве. Какие электрические машины можно использовать дома или на даче, и как правильно их запустить в работу от обычных 220 В?

Одна фаза вместо трех

Самый распространенный вариант – трехфазный асинхронный двигатель. В пазах неподвижного статора уложены три обмотки со сдвигом 120 электрических градусов. Для пуска необходимо через них пропустить трехфазный ток, который, проходя по каждой обмотке в разное время, создает вращающий момент, раскручивающий ротор. При подключении однофазной сети такого не происходит. Поэтому здесь необходимы дополнительные элементы, такие как фазосдвигающий конденсатор. Это самый простой способ.

На скорость вращения ротора это не повлияет, а вот мощность такой электрической машины упадет. В зависимости от нагрузки на валу, емкости конденсатора, схемы подключения, потери составляют 30–50 %.

Стоит сразу отметить, что аппараты не всех марок работают по однофазной схеме. Но все-таки большинство позволяет проводить с собой подобные манипуляции. Всегда стоит обращать внимание на прикрепленные таблички. Там есть все характеристики, глядя на которые можно увидеть, какая это модель и где она будет работать.

Из первой картинки (А) можно сделать вывод, что данный двигатель рассчитан на два напряжения – 220 и 380 В. Включение обмоток – треугольник и звезда. От обычной домашней сети его запустить можно (есть соответствующее напряжение), и желательно треугольником.

Вторая (Б) показывает: электрическая машина рассчитана на 380 В, включение звездой. Теоретически, на меньшее напряжение переключиться возможно, но для этого нужно разбирать корпус, искать соединение обмоток и переключать их на треугольник. Можно, конечно, ничего не переключать просто поставив конденсатор. Однако потери мощности будут колоссальными.

Если на табличке написано: Δ/Ỵ 127/220, то к сети 220 В такой аппарат можно включать только звездой, иначе он сгорит!

Подключение фазосдвигающего конденсатора

Оптимальный вариант подключения трехфазной машины в работу от 220 вольт, это треугольником. Так потери составят около 30%. Два конца в борне идут непосредственно к сети, а между третьим концом и любым из этих двух включают конденсатор.

Такой пуск возможен если нет никакой серьезной нагрузки: например, при подключении вентилятора. Если будет нагрузка, то ротор либо не будет крутиться вообще, либо запуск будет происходить очень долго. В этом случае стоит добавить пусковой конденсатор.

При этом будет хорошо использовать выключатель, у которого один контакт замыкался бы и фиксировался, пока его не отключишь, а другой отключался, когда его отпускают. Так можно на непродолжительное время подсоединять в работу пусковой конденсатор. Направление вращения изменяется переключением конденсатора в схеме на другую фазу.

На практике это может выглядеть так:

Схема для пуска в работу трехфазного двигателя к однофазной цепи звездой тоже несложная. Потери будут больше, но иногда другого выхода просто нет.

Расчет конденсатора

Вполне естественный вопрос о том, конденсатор с какими параметрами нужно использовать для запуска и работы такого аппарата. Все зависит от того, звездой или треугольником соединены обмотки на трехфазной машине.

  • Для звезды существует такой расчет: Cр = 2800•I/U.
  • Треугольник:Cр = 4800•I/U.

Cр– емкость рабочего конденсатора в микрофарадах, I – ток в амперах, U – напряжение сети в вольтах.

  • Ток можно посчитать таким образом: I = P/(1.73•U•n•cos ф).

Р – это мощность асинхронного аппарата, написанная на его бирке,n – его КПД. Он указан там же, рядом написан и cos ф.

Есть и упрощенный вариант расчета. Он выглядит таким образом: C = 70•Pн, где Pн – это номинальная мощность, кВт (на бирке). Из этой формулы можно сделать вывод, что на каждые 100 Вт должно быть около 7 мкФ емкости.

При завышенной емкости конденсатора обмотки будут сильно греться, при заниженной ротор будет тяжело раскручиваться. Поэтому идеальным вариантом является, когда после всех расчетов делается своеобразная «подгонка»: замеряется ток при помощи клещей и добавляются или убираются дополнительные конденсаторы.

Если нужен пусковой конденсатор, то необходимо подобрать его так, чтобы общая емкость (Ср+Сп) в 2–3 раза превышала рабочую(Ср).

Постепенный разгон

Как можно осуществить плавный пуск асинхронного двигателя в однофазной сети? Стоит сразу оговориться, что для домашнего использования это обойдется дорого. Сама схема очень сложна и пробовать собрать ее самостоятельно не имеет смысла. Существуют специальные устройства плавного пуска, которые успешно используются для этой цели. Суть их заключается в том, что первые секунды включения напряжение питания подается заниженным, вследствие чего занижен пусковой момент.

Но так как частота вращения роторатаких аппаратов зависит от частоты питающего напряжения, а не от его величины, то такой вариант подходит только тогда, когда нет значительной нагрузки на валу: насосы, вентиляторы. Если есть нагрузка, тогда лучше всего использовать частотный преобразователь. Он также обеспечит плавный запуск, а также много других замечательных возможностей. Правда, стоит он дороже. Из этого следует вывод: такие устройства больше подходят для использования на производстве, пусть даже небольшом. Для дома это дорого.

Как видно, этот частотник можно питать как трехфазным напряжением, так и одной фазой.

Одна фаза

Для того чтобы выполнить подключение однофазного асинхронного двигателя, достаточно двух кнопок: одна с фиксатором, другая без него. Стандартная схема: две обмотки, включенные последовательно (хотя, в зависимости от модели, могут быть варианты). Та, у которой большее сопротивление – пусковая, другая – рабочая.

Каждая модель электрической машины имеет свои характеристики, а значит, и варианты подключения могут различаться. У некоторых для запуска используется два конденсатора, у других – один.

Следовательно, начинать необходимо с выяснения модели и ее технических характеристик.

Как видно, запуск короткозамкнутых электрических машин возможен по-разному. Подключение возможно как в домашних условиях, так и на производстве, что сделало их такими популярными. И, по большому счету, более чем за сто лет не было придумано ничего лучше.

Схема Подключения Однофазного Двигателя — tokzamer.ru

По общепринятым нормам, обеспечит запуск 30 раз в час длительностью 3 секунды каждый. Модели различаются между собой по мощности, частоте вращения, высоте оси вращения, КПД.


Чтобы исключить межвитковое короткое замыкание, используют термореле, которое при достижении критической температуры отключает дополнительную обмотку. Если они будут меняться, то и все параметры будут не постоянными, для стабильности формы линий магнитного поля можно установить несколько конденсаторов с различными емкостями.

Такие, шли на некоторых моделях стиральных машин, да и не только. Можно рукой раскрутить вал и подать напряжение сети, тогда двигатель наберёт обороты.
Подключение электродвигателя от старой стиральной машинки через конденсатор.

Ротор имеет короткозамкнутые витки. Реверс направления движения двигателя Не исключено, что после подключения однофазные электродвигатели будут вращаться в направлении, обратном необходимому.

Сложность схемы заключается в том, что емкость конденсатора для выравнивания магнитного поля подбирается с учетом токовых нагрузок. Конденсаторная обмотка, отличаясь от пусковой, работает непрерывно.

То есть если вспомогательная обмотка однофазного двигателя пусковая, ее подключение будет происходить только на время пуска, а если вспомогательная обмотка конденсаторная, то ее подключение будет происходить через конденсатор, который остается включенным в процессе работы двигателя.

Представляет собой асинхронный электромотор , на неподвижной составляющей которого имеется одна рабочая обмотка, подключаемая к источнику однофазного переменного тока. Запускается и работает через конденсатор; RSIR.

Пусковая обмотка наматывается двойным проводом, снижая реактивное сопротивление.

Как подключить двигатель от СТИРАЛЬНОЙ МАШИНЫ к 220 БЕЗ КОНДЕНСАТОРА

Расчет емкости конденсатора мотора

Мы постараемся разобрать в этой статье основные приемы решения проблемы и представим несколько альтернативных схем с описанием для подключения однофазного электродвигателя с конденсатом на вольт. Схема с рабочим конденсатором не предусматривает отключение дополнительной обмотки после запуска и разгона двигателя. Автор: Л. Когда ротор находится в неподвижном состоянии, эти поля приводят к появлению равных по модулю, но разнонаправленных моментов.

Их можно определить по трем концам в статоре, выходящим из обмотки.

Обмотка с меньшим сечением и есть пусковая. Напряжение подается на щетки, а через них — на якорь, который вращает вал в подшипниках.

Мощности однофазных моторов достаточно и для электрификации частных домов, гаражей или дачных участков. Если двигатель будет заметно нагреваться в режиме с рабочим конденсатором, то его емкость необходимо уменьшить.

Во избежание возникновения коротких замыканий между витками рекомендуется применять термореле.

Подбирать конденсаторы нужно с рабочим напряжением не меньше В.

Поэтому обрывается после набора оборотов пускозащитным реле присуще бытовым холодильникам , либо центробежными выключателями. Схема обмотки треугольником проще.
Включаем электродвигатель 220В 1.1кВт 1380об.

См. также: Как правильно подключить двухклавишный выключатель света

Подключение

Ротор обычно представляет из себя короткозамкнутую обмотку, также из-за схожести называемой «беличьей клеткой». Сведения о таких агрегатах описаны литературой середины прошлого века.

К недостаткам — низкие значения пускового момента и КПД. Исправить это несложно. Поскольку в трёхфазном электродвигателе момент вращения задан конструктивно при помощи расположения обмоток и смещения фаз трёхфазной сети, то в однофазном моторе для запуска применяют дополнительную пусковую обмотку, благодаря которой создаётся вращательный момент смещения ротора.

Тепловое реле отключает обе фазы обмотки, если они нагреваются выше допустимого. Внутри концы катушек соединены, образуя звезду.

Рабочее напряжение для них должно быть в 1,5 раза выше, чем в электросети в нашем случае В. Для работы схемы необходимо подбирать элемент с определенной ёмкостью, рассчитанной с учетом тока нагрузки.

Главный минус однофазного тока — невозможность генерирования им магнитного поля, выполняющего вращение. Касаемо двух других выводов, сопротивление попарное будет наибольшим равняется обеим обмоткам, включенным последовательно. Обе фазы таких устройств являются рабочими и включены все время. Более длительное время нахождения под нагрузкой, может привести к перегреву, возгоранию изоляции и поломке механизма.

Конструкция и принцип работы


Вал со шпоночными канавками спереди и под вентилятор сзади; Герметичные крышки с подшипниками; Клеммная коробка. Например, если ток равен 1.

Здесь разницы нет, какой у вас будет рабочая, а какая пусковая обмотка. Его дальнейшее вращение происходит под воздействием инерционной силы. Потом подключенными останутся две обмотки, причем вспомогательная через конденсатор. Именно в этом причина популярности двигателя среди населения.

Даже если нельзя увидеть снаружи скрыт кожухом , заметим непременные графитовые щетки, прижатые пружинками. Ниже перечислены дефекты, которые сигнализируют о возможных проблемах с двигателем, их причиной могла стать неправильная эксплуатация или перегрузка: Сломанная опора или монтажные щели. Схема подключения коллекторного электродвигателя в В Схема подключения однофазного асинхронного двигателя схема звезда Как это работает Пуск двигателя с двумя расположенными подобным образом обмотками приведет к созданию токов на короткозамкнутом роторе и кругового магнитного поля в пространстве двигателя. Схемы подключения Варианты подключения двигателя через конденсатор: схема подключения однофазного двигателя с использованием пускового конденсатора; подключение электродвигателя с использованием конденсатора в рабочем режиме; подключение однофазного электродвигателя с пусковым и рабочим конденсаторами.
Подключение однофазного двигателя// как определить рабочую и пусковую обмотки

Принцип действия и схема запуска

Причина, ограничивающая нахождение пусковой обмотки под напряжением.

Сопротивление ниже — нашли основную обмотку, подключаемую к сети вольт без конденсатора.

Причина, ограничивающая нахождение пусковой обмотки под напряжением.

Вывод другой щётки нужно подсоединить к одному выводу статора при помощи перемычки. Чтобы исключить межвитковое короткое замыкание, используют термореле, которое при достижении критической температуры отключает дополнительную обмотку. Проверка работоспособности Как проверить работоспособность двигателя путем визуального осмотра?

Читайте также: Обследование энергообъектов

Схема с рабочим конденсатором не предусматривает отключение дополнительной обмотки после запуска и разгона двигателя. Пуск двигателя осуществляют удержанием пусковой кнопки на несколько секунд, вследствие чего происходит разгон ротора. Дальнейшим действием будет мешать, снижая КПД двигателя. Это происходит автоматически — без вмешательства пользователя.

Подключение электродвигателя вольт с пусковой обмоткой Внимание! К сильным сторонам двигателя данного типа можно отнести простоту конструкции, представляющую собой ротор с короткозамкнутой обмоткой.

Схема подключения однофазного двигателя через конденсатор

Она подключается к основной электрической сети через ёмкость или индуктивность. Разновидности перечислим: Трехфазные асинхронные двигатели снабжены числом выводов три-шесть рабочих обмоток за вычетом различных предохранителей, внутренних реле, разнообразных датчиков. Электрическая схема коммутации для цепи переменного тока.

На какой из них разницы нет, направление вращения от этого не зависит. Конденсатор подбирается по потребляемому двигателем току. Изоляция стандартно не ниже 20 МОм.
Как подключить однофазный асинхронный двигатель без пускового конденсатора.

Однофазные Электродвигатели 220в Схемы Подключения

Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети В берем емкости с рабочим напряжением В и выше. Принцип действия и схема запуска Принцип работы: Электрическим током порождается пульсирующее магнитное поле на статоре мотора.


Их существенный недостаток — недостаточное число оборотов скорость , обусловленное малой мощностью.

Подключение пусковой обмотки однофазного двигателя , также осуществляется через конденсатор.
Подключение однофазного электродвигателя

Если же ротор начать вращать, то равенство моментов этих сил нарушится, поскольку скольжение его витков относительно вращающихся магнитных полей станет разным.

Изобретение однофазных коллекторных двигателей, способных выдерживать существенную нагрузку, давать высокий крутящийся момент при запуске, регулировать скорость вращения и количество оборотов, нашло широкое применение и использование в качестве электропривода к стиральной машине, пылесосу и различному электроинструменту, которым необходима хорошая мощность для нормальной работы. Подключая трехфазный электродвигатель в сеть В при помощи пускового конденсатора, нужно помнить, что при такой схеме подключения мотор не будет работать с полной отдачей и не разовьет максимальную мощность.

Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети В берем емкости с рабочим напряжением В и выше. Эта необходимость обусловлена возникновением вольтного всплеска напряжения при старте и останове двигателя.

Выпускаются модели с мощностью от 5 Вт до 10 кВт. Однако в пользу эффективности проходится жертвовать пусковыми характеристиками.

Переменный ток, протекающий по главной обмотке, создает периодически меняющееся магнитное поле. Во время работы, происходит обтекание обмоток переменными электрическими полями: В соответствии с этим, на неподвижном участке однофазного мотора расположена так называемая пусковая обмотка.

бесконденсаторный запуск 3х фазного двигателя от 220в

Принцип действия и схема запуска

Однофазные асинхронные электродвигатели Устройство и принцип действия Мощность такого однофазного двигателя В может в зависимости от конструкции находиться в пределах от 5 Вт до 10 кВт. Второй неприятный момент — наличие щеток и постоянного трения приводит к необходимости регулярного технического обслуживания. Похожие статьи:. Знать устройство пусковой и рабочей обмоток однофазного двигателя надо обязательно.

Выбор вращения двигателя Существуют электродвигатели с идентичными обмотками — их называют двухфазными. Применение однофазных моторов Такой тип моторов применяют для работы устройств с малой мощностью.

На корпусе однофазного асинхронного электродвигателя должна быть схема подключения, где указываются выводы основной и дополнительной обмотки, а также емкость конденсатора.

В асинхронных — наоборот: магнитное поле статора вращает ротор! Среди недостатков этих моделей асинхронных электродвигателей выделяют низкий КПД, слабый пусковой момент, отсутствие реверса и сложность обслуживания магнитных шунтов.

Принцип действия Переменный электроток создаёт магнитное поле в статоре, которое имеет два поля, они одинаковы по амплитуде, частоте, но разнонаправленны.

Принцип работы — также. У рабочей обмотки его значение всегда меньше около 12 Ом , чем у пусковой обычно около 30 Ом.

Другие способы При рассмотрении методов подключения однофазных асинхронных двигателей нельзя обойти внимание два способа, конструктивно отличающихся от схем для подключения через конденсатор. После включения двигателя в электрическую сеть пульсирующий магнитный поток разделяется на 2 части.
Подключение однофазного двигателя.

Схемы подключения

Обмотка с меньшим сечением и есть пусковая.

Это обусловлено особенностью, на которой основывается действие однофазных асинхронных машин — крутящийся вал, имеющий вращающее магнитное поле, находясь во взаимодействии с пульсирующим магнитным полем может работать от одной рабочей фазы. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле в холодильниках.

Можно замерить сопротивление тестером подключением его к клеммам: у рабочей обмотки его величина будет меньше. Катушка индуктивности.

На всех бытовых приборах, от соковыжималки до шлифовальной машины, установлены механизмы этого типа. Через щели в корпусе внутрь устройства втянуты сторонние вещества. Однофазные двигатели В пользуются высокой популярностью. Тепловое реле Тепловое реле действует следующим образом: при нагревании обмоток до установленного на реле предела, реле производит прекращение подачи электроэнергии на обе фазы, таким образом, исключается выход из строя при перегрузке или другой причине, это не даст возникнуть пожару.

Чтобы осуществить это технически, конструкция электромотора предусматривает большое количество механических деталей и составляющих электрической схемы: статор с основной и дополнительной обмоткой пуска; короткозамкнутый ротор; борно с группой контактов на панели; конденсаторы; центробежный выключатель и многие другие элементы, показанные выше на рисунке. При выполнении подключения рассматриваемого устройства осуществляются соединения нескольких типов. Вот и вся схема включения однофазного двигателя с пусковой обмоткой бифолярного через кнопку. Схема подключения пускового конденсатора Поскольку схема кратковременного подключения однофазного двигателя через конденсатор предусматривает кнопку на пружине, которая при отпускании размыкает контакты, это дает возможность экономить, провода пусковой обмотки делают тоньше.

Применение однофазных моторов


Поэтому, важно своевременно отпустить пусковую кнопку. В результате получается два разнонаправленных потока с отличной от основного поля скоростью вращения. Магнитное поле основной обмотки поддерживает вращение длительное время. Варианты создания сдвига фаз Пусковая катушка может работать постоянно.

Таких схем есть несколько, согласование можно реализовать при помощи конденсаторов. В реальности, подключив электродвигатель, нужно проследить за его работой и нагревом. При выполнении подключения рассматриваемого устройства осуществляются соединения нескольких типов. Однофазные коллекторные двигатели отличаются такими недостатками: Сложность ремонтных работ, невозможность их самостоятельного проведения.

К крайним входным контактам ПНВС подключаем силовой кабель от В , средний контакт соединяем перемычкой с рабочим обратите внимание! Автор: Л. В магнитопроводе однофазных двигателей находится двухфазная обмотка, состоящая из основной и пусковой обмотки. При отсутствии в моторе пускового механизма, то ротор будет стоять на месте.
Подключение однофазного электродвигателя

Подключение

Расчет значений их емкостей сравнительно прост: у рабочего 0,75 мкФ на 1 кВт мощности, у пускового — в 2,5 раза больше. Строение его немного отличается от обычного асинхронного однофазного двигателя.

Схема с рабочим, постоянно включенным конденсатором лучше работает в номинальном режиме, но имеет посредственные пусковые характеристики. Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети В берем емкости с рабочим напряжением В и выше.

Но, несмотря на это, они имеют широкое применение в производстве бытовой техники. Эти моторы имеют меньшие значения КПД.

После сбора схемы электромагнитного пускателя следует подключить силовую часть. Строение его немного отличается от обычного асинхронного однофазного двигателя. Его мощность может составлять от пяти до десяти киловатт. Кроме наличия двух фаз, требуется чтобы одна обмотка была смещена по отношению к другой на определённый угол.

Рекомендуем: объемы и нормы испытаний электрооборудования действующие

Принцип действия коллекторного двигателя

Схема запуска: Запуск производится магнитным полем, которое вращает подвижную часть мотора. Следующий пример.

Однофазные асинхронные электродвигатели Устройство и принцип действия Мощность такого однофазного двигателя В может в зависимости от конструкции находиться в пределах от 5 Вт до 10 кВт. На какой из них разницы нет, направление вращения от этого не зависит. Посмотрите на фото наглядно видно, что сечение проводов разное. При выполнении подключения рассматриваемого устройства осуществляются соединения нескольких типов. То есть если вспомогательная обмотка однофазного двигателя пусковая, ее подключение будет происходить только на время пуска, а если вспомогательная обмотка конденсаторная, то ее подключение будет происходить через конденсатор, который остается включенным в процессе работы двигателя.

Схема подключения коллекторного электродвигателя на 220 Вольт

Эти номиналы электроэнергии имеются во всех жилых помещениях нашей страны, и вследствие этого однофазные моторы имеют огромную популярность. Нужен первоначальный толчок. К обмоткам ротора ток подводится через щетки, соприкасающиеся с пластинами коллектора, к которым подсоединяются концы обмоток ротора. Схема подключения 2 Подключение в сеть асинхронного однофазного электродвигателя.

Функция центробежного выключателя состоит в отключении пусковой фазы, когда ротор набирает номинальную скорость. Дальнейшее вращение ротора обеспечивается за счет пульсирующего магнитного поля рабочей фазы, как уже было описано в предыдущем абзаце. Двух и трёхфазные моторы Существует возможность 2 или 3-фазный мотор подключить к однофазному источнику питания.
как подключить трехфазный двигатель в однофазную сеть

Однофазный асинхронный двигатель

Дмитрий Левкин

Однофазный асинхронный электродвигатель — это асинхронный электродвигатель, который работает от однофазной электросети переменного тока без преобразователя частоты и который в основном режиме работы (после запуска) использует только одну обмотку (фазу). статора.

Двухфазный двигатель — это однофазный асинхронный двигатель, имеющий вспомогательную (пусковую) обмотку на статоре, смещенную от основной, и короткозамкнутый ротор [2].

Конструкция однофазного асинхронного двигателя со вспомогательной или пусковой обмоткой

Основными компонентами любого электродвигателя являются ротор и статор. Ротор — это вращающаяся часть электродвигателя, статор — неподвижная часть электродвигателя, с помощью которой создается магнитное поле для вращения ротора.

Основные части однофазного асинхронного двигателя: ротор и статор

Статор имеет две обмотки, расположенные под углом 90 ° друг к другу.Основная (рабочая) обмотка обычно занимает 2/3 пазов сердечника статора, другая обмотка называется вспомогательной (пусковой) и обычно занимает 1/3 пазов статора.

Двигатель на самом деле двухфазный, но поскольку после запуска работает только одна обмотка, электродвигатель называется однофазным.

Ротор обычно представляет собой короткозамкнутую обмотку, также называемую «беличьей клеткой» из-за сходства. У которых медные или алюминиевые стержни закрыты кольцами на концах, а пространство между стержнями часто заполнено алюминиевым сплавом.Ротор однофазного двигателя также может быть выполнен в виде полого немагнитного или полого ферромагнитного цилиндра.

Однофазный асинхронный двигатель со вспомогательной обмоткой имеет две обмотки, расположенные перпендикулярно друг другу

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

Чтобы лучше понять принцип работы однофазного асинхронного двигателя, давайте рассмотрим его только с одним витком в основной и вспомогательной обмотках.

Разбор корпуса с двумя обмотками, имеющими один виток

Рассмотрим случай, когда во вспомогательной обмотке нет тока.Когда основная обмотка статора включена, переменный ток, проходя через обмотку, создает постоянное в пространстве пульсирующее магнитное поле, которое изменяется от + Ф max до -Ф max .

Начало

Остановка

Колеблющееся магнитное поле

Если вы поместите ротор с короткозамкнутым ротором, имеющий начальное вращение, в флуктуирующее магнитное поле, он продолжит вращаться в том же направлении.

Чтобы понять принцип работы однофазного асинхронного двигателя, мы разделим колеблющееся магнитное поле на два идентичных вращающихся поля, имеющих амплитуду, равную Ф max /2 и вращающихся в противоположных направлениях с одинаковой частотой:

,

  • где n f — скорость вращения магнитного поля в прямом направлении, об / мин,
  • n r — скорость вращения магнитного поля в обратном направлении, об / мин,
  • f 1 — частота тока статора, Гц,
  • p — количество пар полюсов,
  • n 1 — частота вращения магнитного потока, об / мин

Начало

Остановка

Разложение флуктуирующего магнитного потока на два вращающихся

Действие колеблющегося поля на вращающийся ротор

Рассмотрим случай, когда ротор в флуктуирующем магнитном потоке имеет начальное вращение.Например, мы вручную крутили вал однофазного двигателя, одна обмотка которого подключена к сети переменного тока. В этом случае при определенных условиях двигатель продолжит развивать крутящий момент, поскольку скольжение ротора относительно прямого и обратного магнитного потока будет неравным.

Предположим, что прямой магнитный поток Ф f вращается в направлении вращения ротора, а обратный магнитный поток Ф r — в противоположном направлении. Поскольку частота вращения ротора n 2 меньше скорости вращения магнитного потока n 1 , скольжение ротора относительно магнитного потока Ф f составит:

,

  • где s f — скольжение ротора относительно прямого магнитного потока,
  • n 2 — частота вращения ротора, об / мин,
  • с — скольжение асинхронного двигателя

Прямой и обратный вращающийся магнитный поток вместо флуктуирующего магнитного потока

Магнитный поток Ф r вращается против вращения ротора, скорость вращения ротора n 2 относительно этого потока отрицательна, а скольжение ротора относительно Ф r

,

  • где s r — скольжение ротора относительно обратного магнитного потока

Начало

Остановка

Вращающееся магнитное поле, проникающее через ротор

Ток, индуцируемый в роторе переменным магнитным полем

По закону электромагнитной индукции прямой Ф f и обратный Ф r магнитные потоки, создаваемые обмоткой статора, индуцируют ЭДС в обмотке ротора, которые соответственно в короткозамкнутом роторе генерируют токи I 2f и я 2r .Частота тока в роторе пропорциональна скольжению, следовательно:

,

  • где f 2f — частота тока I 2f , индуцированного прямым магнитным потоком, Гц

,

  • где f 2r — частота тока I 2r , индуцированного обратным магнитным потоком, Гц

Таким образом, когда ротор вращается, электрический ток I 2r , индуцированный обратным магнитным полем в обмотке ротора, имеет частоту f 2r , намного превышающую частоту f 2f тока ротора I 2f индуцируется передним полем.

Пример: для однофазного асинхронного двигателя, работающего от сети с частотой f 1 = 50 Гц при n 1 = 1500 и n 2 = 1440 об / мин,

скольжение ротора относительно прямой магнитный поток s f = 0,04;
частота тока, индуцированного прямым магнитным потоком f 2f = 2 Гц;
скольжение ротора относительно обратного магнитного потока а с r = 1,96;
частота тока, индуцированного обратным магнитным потоком f 2r = 98 Гц

Согласно закону Ампера, крутящий момент возникает в результате взаимодействия электрического тока I 2f с магнитным полем F f

,

  • где M f — магнитный момент, создаваемый прямым магнитным потоком, Н ∙ м,
  • с M — постоянный коэффициент, определяемый конструкцией двигателя

Электрический ток I 2r , взаимодействуя с магнитным полем Ф r , создает тормозной момент M r , направленный против вращения ротора, то есть противоположный крутящему моменту M f :

,

  • где M r — магнитный момент, создаваемый обратным магнитным потоком, Н ∙ м

Результирующий крутящий момент, действующий на ротор однофазного асинхронного двигателя,

,

Примечание: Из-за того, что во вращающемся роторе прямое и обратное магнитное поле индуцируют ток разной частоты, крутящие моменты, действующие на ротор в разных направлениях, не будут равны.Следовательно, ротор будет продолжать вращаться в флуктуирующем магнитном поле в том направлении, в котором он вращался вначале.

Тормозной эффект заднего поля

Когда однофазный двигатель работает в пределах номинальной нагрузки, то есть при малых значениях скольжения s = s f , крутящий момент создается в основном за счет крутящего момента M f . Тормозной эффект от крутящего момента заднего поля M r незначительно. Это связано с тем, что частота f 2r намного выше частоты f 2f , следовательно, индуктивное сопротивление обмотки ротора а х 2r = x 2 с r к току У меня 2r намного больше его активного сопротивления.Следовательно, ток I 2r , имеющий большую индуктивную составляющую, оказывает сильное размагничивающее действие на обратный магнитный поток Ф r , значительно его ослабляя.

,

  • где r 2 — сопротивление стержней ротора, Ом,
  • x 2r — реактивное сопротивление стержней ротора, Ом.

Если учесть, что коэффициент мощности небольшой, то станет понятно, почему М r под нагрузкой мотора не оказывает существенного тормозного воздействия на ротор однофазного мотора.

С одной фазой ротор не запускается.

Ротор, имеющий начальное вращение, продолжит вращаться в поле, создаваемом однофазным статором

Действие колеблющегося поля на неподвижный ротор

При неподвижном роторе (n 2 = 0) скольжение s f = s r = 1 и M f = M r , поэтому начальный пусковой момент однофазного асинхронного двигателя M f = 0.Для создания пускового момента необходимо привести ротор во вращение в ту или иную сторону. Тогда s ≠ 1, равенство моментов М f и М r нарушается и результирующий электромагнитный момент принимает некоторое значение M = M f — M r ≠ 0.

Пуск однофазного асинхронного двигателя. Как создать начальную ротацию?

Один из способов создания пускового момента в однофазном асинхронном двигателе — это расположить вспомогательную (пусковую) обмотку B, которая смещена в пространстве относительно основной (рабочей) обмотки A под углом 90 электрических градусов.Для того чтобы обмотки статора создавали вращающееся магнитное поле, токи I A и I B в обмотках должны быть не в фазе относительно друг друга. Чтобы получить фазовый сдвиг между токами I A и I B , вспомогательная (пусковая) обмотка B подключена к фазовращающему элементу, который представляет собой сопротивление (резистор), индуктивность (дроссель) или емкость (конденсатор). [1].

После того, как ротор двигателя разгонится до скорости, близкой к установившейся, пусковая обмотка B отключается.Вспомогательная обмотка отключается либо автоматически с помощью центробежного переключателя, реле с выдержкой времени, реле тока или дифференциального реле, либо вручную с помощью кнопки.

Таким образом, однофазный асинхронный двигатель во время пуска работает как двухфазный, а после пуска как однофазный.

Подключение однофазного асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель с резистивным пуском

Пуск с сопротивлением Асинхронный двигатель — это двигатель с расщепленной фазой, в котором цепь вспомогательной обмотки отличается повышенным сопротивлением.

Омический фазовый сдвиг, бифилярная пусковая обмотка

Различное сопротивление и индуктивность обмоток

Для запуска однофазного асинхронного двигателя можно использовать пусковой резистор, который последовательно подключен к пусковой обмотке. В этом случае можно добиться сдвига фаз 30 ° между токами основной и вспомогательной обмоток, чего вполне достаточно для запуска двигателя.В двигателе с пусковым сопротивлением разность фаз объясняется разным комплексным сопротивлением цепей.

Также фазовый сдвиг можно создать, используя пусковую обмотку с более низкой индуктивностью и более высоким сопротивлением. Для этого пусковая обмотка выполняется с меньшим числом витков и с использованием более тонкого провода, чем в основной обмотке.

Конденсаторный индукционный двигатель

Конденсаторный пуск Асинхронный двигатель — это двигатель с расщепленной фазой, в котором цепь вспомогательной обмотки с конденсатором включена только на время пуска.

Емкостной фазовый сдвиг с пусковым конденсатором

Для достижения максимального пускового момента требуется создать круговое вращающееся магнитное поле, для этого необходимо, чтобы токи в основной и вспомогательной обмотках были смещены друг относительно друга на 90 °. Использование резистора или дросселя в качестве фазовращающего элемента не позволяет добиться необходимого фазового сдвига. Только включение конденсатора определенной емкости позволяет сдвиг фазы на 90 °.

Среди фазовращающих элементов только конденсатор позволяет добиться наилучших пусковых свойств однофазного асинхронного электродвигателя.

Двигатели, в цепи которых постоянно включен конденсатор, используют для работы две фазы и называются конденсаторными. Принцип работы этих двигателей основан на использовании вращающегося магнитного поля.

Асинхронный двигатель с экранированными полюсами — это двигатель с расщепленной фазой, в котором вспомогательная обмотка закорочена.

Статор однофазного асинхронного двигателя с экранированными полюсами обычно имеет явные полюса. Каждый полюс статора разделен осевой канавкой на две неравные части. Меньшая часть полюса имеет короткозамкнутый виток. Ротор однофазного двигателя с экранированными полюсами закорочен в виде короткозамкнутого ротора.

Когда однофазная обмотка статора подключается к электросети, в магнитной цепи двигателя создается флуктуирующий магнитный поток.Одна часть которой проходит через незатененный Ф ‘, а другая Ф «вдоль заштрихованного участка полюса. Поток Ф» наводит ЭДС E k в короткозамкнутом витке, в результате чего ток I k отстает от E k в фазе из-за индуктивности катушки. Ток I k создает магнитный поток Ф k , направленный противоположно Ф «, создавая результирующий поток в заштрихованном участке полюса Ф s = Ф» + Ф k . Таким образом, в двигателе потоки затененных и незатененных участков полюса сдвинуты во времени на определенный угол.

Пространственные и временные углы сдвига между потоками Ф s и Ф ‘создают условия для возникновения вращающегося эллиптического магнитного поля в двигателе, поскольку Ф s ≠ Ф’.

Пусковые и рабочие свойства рассматриваемого двигателя низкие. КПД намного ниже, чем у асинхронных двигателей с конденсаторным пуском такой же мощности, что связано со значительными электрическими потерями в короткозамкнутой катушке.

Статор такого однофазного двигателя выполнен с выступающими полюсами на несимметричном многослойном сердечнике.Ротор имеет короткозамкнутую обмотку.

Этот двигатель для работы не требует использования фазовращающих элементов. Недостаток этого мотора — низкий КПД.

Также читайте

Июнь 2014 г. | Электрическая обмотка

СХЕМА ОДНОФАЗНОЙ ОБМОТКИ (АРН)
Honda — один из лучших генераторов в мире. Компания Honda всегда готова предложить новейшие технологии генерации, что отражается в производительности и большей долговечности, способности работать долгое время, более тихой работе и низком уровне выбросов выхлопных газов.Генератор honda подходит для дома и офиса. Обеспечивают стабильную мощность и экономию топлива. Очень полезен при его электрических помехах и может быть использован для других целей в местах, недоступных для электросети.

Номинальная мощность переменного тока: 3500 Вт
Выходное напряжение переменного тока: 220 В
Частота переменного тока: 50 Гц
Выход постоянного тока: 12 В, 8,3 А
Скорость вращения: 3000 об / мин
Количество разъемов: 30 разъемов

Описание схемы
Красный и зеленый: основная катушка / выход переменного тока + источник входного сигнала АРН 1
Синий: Катушка возбудителя / источник входного сигнала АРН 2
Yelow: Катушка зарядного устройства / выход постоянного тока

Основная катушка состоит из двух частей, красной и зеленой, это связано с необходимостью входного источника, который будет входить в AVR, напряжение переменного тока, необходимое для входа в AVR, равно 10 процентам от общего количества электроэнергии. генерируемое напряжение в целом.Две катушки соединены последовательно (U2 + U3), так что общее количество катушек будет генерировать напряжение 220 вольт.

Выходная линия
L1: U1
L2: U4
Подключение U2 + U3 = вход AVR 1

Вход AVR 1
L1: U4 9000 U5 904
Вход 2 АРН (синяя катушка)
L1: E1
L2: E2

Выход постоянного тока: C1 и C2
Основная катушка
Красная катушка GreenCoil
Количество витков: 18,18,18,18,18 Количество витков: 2,2,2,2,2
Катушка Пролет: 6,8,10,12,14 Пролет катушки: 6,8,10,12,14
Диаметр проволоки: 0,65 мм x 3 Диаметр проволоки: 0,65 мм x 3

Катушка AVR (синяя катушка) Выход постоянного тока (желтая катушка)
Количество витков: 35,35 Количество витков: 10
Ширина витка: 13,15 Ширина витка: 13
Диаметр проволоки: 0,70 мм Диаметр проволоки: 0,85 мм

Способы пуска цепей однофазных двигателей с защитой

Как правило, мы часто используем двигатели во многих электрических и электронных устройствах, таких как вентиляторы, охладители, миксеры, измельчители, эскалаторы, подъемники, краны и т. Д.Существуют разные типы двигателей, такие как двигатели постоянного и переменного тока, в зависимости от их напряжения питания. Кроме того, эти двигатели подразделяются на различные типы по разным критериям. Давайте рассмотрим, что двигатели переменного тока далее классифицируются как асинхронные двигатели, синхронные двигатели и так далее. Среди всех этих типов двигателей есть несколько типов двигателей, которые должны работать в определенных условиях. Например, мы используем электронный стартер для однофазного двигателя, чтобы облегчить плавный запуск.

Однофазный двигатель

Однофазный двигатель

Электродвигатели, которые используют однофазный источник питания для своей работы, называются однофазными двигателями.Они подразделяются на разные типы, но часто используемые однофазные двигатели можно рассматривать как однофазные асинхронные двигатели и однофазные синхронные двигатели.

Если мы рассмотрим трехфазный двигатель, обычно работающий от трехфазного источника питания, в котором среди трех фаз присутствует фазовый сдвиг на 120 градусов между любыми двумя фазами, то он создает вращающееся магнитное поле. Из-за этого в роторе индуцируется ток, который вызывает взаимодействие между статором и ротором, в результате чего ротор вращается.

Но в однофазных двигателях, которые работают только от однофазного источника питания, есть разные способы запуска этих двигателей, одним из которых является использование пускателя однофазного двигателя. Во всех этих методах, в основном, создается вторая фаза, называемая вспомогательной фазой или фазой запуска, для создания вращающегося магнитного поля в статоре.

Способы пуска однофазного двигателя

Существуют различные методы пуска двигателей 1-ϕ, они следующие:

  • Пуск с разделенной фазой или с помощью сопротивления
  • Пуск конденсатора
  • Постоянный разделенный конденсатор
  • Пуск конденсатора Запуск конденсатора
  • Электронный пускатель для однофазного двигателя

Пуск с разделением фаз или с помощью сопротивления


Пуск с разделением фаз или с помощью сопротивления

Этот метод в основном используется в простых двигателях промышленного назначения.Эти двигатели состоят из двух наборов обмоток: пусковой обмотки и основной или пусковой обмотки. Пусковая обмотка сделана из провода меньшего размера, что обеспечивает более высокое сопротивление электрическому потоку по сравнению с ходовой обмоткой. Из-за этого высокого сопротивления магнитное поле в пусковой обмотке создается током раньше, чем в пусковой обмотке. Таким образом, два поля находятся на расстоянии 30 градусов друг от друга, но самого этого небольшого угла достаточно для запуска двигателя.

Конденсаторный пусковой

Конденсаторный пусковой двигатель

Обмотки конденсаторного пускового электродвигателя почти аналогичны обмоткам двигателя с расщепленной фазой.Полюса статора разнесены на 90 градусов. Для активации и деактивации пусковых обмоток используется нормально замкнутый переключатель, а конденсатор помещается последовательно с пусковой обмоткой.

Из-за этого конденсатора ток ведет к напряжению, поэтому этот конденсатор используется для запуска двигателя, и он будет отключен от цепи после достижения 75% номинальной скорости двигателя.

Постоянный разделенный конденсатор (PSC)

Двигатель с постоянным разделенным конденсатором (PSC)

При использовании конденсаторного метода запуска конденсатор должен быть отключен после того, как двигатель достигнет определенной скорости.Но в этом методе пробеговой конденсатор размещается последовательно с пусковой обмоткой или вспомогательной обмоткой. Этот конденсатор используется постоянно, и для его отключения не требуется никакого переключателя, поскольку он не используется только для запуска двигателя. Пусковой момент PSC аналогичен двигателям с разлитой фазой, но с низким пусковым током.

Конденсаторный пуск Конденсаторный ход

Конденсаторный пуск Конденсаторный двигатель

С этим методом можно комбинировать характеристики конденсаторного запуска и методов PSC.Рабочий конденсатор подключается последовательно с пусковой обмоткой или вспомогательной обмоткой, а пусковой конденсатор подключается в цепь с помощью нормально замкнутого переключателя при запуске двигателя. Пусковой конденсатор обеспечивает пусковой импульс двигателя, а PSC обеспечивает высокую скорость вращения двигателя. Это дороже, но все же обеспечивает высокий пусковой момент и крутящий момент для пробоя, а также характеристики плавного хода при высоких номинальных мощностях.

Схема защиты однофазного асинхронного двигателя

Пускатель — это устройство, которое используется для переключения и защиты электродвигателя от опасных перегрузок путем отключения.Это снижает пусковой ток асинхронных двигателей переменного тока, а также снижает крутящий момент двигателя.

Электронная схема стартера работает

Электронный стартер используется для защиты двигателя от перегрузки и короткого замыкания. Датчик тока в цепи используется для ограничения тока, потребляемого двигателем, потому что в некоторых случаях, таких как отказ подшипника, неисправность насоса или по любой другой причине, ток, потребляемый двигателем, превышает его нормальный номинальный ток. В этих условиях датчик тока отключает цепь для защиты двигателя.Электронный пускатель для принципиальной схемы двигателя показан ниже. Цепь электронного стартера

Переключатель S1 используется для включения питания через трансформатор T2 и замыкающие контакты реле RL1. Постоянное напряжение, возникающее на конденсаторе C2 через мостовой выпрямитель, активирует реле RL2. При включении реле RL2 напряжение, возникающее на C2, приводит в действие реле RL3 и, таким образом, питание подается на двигатель. Если двигатель потребляет перегрузку по току, то напряжение, возникающее во вторичной обмотке трансформатора T2, активирует реле RL1, чтобы отключить реле RL2 и RL3.

Плавный пуск асинхронного двигателя с помощью ACPWM

Предлагаемая система предназначена для плавного пуска однофазного асинхронного двигателя с использованием синусоидального напряжения ШИМ при запуске двигателя. Эта система позволяет избежать часто используемых приводов с трехфазным регулированием угла поворота и обеспечивает переменное напряжение переменного тока во время пуска однофазного асинхронного двигателя. Подобно методу управления TRIAC, напряжение изменяется от нуля до максимума во время запуска за очень небольшой промежуток времени.

Как и в этом методе, мы используем метод ШИМ, который производит гораздо более низкие гармоники высокого порядка.В этом проекте сетевое переменное напряжение напрямую модулируется с использованием очень меньшего количества активных и пассивных компонентов питания. Следовательно, для формирования сигналов выходного напряжения не требуется топология преобразователя и дорогостоящие традиционные преобразователи. Схема подключения однофазного пускателя двигателя показана на рисунке ниже.

Плавный запуск асинхронного двигателя с помощью ACPWM

В этом приводе нагрузка подключена последовательно к входным клеммам мостового выпрямителя, а ее выходные клеммы подключены к силовому МОП-транзистору с ШИМ-управлением (IGBT, биполярный или силовой транзистор).Если этот силовой транзистор выключен, то через мостовой выпрямитель ток не течет, и, таким образом, нагрузка остается в выключенном состоянии. Точно так же, если силовой транзистор включен, выходные клеммы мостового выпрямителя замыкаются накоротко, и ток течет через нагрузку. Как известно, силовым транзистором можно управлять с помощью техники ШИМ. Следовательно, нагрузкой можно управлять, изменяя рабочий цикл импульсов ШИМ.

Новая технология управления этим приводом предназначена для использования в потребительских и промышленных товарах (компрессоры, стиральные машины, вентиляторы), в которых необходимо учитывать стоимость системы.

Спасибо за ваш интерес к изучению стартера двигателя. Надеюсь, эта статья дает краткое представление о роли стартера в защите двигателя от высоких пусковых токов и обеспечении плавной и плавной работы асинхронного двигателя. Если вам нужна техническая помощь по этой статье, вы всегда будете благодарны за размещение своих комментариев в разделе комментариев ниже.

Однофазные асинхронные двигатели



ЦЕЛИ

• описать основные операции следующих типов асинхронных двигателей:

  • Двухфазный двигатель (одно и два напряжения)
  • конденсаторный пуск, асинхронный двигатель (одинарное и двойное напряжение)
  • конденсаторный пуск, конденсаторный двигатель с одним конденсатором
  • конденсаторный пуск, конденсаторный двигатель с двумя конденсаторами
  • конденсаторный пуск, конденсаторный двигатель с автотрансформатором с один конденсатор

• сравните двигатели в списке цели 1 в отношении запуска крутящий момент, скоростные характеристики и коэффициент мощности при номинальной нагрузке.

Два основных типа однофазных асинхронных двигателей — это двухфазные двигатель и конденсаторный двигатель. Оба типа однофазных асинхронных двигателей обычно имеют дробную оценку мощности. Используется двигатель с расщепленной фазой для работы с такими устройствами, как стиральные машины, небольшие водяные насосы, масляные горелки и другие типы небольших нагрузок, не требующие сильного пускового момента. Конденсаторный двигатель обычно используется с устройствами, требующими сильного пуска. крутящий момент, например, в холодильниках и компрессорах.Оба типа однофазных асинхронные двигатели относительно невысоки в стоимости, имеют прочную конструкцию; и демонстрируют хорошие производственные показатели.

КОНСТРУКЦИЯ ИНДУКЦИОННОГО ДВИГАТЕЛЯ РАЗДЕЛЕННОЙ ФАЗЫ

Асинхронный двигатель с расщепленной фазой в основном состоит из статора, ротора, центробежный выключатель, расположенный внутри двигателя, корпус с двумя торцевыми щитками подшипники, поддерживающие вал ротора, и стальная литая рама в к которому прижимается сердечник статора.Два торцевых щита прикручены к стальной литой каркас. Подшипники, размещенные в торцевых щитках, удерживают ротор. центрируется внутри статора, так что он будет вращаться с минимальным трением, без ударов и трения сердечника статора.

Статор двигателя с расщепленной фазой состоит из двух удерживаемых на месте обмоток. в пазах ламинированного стального сердечника. Обе обмотки состоят из изолированных катушки распределены и соединены в две обмотки, разнесенные на 90 электрических градусы друг от друга.Одна обмотка — это бегущая обмотка, а вторая обмотка это пусковая обмотка.

Ходовая обмотка состоит из изолированного медного провода. Он находится по адресу дно пазов статора. Сечение провода в пусковой обмотке меньше, чем у бегущей обмотки. Эти катушки размещены сверху катушек ходовой обмотки в ближайших к ротору пазах статора.

Пусковая и рабочая обмотки подключены параллельно к однофазная линия при пуске двигателя.После того, как мотор разгоняется до скорости, равной примерно от двух третей до трех четвертей номинальной скорости, пусковая обмотка автоматически отключается от линии с помощью центробежного переключателя.

Ротор электродвигателя с расщепленной фазой имеет такую ​​же конструкцию, как и трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. То есть ротор состоит цилиндрического сердечника, собранного из стальных пластин. Медные прутки устанавливается у поверхности ротора.Прутки припаиваются или привариваются к два медных концевых кольца. В некоторых двигателях ротор выполнен из литого алюминия. Блок.

илл. 1 показан типичный короткозамкнутый ротор для однофазной индукции. мотор. Этот тип ротора требует минимального обслуживания, так как нет обмотки, щетки, контактные кольца или коммутаторы. Обратите внимание на рисунок, что роторные вентиляторы являются частью роторного узла с короткозамкнутым ротором. Эти ротор вентиляторы поддерживают циркуляцию воздуха через двигатель, чтобы предотвратить сильное увеличение по температуре обмоток.


ил. 1 Ротор с короткозамкнутым ротором из литого алюминия.

Центробежный выключатель установлен внутри двигателя. Центробежный переключатель отключает пусковую обмотку после достижения ротором заданного скорость, обычно от двух третей до трех четвертей номинальной скорости. Выключатель состоит из неподвижной части и вращающейся части. Стационарная часть установлен на одном из торцевых щитов и имеет два контакта, которые действуют как однополюсный однонаправленный переключатель.Вращающаяся часть центробежного переключатель установлен на роторе.

Простая схема работы центробежного выключателя приведена в рисунок 2. Когда ротор остановлен, давление пружины на волоконном кольце вращающейся части удерживает контакты замкнутыми. когда ротор достигает примерно трех четвертей своей номинальной скорости, центробежное действие ротора заставляет пружину сбрасывать давление на оптоволоконном кольце и контакты размыкаются.В результате пусковая обмотка цепь отключена от линии. ill 3 — типичный центробежный переключатель, используемый с асинхронными двигателями с расщепленной фазой.


ил. 2 Схема показывает работу центробежного выключателя: ротор при остановке центробежный выключатель замкнут; ротор с нормальной скоростью центробежный усилие, установленное в механизме переключателя, заставляет воротник двигаться и позволяет переключать контакты для открытия. ил. 3 Механизм центробежного переключателя с переключатель удален.

Принцип работы

Когда цепь к асинхронному двигателю с расщепленной фазой замкнута, оба пусковая и ходовая обмотки запитываются параллельно. Потому что бег обмотка состоит из провода относительно большого сечения, его сопротивление составляет низкий. Напомним, что ходовая обмотка размещена внизу прорезей. сердечника статора. В результате индуктивное сопротивление этой обмотки сравнительно высока из-за массы окружающего его железа.Поскольку бегущая обмотка имеет низкое сопротивление и высокое индуктивное сопротивление, ток бегущей обмотки отстает от напряжения примерно на 90 электрические степени.

Пусковая обмотка состоит из проволоки меньшего сечения; поэтому его сопротивление высокое. Поскольку обмотка размещена в верхней части статора пазов, масса железа, окружающего его, сравнительно мала, а индуктивная реактивное сопротивление низкое. Следовательно, пусковая обмотка имеет высокое сопротивление и низкое индуктивное сопротивление.В результате ток пускового обмотка почти синфазна с напряжением.

Ток ходовой обмотки отстает от тока пусковой обмотки. примерно на 30 электрических градусов. Эти два тока разнесены на 30 электрических градусы друг от друга проходят через эти обмотки и вращающееся магнитное поле разработан. Это поле движется по внутренней части сердечника статора. Скорость магнитного поля определяется с использованием той же процедуры. дано для трехфазного асинхронного двигателя.

Если асинхронный двигатель с расщепленной фазой имеет четыре полюса на обмотках статора и подключен к однофазному источнику с частотой 60 Гц, синхронная скорость Оборотного поля:

S = 120 x f / 4

S = синхронная скорость

f = частота в герцах

S = 120 x 60/4 = 1800 об / мин

Поскольку вращающееся поле статора движется с синхронной скоростью, оно сокращает медные шины ротора и индуцирует напряжение в стержнях беличьей клетки обмотка.Эти наведенные напряжения создают токи в стержнях ротора. Как в результате создается поле ротора, которое реагирует с полем статора на развивают крутящий момент, который заставляет ротор вращаться.

Когда ротор разгоняется до номинальной скорости, центробежный выключатель отключается. пусковая обмотка от линии. Затем двигатель продолжает работать. используя только ходовую обмотку. На рисунке 4 показаны соединения центробежного выключателя в момент запуска двигателя (выключатель замкнут) и когда двигатель достигает своей нормальной скорости вращения (выключатель разомкнут).

Двигатель с расщепленной фазой должен иметь под напряжением как пусковая, так и рабочая обмотки. при запуске мотора. Двигатель похож на двухфазный асинхронный двигатель. в котором токи этих двух обмоток составляют примерно 90 электрических градусов не в фазе. Однако источник напряжения однофазный; следовательно, двигатель называется двухфазным двигателем, потому что он запускается как двухфазный двигатель от однофазной сети. Как только двигатель разгонится до значения, близкого к его номинальная частота вращения, он работает на ходовой обмотке как однофазный индукционный мотор.

Если контакты центробежного переключателя не замыкаются при остановке двигателя, тогда цепь пусковой обмотки все еще разомкнута. Когда цепь двигателя снова запитана, двигатель не запускается. Двигатель должен иметь как пусковая и рабочая обмотки находятся под напряжением в момент замыкания цепи двигателя для создания необходимого пускового момента. Если мотор не запускается, но просто издает низкий гудящий звук, а затем цепь пусковой обмотки размыкается. Либо контакты центробежного переключателя не замкнуты, либо есть обрыв катушек пусковых обмоток.Это небезопасное состояние. Бегущая обмотка потребляет чрезмерный ток и, следовательно, двигатель должен быть отключен от сети.


ил. 22-4 Подключения центробежного переключателя при пуске и работе. Асинхронный двигатель с расщепленной фазой: центробежный переключатель размыкается примерно при На 75% от номинальной скорости пусковая обмотка имеет высокое сопротивление и низкое индуктивное сопротивление. Ходовая обмотка имеет низкое сопротивление и высокое индуктивное сопротивление.(обеспечивает фазовый угол 45-50 градусов для запуска крутящий момент.)

Если механическая нагрузка слишком велика при запуске двигателя с расщепленной фазой, или если напряжение на клеммах двигателя низкое, двигатель может не достичь скорости, необходимой для работы центробежного переключателя.

Пусковая обмотка предназначена для работы от сетевого напряжения в течение всего три или четыре секунды, пока двигатель ускоряется к его номинальной скорости.Важно, чтобы пусковая обмотка была отключена. от линии центробежным выключателем, как только двигатель разгонится до 75 процентов номинальной скорости. Работа двигателя при его запуске обмотка более 60 секунд может привести к сгоранию изоляции на обмотке или вызвать перегорание обмотки.

Чтобы изменить направление вращения двигателя, просто поменяйте местами провода пусковая обмотка (5). Это приводит к тому, что направление поля устанавливается обмотками статора на обратное.В результате направление вращения обратное. Направление вращения двигателя с расщепленной фазой также можно изменить местами, поменяв местами два провода ходовой обмотки. Обычно, пусковая обмотка используется для реверса.

Однофазные двигатели часто имеют двойное номинальное напряжение: 115 и 230 вольт. вольт. Для получения этих номиналов ходовая обмотка состоит из двух секций. Каждая секция обмотки рассчитана на 115 вольт. Один участок бега обмотка обычно обозначается T и T, а другая часть обозначается T и T. Если двигатель должен работать от 230 вольт, две обмотки по 115 вольт соединены последовательно через линию 230 В.Если мотор должен быть работает от 115 вольт, затем две 115-вольтовые обмотки подключаются в параллельно линии 115 В.


ил. 5 Изменение направления вращения при двухфазной индукции мотор.

Пусковая обмотка, как правило, состоит только из одной обмотки на 115 В. В выводы пусковой обмотки обычно имеют маркировку T и T. Если двигатель должен работать от 115 вольт, обе секции ходовой обмотки подключены параллельно пусковой обмотке (6).

Для работы на 230 В в клемме заменены перемычки. коробку так, чтобы две 115-вольтовые секции ходовой обмотки были соединены последовательно по линии 230 В (7). Обратите внимание, что 115 вольт пусковая обмотка подключена параллельно одной секции ходовой обмотка. Падение напряжения на этом участке ходовой обмотки равно 115 вольт, и напряжение на пусковой обмотке тоже 115 вольт.


ил.6 Электродвигатель с двойным напряжением, подключенный на 115 В.


ил. 7 Двигатель с двойным напряжением, подключенный на 230 В.


ил. 8 Обмотка двухвольтного двигателя с двумя пусковая и две ходовые обмотки

Некоторые двухфазные двигатели с двойным напряжением имеют пусковую обмотку с двумя секции, а также двухсекционная ходовая обмотка. Бегущая обмотка секции помечены T1 и T2 для одной секции и T3 и T4 для другой. раздел.Одна секция пусковой обмотки имеет маркировку Т5 и Т6, а вторая секция пусковой обмотки имеет маркировку Т7 и Т8.

Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) имеет цветовую кодировку терминальные выводы. Если используются цвета, их следует кодировать следующим образом: Т1 — синий; Т2 — белый; Т3 — оранжевый; Т4 — желтый; Т5 — черный; и Т6 — красный.

илл. 7 показано расположение обмоток для двухвольтного двигателя с две пусковые обмотки и две ходовые обмотки.Правильные соединения для режима 115 В и для режима 230 В приведены в таблице проиллюстрировано в 8.

У асинхронного двигателя с расщепленной фазой очень хорошее регулирование скорости. Это имеет быстродействие от холостого хода до полной нагрузки, аналогичное этому трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Процент скользит по большинству дробная мощность двигателей с разделенной фазой составляет от 4 до 6 процентов.

Пусковой момент двигателя с расщепленной фазой сравнительно низкий.В низкое сопротивление и высокое индуктивное сопротивление в цепи бегущей обмотки, а также высокое сопротивление и низкое индуктивное сопротивление в пусковой обмотке цепи приводят к тому, что два значения тока будут значительно меньше 90 электрических градусы друг от друга. Токи пусковой и ходовой обмоток во многих электродвигатели с расщепленной фазой имеют сдвиг по фазе только на 30 электрических градусов с каждым разное. В результате поле, создаваемое этими токами, не развивается. сильный пусковой момент.

КОНДЕНСАТОР ПУСК, ВПУСКНОЙ ДВИГАТЕЛЬ

Конструкция конденсаторного пускового двигателя почти такая же, как и у двигателя. асинхронного двигателя с расщепленной фазой. Однако для конденсаторного пускового двигателя конденсатор включен последовательно с пусковыми обмотками. Конденсатор обычно устанавливается в металлическом кожухе наверху двигателя. Конденсатор может быть установлен в любом удобном внешнем положении на раме двигателя и, в некоторых случаях может быть установлен внутри корпуса двигателя.Конденсатор обеспечивает более высокий пусковой момент, чем можно получить со стандартной расщепленной фазой мотор. Кроме того, конденсатор ограничивает пусковой выброс тока. до более низкого значения, чем у стандартного двигателя с расщепленной фазой.

Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском применяется в холодильных установках, компрессорах, масляные горелки, и для небольшого машинного оборудования, а также для приложений которые требуют сильного пускового момента.


ил.9 Два соединения ходовой обмотки и одна пусковая обмотка схема подключения.

Принцип работы

Когда конденсаторный пусковой двигатель подключен для более низкого напряжения и запущен, как ходовая, так и пусковая обмотки подключены параллельно через линейное напряжение при замыкании центробежного выключателя. Пусковая обмотка, однако он подключен последовательно с конденсатором. Когда мотор достигает При значении 75 процентов от его номинальной скорости центробежный выключатель размыкает и отключает пусковую обмотку и конденсатор от сети.В тогда двигатель работает как однофазный асинхронный двигатель, используя только обмотка. Конденсатор используется для улучшения пускового момента и не улучшает коэффициент мощности двигателя.

Для создания необходимого пускового момента вращающееся магнитное поле должно настраиваться обмотками статора. Пусковой ток в обмотке приведет к рабочий ток обмотки на 90 электрических градусов, если конденсатор имеет правильная емкость подключена последовательно с пусковой обмоткой.В результате магнитное поле, создаваемое обмотками статора, почти идентичен таковому у двухфазного асинхронного двигателя. Пусковой момент для двигателя с конденсаторным пуском, таким образом, намного лучше, чем у стандартного двухфазный двигатель.

Неисправные конденсаторы — частая причина неисправностей конденсатора. пусковые, асинхронные двигатели. Возможны следующие отказы конденсаторов:

• конденсатор может закоротить сам себя, о чем свидетельствует более низкий пусковой ток. крутящий момент.

• конденсатор может быть «открыт», в этом случае цепи пусковой обмотки будет открыт, в результате чего двигатель не запустится.

• конденсатор может вызвать короткое замыкание и вызвать срабатывание предохранителя для вторичная цепь двигателя на обрыв. Если номиналы предохранителей достаточно высоки и не прерывают подачу питания на двигатель достаточно быстро, запуск обмотка может перегореть.

• пусковые конденсаторы могут вызвать короткое замыкание, если двигатель многократно включается и выключается за короткий промежуток времени.Чтобы предотвратить выход из строя конденсатора, многие производители двигателей рекомендуют запускать двигатель с конденсаторным пуском. не более 20 раз в час. Поэтому этот тип двигателя используется только в тех приложениях, где относительно мало запусков в коротком временной период.


ил. 10 Соединения для конденсаторного пуска, асинхронный двигатель

Скоростные характеристики двигателя с конденсаторным пуском очень хорошие. Возрастание в процентном скольжении от холостого хода до полной нагрузки составляет от 4 процентов до 6 процентов.Таким образом, быстродействие такое же, как у стандартного двухфазный двигатель.

Провода цепи пусковой обмотки поменяны местами на реверс направление вращения конденсаторного пускового двигателя. В результате направление вращения магнитного поля, создаваемого обмотками статора в сердечнике статора меняется на противоположное, и вращение ротора меняется на противоположное. (См. Рисунок 9 для изменения подключения проводов.)

ил 10 — схема подключения конденсаторного пускателя. электродвигатель перед заменой проводов пусковой обмотки, чтобы направление вращения ротора.Схема на рисунке 11 показывает схемы подключения двигателя после замены выводов пусковой обмотки для изменения направления вращения.

Второй способ изменения направления вращения пускового конденсатора двигатель должен поменять местами два провода ходовой обмотки. Однако этот метод редко используется.

Конденсаторный пуск, асинхронные двигатели часто имеют двойное напряжение 115 вольт и 230 вольт. Подключения для конденсаторного пускового двигателя такие же, как для асинхронных двигателей с расщепленной фазой.


ил. 11 Соединения для реверсирования конденсаторного пуска, индукционные запустить мотор.

КОНДЕНСАТОР ПУСК, КОНДЕНСАТОР РАБОТАЮЩИЙ ДВИГАТЕЛЬ

Конденсаторный пуск, конденсаторный двигатель аналогичен конденсаторному пуску, асинхронный двигатель, за исключением того, что пусковая обмотка и конденсатор постоянно включен в цепь. У этого мотора очень хороший пуск крутящий момент. Коэффициент мощности при номинальной нагрузке составляет почти 100 процентов или единицу. из-за того, что в двигателе постоянно используется конденсатор.

Для этого типа двигателя существует несколько различных конструкций. Один тип конденсаторный пуск, конденсаторный двигатель имеет две обмотки статора, которые разнесены на 90 электрических градусов. Подключена основная или ходовая обмотка непосредственно через номинальное сетевое напряжение. Конденсатор подключен последовательно с пусковой обмоткой и эта последовательная комбинация также связана через номинальное сетевое напряжение. Центробежный переключатель не используется, потому что пусковая обмотка находится под напряжением в течение всего периода работы мотор.

ил 12 иллюстрирует внутренние соединения для запуска конденсатора, конденсатор запускает двигатель с использованием одного значения емкости.


ил. 12 Разъемы для конденсаторного пуска, конденсаторного двигателя.

Чтобы реверсировать вращение этого двигателя, проводные соединения пускового обмотку необходимо поменять местами. Этот тип конденсаторного запуска, конденсаторный запуск двигатель работает бесшумно и используется на масляных горелках, вентиляторах и небольших деревообрабатывающие и металлообрабатывающие станки.

Второй тип конденсаторного запуска, конденсаторный двигатель имеет два конденсатора. Рис. 13 представляет собой схему внутренних соединений двигателя. В в момент запуска двигателя два конденсатора включаются параллельно. когда двигатель достигает 75 процентов номинальной скорости, центробежный переключатель отключает конденсатор большей емкости. Затем двигатель работает с меньший конденсатор подключен только последовательно с пусковой обмоткой.


ил.13 Подключения для конденсаторного пуска, конденсаторного двигателя: МАЛЫЙ КОНДЕНСАТОР, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ЗАПУСКА И РАБОТЫ; КОНДЕНСАТОР БОЛЬШОГО РАЗМЕРА ДЛЯ ЗАПУСК.

Этот тип двигателя имеет очень хороший пусковой момент, хорошее регулирование скорости и коэффициент мощности почти 100 процентов при номинальной нагрузке. Заявки на к этому типу двигателей относятся топочные топки, холодильные агрегаты и компрессоры.

Третий тип конденсаторного пуска, конденсаторный двигатель с автотрансформатором. с одним конденсатором.Этот двигатель имеет высокий пусковой момент и высокую рабочую фактор силы. Рис. 14 представляет собой схему внутренних соединений для этот мотор. При запуске двигателя центробежный переключатель подключает обмотку 2 в точку А на ответвленном автотрансформаторе. Поскольку конденсатор подключен через максимальное количество витков трансформатора, он получает максимальное напряжение вывод при запуске. Таким образом, конденсатор подключается с номиналом примерно 500 вольт. В результате в обмотке имеется большое значение ведущего тока. 2, и развивается сильный пусковой крутящий момент.

Когда двигатель достигает примерно 75 процентов номинальной скорости, центробежный выключатель отключает пусковую обмотку от точки A и снова подключает эту обмотку к точке B на автотрансформаторе. Применяется меньшее напряжение к конденсатору, но двигатель работает с обеими обмотками под напряжением. Таким образом, конденсатор поддерживает коэффициент мощности, близкий к единице, при номинальной нагрузке.

Пусковой момент этого двигателя очень хороший, а регулировка скорости удовлетворительно.Приложения, требующие этих характеристик, включают большие холодильники и компрессоры.


ил. 14 Соединения для конденсаторного пуска, конденсаторного двигателя с автотрансформатором

НАЦИОНАЛЬНЫЙ КОД ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КОДА

Раздел 430-32 (b) (1) Национального электротехнического кодекса гласит, что любые двигатель мощностью в одну или менее лошадиных сил, который запускается вручную и находится в пределах вид с места стартера, считается защищенным от перегрузка устройством максимального тока, защищающим проводники ответвления цепь.Это устройство максимального тока ответвления не должно быть больше указанного. в статье 430, Часть D (Ответвительная цепь двигателя, короткое замыкание и замыкание на землю Защита). Исключением является то, что любой такой двигатель можно использовать при напряжении 120 вольт. или менее в ответвленной цепи, защищенной не более 20 ампер.

Считается, что расстояние более 50 футов находится вне поля зрения стартовая локация. Раздел 430-32 (c) распространяется на двигатели мощностью в одну лошадиную силу или меньше, запускаются автоматически, вне поля зрения со стартовой точки или стационарно установлен.

Раздел 430-32 (c) (1) гласит, что любой двигатель мощностью в одну или менее лошадиных сил который запускается автоматически, должен иметь отдельное устройство максимального тока который реагирует на ток двигателя. Этот блок перегрузки должен быть установлен для отключения при не более 125% номинального тока полной нагрузки мотор для моторов с маркировкой на повышение температуры не более 40 градусов Цельсия или с коэффициентом эксплуатации не менее 1,15 (1,15 или выше) и не более 115 процентов для всех других типов двигателей.

РЕЗЮМЕ

Однофазный асинхронный двигатель — один из наиболее часто используемых двигателей в жилых и легких коммерческих целях. Каждое приложение подскажет правильный мотор стиль для использования. Все двигатели используют концепцию использования одной фазы или одной фазы. синусоиды, и смещение эффектов токов через катушки на создают движущееся магнитное поле. Расщепленная фаза и конденсаторный пуск в двигателе используется пусковой выключатель для отключения пусковых обмоток от линия, когда двигатель наберет скорость.Двухконденсаторные двигатели используют несколько конденсаторов или варианты конденсаторов двух номиналов для создания пусковой и работающей цепи. Все те же правила NEC, которые применяются к трехфазному двигатели по-прежнему применимы к однофазным двигателям. Есть много исключений, применимо только к двигателям малой мощности.

ВИКТОРИНА

1. Перечислите основные части асинхронного двигателя с расщепленной фазой.

2. Что произойдет, если контакты центробежного переключателя не включатся повторно, когда мотор останавливается?

3.Объясните, как направление вращения асинхронного двигателя с расщепленной фазой обратный.

4. Асинхронный двигатель с расщепленной фазой имеет номинальное значение двойного напряжения 115/230 вольт. Двигатель имеет две ходовые обмотки, каждая из которых рассчитана на 115 вольт и одну пусковую обмотку на 115 вольт. Нарисуйте принципиальную схему этого асинхронного двигателя с расщепленной фазой, подключенного для работы на 230 В.

5. Нарисуйте принципиальную схему подключения асинхронного двигателя с расщепленной фазой. в вопросе 4 подключен для работы от 115 В.

6. Асинхронный двигатель с расщепленной фазой имеет номинальное значение двойного напряжения 115/230. вольт. Двигатель имеет две ходовые обмотки, каждая из которых рассчитана на 115 вольт. Кроме того, есть две пусковые обмотки, и каждая из этих обмоток рассчитан на 115 вольт. Нарисуйте принципиальную схему подключения этой разделенной фазы. асинхронный двигатель подключен для работы от 230 В.

7. В чем основное отличие асинхронного двигателя с расщепленной фазой от конденсаторного двигателя с индукционным пуском?

8.Если центробежный переключатель не размыкается при ускорении двигателя с расщепленной фазой до номинальной скорости, что будет с пусковой обмоткой?

9. Какое ограничение у конденсаторного запуска асинхронного двигателя?

10. Вставьте правильное слово или фразу для завершения каждого из следующих заявления.

а. Двигатель мощностью не более одной лошадиных сил, который запускается вручную и который находится в пределах видимости от стартовой точки, считается защищенной ______

г.Двигатель мощностью в одну или менее лошадиных сил, запускаемый вручную, считается в пределах видимости места стартера, если расстояние не превышает _________

г. Конденсатор используется с конденсаторным пуском, используется асинхронный двигатель. только для улучшения ______

г. Конденсаторный пуск, асинхронный двигатель имеет лучший пусковой момент чем _________

VFD для однофазных приложений

VFD и однофазные двигатели переменного тока

Моя первая работа вне школы была с производителем двигателей, обеспечивающим техническую поддержку.Находясь на Среднем Западе, у нас было много фермерских и сельскохозяйственных клиентов.

Их области применения варьировались от вентиляторов, насосов, элеваторов, мешалок, шнеков, конвейеров и т. Д. Фермерские установки часто не имели доступа к трехфазному питанию и приходилось довольствоваться однофазным напряжением 230 В. Мы продали много однофазных двигателей Farm Duty / Ag для этих установок.

Люди часто хотели запускать двигатели на пониженных скоростях, поэтому они спрашивали: «Могу ли я добавить частотно-регулируемый привод к моему однофазному двигателю?».Обычно однофазные двигатели не могут работать с частотно-регулируемыми приводами. Однако можно вводить одну фазу в частотно-регулируемый привод и выводить переменное напряжение на трехфазный асинхронный двигатель. В этой статье описывается, как это работает, и предлагаются некоторые соображения.

Универсальный однофазный двигатель для работы в ферме

Проблема с однофазными двигателями с линейной подачей

Одной из проблем при управлении крупными однофазными двигателями переменного тока от сети является пусковой ток. Однофазный двигатель мощностью 10 л.с. потребляет номинальное напряжение 38 А (при 230 В).

Но этот двигатель (конструкция NEMA B) будет потреблять в 6-8 раз больше номинального тока при запуске — или 234 А! Такое высокое потребление усилителя может вызвать проблемы на распределительной панели. Даже утилиты могут заметить.

Однофазный двигатель мощностью 10 л.с. потребляет пусковой ток 234 А при 230 В.

Честно говоря, проблемы, связанные с высокими пусковыми токами, также будут влиять на трехфазный двигатель с сетевым питанием. Но в случае трехфазного двигателя человек может легко добавить частотно-регулируемый привод.Одним из преимуществ работы с частотно-регулируемым приводом является то, что при увеличении скорости двигателя он ограничивает ток двигателя, чтобы избежать этих больших пиков.

Центробежный переключатель в однофазных двигателях с конденсаторным пуском

Есть несколько различных конструкций однофазных двигателей. Я выделю тот, который я видел больше всего в промышленных приложениях, — с конденсаторным пуском и центробежным переключателем. В конструкции используется конденсаторная сеть, которая находится в цепи двигателя на низких скоростях.Конденсаторы помогают обеспечивать крутящий момент при нулевой скорости и запускать двигатель в правильном направлении.

Схема подключения общего однофазного двигателя — с конденсаторами и центробежным выключателем

Когда двигатель вращается и становится инерционным, центробежный переключатель размыкается и конденсаторная сеть отключается от первичных обмоток двигателя. Скорость, с которой размыкается переключатель, происходит до достижения двигателем нормальной рабочей скорости 60 Гц.

По этой причине не рекомендуется использовать двигатель, рассчитанный на 50 Гц, в сети 60 Гц.По крайней мере, без замены или регулировки центробежного переключателя. Возможно, что переключатель никогда не размыкается при работе на частоте 50 Гц. Это может привести к повреждению конденсаторов или перегреву обмоток двигателя.

Аналогичная проблема связана с использованием частотно-регулируемого привода для управления скоростью однофазного двигателя. Снижение скорости эффективно удерживает конденсаторы в цепи в течение длительных периодов времени и может потенциально повредить двигатель.

Однофазный вход к ЧРП

Итак, если вы не можете использовать частотно-регулируемый привод с однофазным двигателем такой конструкции, каково решение? Ответ — ввести одну фазу в ЧРП.VFD может действовать как преобразователь фаз и выводить три фазы на трехфазный двигатель.

Есть некоторые соображения, особенно с калибровкой. Некоторые VFD разработаны и рассчитаны на ввод как однофазных, так и трехфазных. Обратитесь к производителю частотно-регулируемого привода, но в руководстве вы увидите что-то подобное, обозначающее обе фазы.

Для приводов большего размера номинальные значения обычно указывают только на трехфазный вход. Однофазный вход возможен, но, вероятно, потребуется однофазное снижение номинальных характеристик.

Давайте посмотрим на приложение VFD с трехфазным входом, работающим от двигателя мощностью 10 л.с. Допустим, потерь нет и PowerIN = PowerOUT. Входной ток и выход будут одинаковыми.

Входная мощность распределяется по трем фазам

Теперь возьмем то же приложение, работающее с двигателем мощностью 10 л.с., но с однофазным входом. PowerIN = PowerOUT. Вот только вся мощность на входе теперь проходит через один провод вместо трех.Фактически, к входному однофазному току применяется коэффициент √ (3) по сравнению с трехфазным током.

Вся входная мощность (ток) протекает по одному проводнику

Опять же, некоторые размеры приводов уже имеют входные выпрямители с завышенными размерами и по своей природе могут выдерживать повышенный однофазный входной ток — это должно отражаться в номинальных характеристиках силовой ступени. Для более крупных приложений HP в конечном итоге может потребоваться увеличение размера привода для работы с большим входным током.

Как правило, мы предлагаем округлить в большую сторону и предположить, что однофазный входной ток будет вдвое больше, чем трехфазный входной ток.

Наконец, также неплохо использовать сетевой дроссель 5% при подаче однофазной входной мощности на привод. Во время включения на привод будет подача зарядного тока на устройство. 5% -ный реактор поможет снизить пиковый зарядный ток и защитит входной выпрямительный каскад частотно-регулируемого привода.

А как насчет стоимости

Однофазные двигатели, особенно более мощные, имеют надбавку к цене. Быстрый расчет того же двигателя мощностью 10 л.с. сверху и однофазного варианта — это + 60% надбавка к стоимости. Я предполагаю, что часть дополнительных затрат связана с добавленными частями конденсаторной сети и переключателя. Другая часть стоимости связана с тем, что более крупные однофазные асинхронные двигатели являются более специализированными по сравнению с трехфазными типами.

Добавьте дополнительные затраты на частотно-регулируемый привод / реактор, но также вычтите надбавку за однофазный двигатель. Я думаю, вы обнаружите, что общая стоимость добавления VFD намного меньше, чем вы думаете.

Стоит ли покупать вместо роторного преобразователя?

Фазовый преобразователь, безусловно, является вариантом. Он преобразует однофазную мощность в трехфазную. Но это все, что он делает. Он не предлагает многих преимуществ, которые предлагает ЧРП.Это включает в себя возможность управления скоростью двигателя, повышение производительности на низких скоростях, функции защиты и мониторинг температуры двигателя.

Аналогичный аргумент можно привести и в отношении стоимости преобразователя фазы. Фазовый преобразователь, скорее всего, не сэкономит много денег, если вообще сэкономит, по сравнению с приводом.

Преимущества использования частотно-регулируемых приводов в однофазных приложениях

Пользователю будет выгодно перейти от двигателя с сетевым питанием к двигателю с ЧРП.Они смогут оптимизировать скорость двигателя для процесса. Возможно, это означает замедление конвейера во время загрузки вместо полного отключения двигателя. Слегка нагруженные двигатели также могут быть увеличены для ускорения процессов, например, конвейера или шнека.

Пользователь также получит выгоду от экономии энергии благодаря ЧРП. Особенно квадратичные нагрузки, такие как вентиляторы и насосы. Чем выше пошлина приложение, тем больше будет экономия. Добавьте в приложение некоторую базовую обратную связь, например датчик температуры или влажности, и к ЧРП можно подключить проводку для регулирования процесса.KEB F5 даже имеет встроенный ПИД-регулятор, поэтому весь процесс можно регулировать внутри привода, что устраняет необходимость во внешнем ПЛК или управлении

Одно из преимуществ частотно-регулируемых приводов, которое часто упускается из виду, — это все их защитные функции, позволяющие обнаруживать нештатные ситуации.

  • Повышенное / пониженное напряжение — Автоматическое отключение при падении напряжения или скачке напряжения.
  • Motor Overheat — Для этой опции требуется термистор или датчик температуры двигателя. Он защищает вложения в двигатель и является хорошей идеей для дорогих двигателей, двигателей, трудных в обслуживании, а также для приложений с высокими температурами окружающей среды.
  • Защита от перегрузки по току — это может обнаружить ненормальную неисправность, такую ​​как короткое замыкание обмотки двигателя и отключение.

Конечно, есть еще много защитных функций, но вы поняли.

Однофазные частотно-регулируемые приводы KEB

Привод

KEB F5 может использоваться с однофазными установками. Загрузите руководство на странице продукта F5 VFD или свяжитесь с инженером KEB America, чтобы обсудить ваше приложение и решить, какой VFD подходит для вашего приложения.

Принцип работы асинхронного двигателя

— однофазный и трехфазный асинхронный двигатель

Асинхронный двигатель представляет собой электрическую машину переменного тока, которая преобразует электрическую энергию в механическую. Асинхронный двигатель широко используется в различных областях, от основных бытовых приборов до тяжелой промышленности. У машины так много применений, что трудно сосчитать, и вы можете представить масштаб, зная, что почти 30% электроэнергии, производимой во всем мире, потребляется самими асинхронными двигателями.Эта удивительная машина была изобретена великим ученым Никой Тесла, и это изобретение навсегда изменило ход человеческой цивилизации.

Вот несколько применений однофазных и трехфазных асинхронных двигателей , которые мы можем найти в повседневной жизни.

Применение однофазных асинхронных двигателей:

  • Электровентиляторы в дом
  • Станки сверлильные
  • Насосы
  • Шлифовальные машины
  • Игрушки
  • Пылесос
  • Вытяжные вентиляторы
  • Компрессоры и электробритвы

Применение трехфазных асинхронных двигателей:

  • Малые, средние и крупные производства.
  • Подъемники
  • Краны
  • Станки токарные приводные
  • Маслоэкстракционные заводы
  • Роботизированное оружие
  • Конвейерная система
  • Дробилки тяжелые

Асинхронные двигатели бывают разных размеров и форм, имеющих соответствующие характеристики и электрические характеристики. Они различаются по размеру от нескольких сантиметров до нескольких метров и имеют номинальную мощность от 0,5 до 10000 л.с. Пользователь может выбрать наиболее подходящую из множества моделей для удовлетворения своего спроса.

Мы уже обсуждали «Основы двигателей» и их работу в предыдущей статье. Здесь мы подробно обсудим конструкцию и работу асинхронного двигателя .

Принцип работы асинхронного двигателя

Чтобы понять принцип работы асинхронного двигателя, давайте сначала рассмотрим простую установку, показанную на рисунке.

Здесь,

  • Берут два железных или ферритовых сердечника одинакового размера и подвешивают в воздухе на некотором расстоянии.
  • Эмалированный медный провод намотан на верхнюю жилу, за ней следует нижний, и два конца отведены в сторону, как показано на рисунке.
  • Сердечник здесь действует как среда для переноса и концентрации магнитного потока, генерируемого катушкой во время работы.

Теперь, , если мы подключим источник переменного напряжения к двум концам медного провода, у нас будет что-то вроде ниже.

Во время положительного цикла AC :

Здесь в течение первого полупериода положительное напряжение в точке «А» постепенно переходит от нуля до максимума, а затем возвращается к нулю.В этот период ток в обмотке можно представить как.

Здесь,

  • Во время положительного цикла источника питания переменного тока ток в обеих обмотках постепенно увеличивается от нуля до максимума, а затем постепенно возвращается от максимума к нулю. Это связано с тем, что согласно закону Ома ток в проводнике прямо пропорционален напряжению на клеммах, и мы много раз обсуждали это в предыдущих статьях.
  • Обмотки намотаны таким образом, что ток в обеих обмотках течет в одном направлении, и мы можем видеть то же самое, что показано на схеме.

Теперь давайте вспомним закон, называемый законом Ленца, который мы изучали ранее, прежде чем двигаться дальше. Согласно закону Ленца, « Проводник, по которому проходит ток, будет генерировать магнитное поле вокруг своей поверхности»,

, и если мы применим этот закон в приведенном выше примере, то магнитное поле будет генерироваться каждой петлей в обеих катушках. Если мы добавим магнитный поток, создаваемый всей катушкой, то он получит значительную величину. Весь этот поток появится на железном сердечнике, так как катушка была намотана на корпус сердечника.

Для удобства, если мы нарисуем линии магнитного потока , сосредоточенные на железном сердечнике на обоих концах, то у нас будет что-то вроде того, что показано ниже.

Здесь вы можете увидеть, как магнитные линии концентрируются на железных сердечниках и перемещаются через воздушный зазор.

Эта интенсивность потока прямо пропорциональна току, протекающему в катушках, намотанных на обоих металлических корпусах. Таким образом, во время положительного полупериода поток изменяется от нуля до максимума, а затем снижается с максимума до нуля.После того, как положительный цикл завершится, напряженность поля в воздушном зазоре также достигнет нуля, и после этого у нас будет отрицательный цикл.

Во время отрицательного цикла AC :

Во время этого отрицательного цикла синусоидального напряжения положительное напряжение в точке «B» будет постепенно повышаться от нуля до максимума, а затем возвращается к нулю. Как обычно, из-за этого напряжения будет течь ток, и мы можем видеть направление этого тока в обмотках на рисунке ниже.

Поскольку ток линейно пропорционален напряжению, его величина в обеих обмотках постепенно увеличивается от нуля до максимума, а затем уменьшается от максимума до нуля.

Если мы рассмотрим закон Ленца, то магнитное поле появится вокруг катушек из-за протекания тока, как и в случае, изученном в положительном цикле. Это поле будет сконцентрировано в центре ферритовых сердечников, как показано на рисунке. Поскольку интенсивность потока прямо пропорциональна току, протекающему в катушках, намотанных на обоих железных телах, этот поток также будет изменяться от нуля до максимума, а затем снижаться с максимума до нуля в зависимости от величины тока.Хотя это похоже на положительный цикл, есть разница, и это направление силовых линий магнитного поля. Вы можете наблюдать эту разницу в направлении потока на диаграммах.

После его отрицательного цикла следует положительный цикл, за которым следует другой отрицательный цикл, и так продолжается до тех пор, пока синусоидальное напряжение переменного тока не будет снято. И из-за этого цикла смены напряжения магнитное поле в центре на железных сердечниках продолжает меняться как по величине, так и по направлению.

В заключение, используя эту установку,

  • Мы разработали область сосредоточения магнитного поля в центре железных сердечников.
  • Напряженность магнитного поля в воздушном зазоре постоянно меняется как по величине, так и по направлению.
  • Поле повторяет форму волны синусоидального переменного тока.

Закон электромагнитной индукции Фарадея

Эта установка, которую мы обсуждали до сих пор, лучше всего подходит для реализации закона электромагнитной индукции Фарадея.Это связано с тем, что постоянно меняющееся магнитное поле является самым основным и важным требованием для электромагнитной индукции.

Мы изучаем этот закон здесь, потому что асинхронный двигатель работает по принципу закона электромагнитной индукции Фарадея.

Теперь, чтобы изучить явление электромагнитной индукции, давайте рассмотрим установку ниже.

  • Берется проводник и формирует его квадрат с закороченными концами.
  • Металлический стержень закреплен в центре квадрата проводника, который действует как ось установки.
  • Теперь квадратный проводник может свободно вращаться вдоль оси и называется ротором.
  • Ротор расположен в центре воздушного зазора, так что проводящая петля может испытывать максимальное поле, создаваемое катушками ротора.

Мы знаем, что согласно закону электромагнитной индукции Фарадея «», когда переменное магнитное поле разрезает металлический проводник, в проводнике индуцируется ЭДС или напряжение ».

Теперь применим этот закон к , чтобы понять работу асинхронного двигателя:

  • Согласно этому закону электромагнитной индукции, ЭДС должна индуцироваться в проводнике ротора, расположенном в центре, из-за изменяющегося магнитного поля, испытываемого им.
  • Из-за этой наведенной ЭДС и короткого замыкания проводника по всему контуру протекает ток, как показано на рисунке.
  • Вот ключ к работе асинхронного двигателя. Мы знаем, что в соответствии с законом Ленца проводник с током создает вокруг себя магнитное поле, интенсивность которого пропорциональна величине тока.
  • Поскольку закон универсален, контур проводника ротора должен также генерировать магнитное поле, потому что ток течет через него из-за электромагнитной индукции.
  • Если мы назовем магнитное поле, создаваемое обмотками статора и стальным сердечником, как основной поток или поток статора. Тогда мы можем назвать магнитное поле, создаваемое токопроводящей петлей ротора, потоком ротора.
  • Из-за взаимодействия между основным потоком и потоком ротора на ротор действует сила. Эта сила пытается противодействовать индукции ЭДС в ротор, регулируя положение ротора. Следовательно, в это время мы увидим движение вала.
  • Теперь магнитное поле продолжает меняться из-за переменного напряжения, сила также постоянно регулирует положение ротора без остановки.
  • Таким образом, ротор продолжает вращаться из-за переменного напряжения, и, таким образом, мы имеем механический выход на валу или оси ротора.

Таким образом, мы увидели, как из-за электромагнитной индукции в роторе возникает механический выход на валу. Таким образом, название, данное этой установке, называется «Асинхронный двигатель».

До сих пор мы обсуждали принцип работы асинхронного двигателя, но не забываем, что теория и практика различны. А для работы асинхронного двигателя требуется дополнительная настройка, о которой мы поговорим ниже.

Однофазный асинхронный двигатель

Асинхронный двигатель, работающий от однофазного переменного тока, называется однофазным асинхронным двигателем .

Линия электропередачи, доступная для нас дома, представляет собой однофазную линию питания переменного тока 240 В / 50 Гц, а индукционные двигатели, которые мы используем в повседневной жизни в наших домах, называются однофазными асинхронными двигателями.

Чтобы лучше понять принцип работы однофазного асинхронного двигателя, давайте рассмотрим конструкцию однофазного асинхронного двигателя.

Здесь,

  • Возьмем несколько проводов и установим их на свободно вращающийся вал, как показано на рисунке.
  • Кроме того, мы закоротим концы всех проводников металлическим кольцом, создав петли из множества проводников, которые мы изучили ранее.
  • Эта установка ротора при ближайшем рассмотрении выглядит как беличья клетка и поэтому называется асинхронным двигателем с беличьей клеткой.Давайте посмотрим на трехмерную структуру ротора с короткозамкнутым ротором.

  • Статор, который считался цельной железной частью, на самом деле представляет собой группу тонких листов железа, сложенных вместе. Они так плотно прижаты друг к другу, что между ними буквально не будет воздуха. Мы используем стопку железных листов вместо одной железной детали по той же причине, по которой мы используем прокатные железные листы в случае силового трансформатора, чтобы уменьшить потери в стали. Используя метод стекирования, мы значительно снизим потери мощности при сохранении производительности.

Работа этой установки аналогична установке, использованной при объяснении принципа работы асинхронного двигателя.

  • Сначала мы подадим переменное напряжение, и из-за этого напряжения ток течет через обмотку статора, намотанную как на верхнем, так и на нижнем сегментах.
  • Из-за тока магнитное поле создается как на верхней, так и на нижней обмотке.
  • Большая часть металлических листов действует как сердечник для переноса магнитного поля, создаваемого катушками.
  • Это переменное магнитное поле, переносимое железным сердечником, концентрируется в центральном воздушном зазоре из-за преднамеренной конструкции.
  • Теперь, когда ротор помещен в этот воздушный зазор, закороченные проводники, закрепленные на роторе, также испытывают это переменное поле.
  • Из-за поля в проводниках ротора индуцируется ток.
  • Поскольку ток проходит через проводники ротора, вокруг ротора также создается магнитное поле.
  • При взаимодействии между генерируемым магнитным полем ротора и магнитным полем статора на ротор действует сила.
  • Эта сила перемещает ротор вдоль оси, и мы получаем вращательное движение.
  • Поскольку напряжение постоянно изменяется, синусоидальное напряжение ротор также продолжает непрерывно вращаться вдоль своей оси. Таким образом, у нас будет непрерывный механический выход для заданного однофазного входного напряжения.

Хотя мы предполагали, что ротор будет вращаться автоматически после подачи питания на однофазный двигатель, это не так.Поскольку поле, создаваемое однофазным асинхронным двигателем, представляет собой переменное магнитное поле, а не вращающееся магнитное поле. Таким образом, при запуске двигателя ротор блокируется в своем положении, потому что сила, испытываемая им из-за нижней и верхней катушек, будет одинаковой величины и противоположного направления. Таким образом, вначале чистая сила, испытываемая ротором, равна нулю. Чтобы избежать этого, мы будем использовать вспомогательную обмотку для асинхронного двигателя, чтобы сделать его самозапускающимся. Эта вспомогательная обмотка создаст необходимое поле для запуска ротора.Примером для этого случая является электрический вентилятор, который мы видим в нашей повседневной жизни, который запускает конденсатор и запускает асинхронный двигатель со вспомогательной обмоткой, соединенной последовательно с конденсатором.

Трехфазный асинхронный двигатель

Асинхронный двигатель, работающий от трехфазного переменного тока, называется трехфазным асинхронным двигателем. Обычно трехфазные асинхронные двигатели используются в промышленности и не подходят для домашнего использования.

Линия электропитания, доступная для промышленности, составляет 400 В / 50 Гц. Трехфазные четырехлинейные двигатели переменного тока и индукционные двигатели, которые работают от этого источника питания в промышленности, называются трехфазными асинхронными двигателями.

Для лучшего понимания принципа работы трехфазного асинхронного двигателя давайте рассмотрим конструкцию трехфазного асинхронного двигателя.

Здесь,

  • Обмотка фазы A начинается с верхнего сегмента, за которым следует нижний сегмент, как показано на рисунке.
  • Что касается двух концов фазы, одна обмотка подключена к силовой линии фазы A трехфазного источника питания, а другой конец подключен к нейтрали тех же трех фаз четырехполюсного источника питания.Это возможно, потому что в трехфазном четырехлинейном источнике питания у нас есть первые три линии, несущие три линейных напряжения, а четвертая линия является нейтральной.
  • Другие двухфазные обмотки следуют той же схеме, что и фаза A. На двух концах обмотки фазы B одна подключена к силовой линии фазы B трехфазного источника питания, а другой конец подключен к нейтрали тех же трех фазы четырехполюсного питания.
  • Конструкция ротора похожа на короткозамкнутый ротор и представляет собой тот же тип ротора, который используется в однофазном асинхронном двигателе.

Теперь, если подать электроэнергию на трехфазные обмотки статора, то ток начнет течь по всем трем обмоткам. Из-за этого протекания тока магнитное поле будет создаваться катушками, и это поле будет протекать через путь с меньшим магнитным сопротивлением, обеспечиваемый многослойным сердечником. Здесь конструкция двигателя сконструирована таким образом, что магнитное поле, переносимое сердечником, концентрируется в воздушном зазоре в центре, где расположен ротор. Таким образом, магнитное поле, сконцентрированное сердечником в центральном зазоре, влияет на проводники в роторе, вызывая в них ток.

При наличии тока в проводнике ротор также создает магнитное поле, которое взаимодействует с полем статора в любой момент времени. И из-за этого взаимодействия на ротор действует сила, которая приводит к вращению двигателя.

Здесь магнитное поле, создаваемое статором, имеет вращающийся тип из-за трехфазного питания, в отличие от переменного типа, который мы обсуждали в однофазном двигателе.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.