3 фазный двигатель: Включение 3-х фазного двигателя в однофазную сеть, от теории к практике

Асинхронный трёхфазный двигатель

1. Применение трёхфазных двигателей в стиральных машинах

Асинхронный трёхфазный электродвигатель был изобретён в 1889 году русским электротехником Доливо-Добровольским. Трёхфазные двигатели получили широкое применение в различной промышленной технике, в том числе и в промышленных стиральных машинах. С развитием современных технологий и электронных систем управления, подобные двигатели стали распространены и в бытовой технике. В бытовых стиральных машинах трёхфазные двигатели стали применяться примерно с 2005 года. Сегодня можно встретить такие двигатели только в некоторых моделях стиральных машин торговых марок: AEG, Electrolux, Ariston, Indesit, Whirpoll, Candy, Bosch, Siemens, Miele, Haier. Трёхфазные двигатели из-за низкого уровня шума, очень часто применяются в так называемых бесшумных стиральных машинах.

2. Общие сведения о трёхфазном токе и трёхфазном двигателе

Как известно из курса электротехники, в промышленности трёхфазный ток создаётся трёхфазным генератором, который имеет три обмотки сдвинутые относительно своей геометрической оси на угол 120°, поэтому на выходе каждой из обмоток генератора образуются переменные токи, фазы которых соответственно сдвинуты друг относительно друга также на 120°. График трёхфазного тока представлен на (Рис.2). Конструкция и принцип работы трёхфазного и однофазного асинхронных двигателей почти одинаковы. Разница лишь в обмотках статора. Трехфазные электродвигатели имеют на статоре трёхфазную обмотку, каждая секция обмоток которых сдвинута на 120°. Ротор (подвижная часть) трёхфазного двигателя имеет такую же конструкцию, что и однофазные асинхронные двигатели, т.е. состоит из короткозамкнутой обмотки в виде «беличьего колеса». Статор (неподвижная часть) состоит из сердечника в пазы которого уложены секции обмоток и подключены к контактной колодке двигателя. В отличие от однофазного асинхронного конденсаторного двигателя, трёхфазный двигатель подключённый к трёхфазной сети, не нуждается в пусковом конденсаторе, поскольку сдвиг фаз токов необходимый для образования пускового момента и вращающегося кругового магнитного поля обусловлен самой системой питания. Трёхфазные асинхронные двигатели могут работать так же от однофазной сети, но с потерей мощности примерно на 50% и естественно уже с применением пусковой схемы построенной на конденсаторах.

Рис.2 График трёхфазного тока

Рис.3 Соединение обмоток статора по схеме «звезда» и «треугольник»

Существуют две классические схемы подключения трёхфазных двигателей — это соединение обмоток статора по схеме «звезда» и «треугольник» (Рис.3) В стиральных машинах применяются трёхфазные асинхронные двигатели обмотки статора которых соединены по схеме «треугольник», т.е.конец первой обмотки соединен с началом второй, конец второй с началом третьей, а конец третьей с началом первой, образуя замкнутый контур. При таком соединении в замкнутый контур нет никакой опасности, так как благодаря сдвигу по фазе между электродвижущими силами на 120° их геометрическая сумма равна нулю и, следовательно тока в контуре быть не может. Все обмотки в трёхфазном двигателе имеют одинаковое электрическое сопротивление, что обеспечивает равномерную нагрузку на каждую фазу.

Если не вдаваться в подробности основ теории электротехники, отметим главное — электродвигатели с обмотками, соединёнными звездой работают намного мягче, чем электродвигатели с соединением обмоток в треугольник, но нельзя не отметить, что при соединении обмоток звездой двигатель не способен выдать максимальную мощность. Если соединить обмотки треугольником, двигатель выдаст полную паспортную мощность (приблизительно в 1,5 раза выше, чем при соединении звездой), но значения пусковых токов будут высокими.

3. Система управления трёхфазным двигателем (инвертор)

Выше, мы провели очень краткий обобщающий обзор по трёхфазному току и трёхфазному асинхронному двигателю. На самом деле, в электротехнике этот материал занимает очень большой раздел, с описанием всех физических процессов трёхфазной системы.

Как же работает асинхронный трёхфазный двигатель в бытовой стиральной машине, которая подключена к однофазной сети с переменным напряжением 220 вольт?

Для того, чтобы трёхфазный двигатель максимально эффективно работал в однофазной сети, применяют относительно сложный электронный преобразователь, который называют — инвертор. Структурная схема инвертора представлена ниже на (Рис.4).

Рис.4 Структурная схема инверторного преобразователя

Данный преобразователь имеет ярко выраженное звено постоянного тока. Переменное напряжение сети преобразуется при помощи диодного моста в постоянное, сглаживается индуктивностью (L) и ёмкостью (C), термистор (NTC) служит для защиты схемы от токовых перегрузок. Индуктивность и ёмкость в выпрямителе служат также фильтром, который защищает сеть от пульсаций при коммутации двигателя.

От переменной сети так же работает импульсный блок питания, который формирует пониженное постоянное напряжение различных значений для питания системы управления. С выхода выпрямителя постоянное напряжение поступает на силовую часть инвертора построенную на IGBT ( Insulated Gate Bipolar Transistor — биполярный транзистор с изолированным затвором ). На структурной схеме IGBT позиционированы как Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6. В корпус данных транзисторов интегрирован диод включённый между цепью эмиттера и коллектора, который защищает транзистор от излишних токовых перегрузок возникающих при коммутации обмоток электродвигателя.

В инверторе осуществляется преобрaзовaние постоянного нaпряжения в трехфaзное (или однофaзное) импульсное нaпряжение изменяемой aмплитуды и чaстоты. По сигнaлaм системы упрaвления, кaждaя обмоткa электрического двигaтеля подсоединяется через соответствующие силовые трaнзисторы инверторa к положительному и отрицaтельному полюсaм звенa постоянного токa. Сигналы управления поступают на затворы транзисторов с драйверов (микросхем управления) IR1, IR2, IR3.

Сигнал на драйверы приходит с цифрового сигнального процессора ( DSP-Digital signal processor ) системы управления. Такие процессоры специально разработаны для управления двигателями. Длительность подключения кaждой обмотки в пределaх периодa следовaния импульсов модулируется по синусоидaльному зaкону. Чем выше частота преключения транзисторов, тем выше скорость вращения ротора трёхфазного двигателя, поэтому этот метод управления двигателя называют частотным.

Реверсивное вращение двигателя осуществляется за счёт изменения порядка включения транзисторов инвертора.

Алгоритм системы управления двигателем заложен в цифровом сигнальном процессоре.

Тахогенератор (Т) (Рис.4) расположенный на валу двигателя является звеном обратной связи между двигателем и блоком управления, благодаря чему, поддерживается необходимая стабильная скорость вращения двигателя на различных этапах работы стиральной машины. По сигналу с тахогенератора определятся дисбаланс барабана на стадии отжима, а в некоторых моделях стиральных машин происходит даже примерное взвешивание белья, за счёт сравнения характера сигналов тахогенератора при пустом и заполненным бельём барабане.

Подобные критерии сигналов тахогенератора, записаны в программе процессора системы управления двигателем или в микросхеме памяти блока управления.

В качестве дополнения, ко всему описанному в этом пункте, представим внешний вид и расположение некоторых компонентов инверторных блоков управления для стиральных машин.

Существует три основных вида:

1.Единый блок управления (инвертор и управление остальными элементами стиральной машины совмещены в общий модуль) (Фото 1)

2.Отдельный блок для управления 3-х фазным двигателем

(Фото 2)

3.Блок управления (инвертор) расположен на самом двигателе

Фото 1. Единый блок управления стиральной машины Ariston

Фото 2. Отдельный блок для управления 3-х фазным двигателем

4.Диагностика трёхфазных асинхронных двигателей.

Рис.6 Схема соединения частей трёхфазного двигателя с контактной колодкой

Сразу хочется отметить, что трёхфазные асинхронные двигатели стиральных машин довольно надёжные. В практике ремонта стиральных машин, известно крайне мало случаев выхода из строя подобных двигателей. Большая часть неисправностей связанная с некорректной работой двигателей, заключается в неисправности самой системы управления. При неисправности системы управления, двигатель может вращаться рывками или наблюдается нестабильная частота вращения ротора, а иногда он вовсе не вращается. Блок управления трёхфазным двигателем может быть выполнен в виде отдельного модуля или совмещён с общим модулем управления стиральной машины.

На (рис.4) приведена лишь структурная схема инверторного преобразователя, на самом деле принципиальная схема инвертора намного сложнее и содержит в себе микропроцессорную систему, операционные усилители, оптические развязки и т.п.

Невозможно полноценно проверить работоспособность или напрямую включить трёхфазной двигатель стиральной машины без подключения к электронной схеме.

При помощи мультиметра представляется возможным проверить лишь целостность цепи обмоток статора двигателя, пробой обмоток на корпус, электрическое сопротивление катушки тахогенератора и тепловое защитное устройство.

5. Преимущество и недостатки трёхфазных двигателей в стиральных машинах

К преимуществу трёхфазных двигателей перед коллекторными и однофазными асинхронными двигателями можно отнести низкий уровень шума и высокий КПД двигателя, а также простоту конструкции и большой эксплуатационный ресурс. Благодаря импульсно-частотной электронной схеме управления достигается широкий диапазон и точность регулирования частоты вращения ротора двигателя. При сравнительно небольших габаритах обладает большой мощностью.

К недостаткам стоит отнести лишь сложную электронную систему управления двигателем.

5-фазный или 2-фазный: какой ШД лучше?

Итак, вы определились, что для вашей системы нужен шаговый двигатель. Теперь пришло время решить, 2-фазный или 5-фазный. Кто сможет дать ответ? Благодаря тому, что японская компания ORIENTAL MOTOR производит как двухфазные (с шагом 1,8° / 0,9°), так и 5-фазные (с шагом 0,72° / 0,36°) шаговые двигатели и драйверы для них, их многосторонний опыт дает нам уникальную возможность провести сравнение функций, чтобы прояснить разницу между двухфазными и пятифазными двигателями. Мы остановимся на их сходстве и различии по таким параметрам как: разрешение, вибрация, крутящий момент, точность и синхронность.

2-фазный, 5-фазный, в чем разница?

Есть два основных различия в конструкции между 2-фазными и 5-фазными шаговыми двигателями. Первое — механическое: число полюсов статора. В 2-фазном двигателе статор состоит из 8 магнитных полюсов с маленькими зубцами, а 5-фазный двигатель — из 10 полюсов. Каждый полюс статора снабжен обмоткой и отсюда следует второе различие между 2-фазными и 5-фазными двигателями — электрическое, и оно заключается в количестве фаз.

Двухфазный двигатель имеет две фазы: фазу А и фазу В, а 5-фазный двигатель имеет пять фаз: A, B, C, D и E. А это значит, что переключения фаз в двигателях происходит в различных комбинациях, что влияет на их параметры.

Как эти различия влияют на производительность?

Существует несколько способов управления шаговым двигателем, и используемый драйвер сильно влияет на производительность двигателя. Однофазный режим, полношаговый, полушаговый и микрошаговый являются наиболее распространенными методами управления, и каждый из них обеспечивает различные значения характеристик. Однако независимо от метода управления, для 2-фазных и 5-фазных шаговых двигателей существуют различия в основных параметрах.

Разрешение

За исключением указанных отличий 5-фазный шаговый двигатель конструктивно практически не отличается от 2-фазного двигателя. Ротор в обоих моторах имеет 50 зубьев. Разница заключается в том, что, поскольку 5-фазный двигатель имеет 10 полюсов, по 2 на фазу, ротор должен двигаться только на 1/10 шага зуба, чтобы соответствовать следующей фазе. В двухфазном двигателе ротор должен двигаться на 1/4 шага зуба, чтобы соответствовать следующей фазе (8 полюсов, 4 на фазу). Это приводит к тому, что 2-фазный двигатель при каждом обороте совершает 200 шагов, по 1,8° на шаг, в то время как 5-фазный — 500 шагов, по 0,72° на шаг. Повышенная разрешающая способность 5-фазного двигателя — это следствие его конструкции. В сочетании с микрошаговым режимом управления 5-фазный двигатель может совершать шаги всего 0,00288°, однако точность и повторяемость положения ротора будут зависеть от механической точности двигателя.

Механическая точность двухфазного и пятифазного двигателя составляет ± 3 угловых минуты (0,05°).

Вибрация

Из-за меньшего угла шага в 5-фазных шаговых двигателях (0,72° против 1,8° в 2-фазном двигателе) вибрация в 5-фазном двигателе значительно меньше, чем в 2-фазном. На графике показана вибрация, создаваемая 5-фазным двигателем, в сравнении с вибрацией, создаваемой 2-фазным шаговым двигателем.

Как вы можете видеть, двухфазный двигатель производит гораздо большие вибрации. Эти графики были созданы путем присоединения генератора к валу двигателя. Когда двигатель вибрировал, генератор выдавал напряжение, пропорциональное величине вибрации.

Крутящий момент

Хотя между величиной выходного крутящего момента 2-фазного шагового двигателя и 5-фазного шагового двигателя нет почти никакой разницы, моментная характеристика 5-фазного двигателя имеет более гладкую форму. Это связано прежде всего с количеством пульсаций крутящего момента, создаваемых обоими двигателями.

В полушаговом и микрошаговом режимах 5-фазный шаговый двигатель фактически увеличивает крутящий момент до 10% из-за большего количества фаз, находящихся под напряжением. 2-фазные двигатели будут терять крутящий момент до 40% при полушаговом и микрошаговом режимах, однако, современные 2-фазные драйверы компенсируют эти потери увеличением тока в соседних обмотках.

Каждая фаза двигателя вносит синусоидальную кривую изменения крутящего момента в общий выходной крутящий момент двигателя (показано ниже). Разница между пиком и впадиной суммарного значения называется пульсацией крутящего момента.

Пульсация крутящего момента вызывает вибрацию, поэтому чем больше эта разница, тем больше вибрация. Разница между пиком и впадиной в 2-фазном двигателе может достигать 29%, тогда как 5-фазная составляет всего около 5%. Поскольку пульсация крутящего момента непосредственно влияет на вибрацию, 5-фазный двигатель работает более плавно, чем 2-фазный.

Точность / Повторяемость

На точность поворота вала влияют электрические и механические параметры. Электрическая ошибка обычно вызвана несбалансированностью фаз. Например, сопротивление обмотки двигателя имеет допустимое отклонение ± 10%, поэтому возможна ситуация, что хотя двигатель рассчитан на 10 Вт, одна фаза может выдавать 9,2 Вт, а другая — 10,6 Вт. Эта разница между фазами приведет к тому, что ротор будет больше повёрнут одной фазе, чем к другой.

Существует несколько компонентов механической ошибки, основной из которых является конфигурация зуба. Несмотря на то, что зубья на двигателе должны иметь прямоугольное сечение, неидеальность технологического процесса их нарезки может привести к закруглению некоторых зубьев или их частей. Из-за этого вместо того, чтобы магнитный поток протекал по прямым линиям от статора к ротору, он может протекать по изогнутым траекториям, изменяя при этом электромагнитную силу притяжения на этом зубе.

При использовании полношагового режима 2-фазный двигатель повторяет состояния на каждом 4-м шаге, а в 5-фазном двигателе состояния повторяются на каждом 10-м шаге. Поэтому электрическая ошибка, вызванная дисбалансом в фазах, обнуляется каждый 4-й шаг в 2-фазном и каждый 10-й шаг в 5-фазном двигателе.

А совершив целый оборот, тот же зуб окажется в исходной начальной точке, что устранит и механическую ошибку. Поскольку двухфазный двигатель совершает 200 шагов за оборот, его ошибки обнуляются (для конкретного положения) каждые 200 шагов, в то время как в 5-фазных двигателях через каждые 500 шагов.

Синхронность и потеря контроля положения

Поскольку 5-фазный шаговый двигатель перемещается только на 0,72° за шаг, для 5-фазного двигателя практически невозможно пропустить шаг из-за перерегулирования / недостаточного переключения.

Двигатель теряет синхронность или пропускает шаг, если зубья на роторе не совпадают с правильными зубцами на статоре. По какой причине зубья могут не выровняться должным образом? Это может случиться, если ротор проскочил мимо правильного зубца статора, либо не переместился достаточно далеко, чтобы выровняться с правильным зубцом статора на величину более чем на 3,6°. Почему именно 3,6°? Потому что расстояние между зубцами ротора составляет 7,2° (360°/50), а правильный зубец должен находиться менее чем на половине расстояния между зубьями статора для выравнивания (7,2° между зубьями ротора, разделенное на 2, дает 3,6°). Поэтому, когда ротор отклоняется от правильного зубца статора более чем на 3,6° вперёд, либо назад, следующий либо предыдущий зуб выровняется на своем месте, что заставит двигатель сделать лишний шаг или остаться на месте.

2-фазный двигатель имеет шаг 1,8°, который сопоставим с критическим углом 3,6°, и поэтому при некоторых условиях может происходить пропуск шага (из-за большой нагрузки при старте или при высокой скорости движения) или перескок на лишний шаг (при быстром торможении движения). 5-фазный двигатель имеешт шаг 0,72°, что значительно меньше критического угла, благодаря чему вероятность пропуска шага или перескока значительно снижается. При работе 5-фазного двигателя потеря контроля положения практически исключается.

Выводы

В зависимости от конкретного применения, вас вполне может устроить и 2-фазный шаговый двигатель. Однако если вам требуется более высокое разрешение, быстрый разгон и торможение, низкая вибрация и минимальная вероятность потери шага, то вам стоит остановить свой выбор на 5-фазном шаговом двигателе. Для применений, требующих высокую точность, низкие шум и вибрацию он будет лучшим выбором.

Если вы хотите подробнее ознакомиться с 2-фазными и 5-фазными шаговыми двигателями Oriental Motor, заходите на страничку Шаговые двигатели нашего сайта. Также вы можете скачать каталог 5-фазных шаговых двигателей по этой ссылке: Скачать каталог 5-фазные ШД Oriental Motor.

Информацию о ценах, наличии и технических параметрах шаговых двигателей Oriental Motor запрашивайте у специалистов компании Giden Electronics по телефону +7 (495) 225-54-52 или по почте, которую вы можете найти на главной странице сайта Giden Electronics.

3-фазный BLDC бесщеточный двигатель 500W BLT-500 — BLDC моторы с постоянными магнитами — Электро Транспорт — эл. комплекты для переоборудования — Miromax

The Basic working:     Thus the brushed D.C motor should never be used for operations that demand long life and reliability. Fort this reason and the other reasons listed in the introduction, BLDC motors are used in most of the modern devices. Efficiency of a BLDC motor is typically around 85-90%, whereas the conventional brushed motors are only 75-80% efficient. BLDC motors are also suitable for high speed applications ( 10000 rpm or above). The BLDC motors are also well known for their better speed control. Three phasis BLDC motor working principle is quite simple: BLDC motor consists of two most important parts — stator and rotor.     Rotor – is moving engine part which has permanent magnets. Stator – more complex engine part which has few electromagnets groups.   The stator has a coil arrangement, as illustrated; The internal winding of the rotor is illustrated in the picture below (core of the rotor is hidden here). The rotor has 3 coils, named A, B and C. Out of these 3 coils, only one coil is illustrated for simplicity. By applying DC power to the coil, the coil will energize and become an electromagnet.   The operation of a BLDC is based on the simple force interaction between the permanent magnet and the electromagnet. In this condition, when the coil A is energized, the opposite poles of the rotor and stator are attracted to each other (The attractive force is shown in green arrow). As a result the rotor poles move near to the energized stator.       This process is repeated, and the rotor continues to rotate. The DC current required in the each coil is shown in the following graph. As the rotor nears coil A, coil B is energized. As the rotor nears coil B, coil C is energized. After that, coil A is energized with the opposite polarity. A humorous analogy help to remember it is to think of BLDC operation like the story of the donkey and the carrot, where the rabbit tries hard to reach the carrot, but the carrot keeps moving out of reach.             Further improving the BLDC Performance   Even though this motor works, it has one drawback. You can notice that, at any instant only one coil is energized. The 2 dead coils greatly reduce the power output of the motor. Here is the trick to overcome this problem. When the rotor is in this position, along with the first coil, which pulls the rotor, you can energize the coil behind it such a way that, it will push the rotor. For this instant, a same polarity current is through the second coil. The combined effect produces more torque and power output from the motor. The combined force also makes sure that a BLDC has a beautiful, constant torque nature. Such torque nature is difficult to achieve in any other type of motors. The current form required for the complete 360 degree rotation is shown in the graph below.     With this configuration 2 coils need to be energized separately, but by making a small modification to the stator coil, we can simplify this process. Just connect one free end of the coils together. When the power is applied between coils A and B, let’s note the current flow through the coils. It is clear that, the current flow is just like the separately energized state.       Use of an ECU (Electronic controller unit)   That’s how a BLDC works. But, you might have some intriguing doubts in your mind. How do I know which stator coils to energize? How do I know when to energize it, so that I will get a continuous rotation from the rotor? In a BLDC we use an electronic controller unit (ECU) for this purpose. A sensor determines the position of the rotor, and based on this information the controller decides, which coils to energize.   The schematic figure above shows, how the ECU controls task of energizing the coil. This task is known as commutation. Most often, a Hall-effect sensor is used for this purpose. The Hall-effect sensor is fitted on the back of the motor as shown in the picture below.   This is base information to show how BLDC motor works. This type of engine is tool and in order to have advantage from this tool you have to know basics how it works. All this information is only tip of the iceberg, however you can work with Miromax and we help you to achieve success in your project. Information used from – www.learnengineering.org

Включение 3-х фазного двигателя в однофазную сеть

 

Среди различных способов запуска трехфазных электродвигателей в однофазную сеть, наиболее простой базируется на подключении третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор. Полезная мощность развиваемая двигателем в этом случае составляет 50…60% от его мощности в трехфазном включении. Не все трехфазные электродвигатели, однако, хорошо работают при подключении к однофазной сети. Среди таких электродвигателей можно выделить, например, с двойной клеткой короткозамкнутого ротора серии МА. В связи с этим при выборе трехфазных электродвигателей для работы в однофазной сети следует отдать предпочтение двигателям серий А, АО, АО2, АПН, УАД и др.

Для нормальной работы электродвигателя с конденсаторным пуском необходимо, чтобы емкость используемого конденсатора менялась в зависимости от числа оборотов. На практике это условие выполнить довольно сложно, поэтому используют двухступенчатое управление двигателем. При пуске двигателя подключают два конденсатора, а после разгона один конденсатор отключают и оставляют только рабочий конденсатор.

Расчет параметров и элементов электродвигателя.

Если, например, в паспорте электродвигателя указано напряжение его питания 220/380, то двигатель включают в однофазную сеть по схеме, представленной на рис. 1

Принципиальная схема включения трехфазного электродвигателя в сеть 220 В

С р – рабочий конденсатор;

С п – пусковой конденсатор;

П1 – пакетный выключатель

После включения пакетного выключателя П1 замыкаются контакты П1.1 и П1.2, после этого необходимо сразу же нажать кнопку «Разгон”. После набора оборотов кнопка отпускается. Реверсирование электродвигателя осуществляется путем переключения фазы на его обмотке тумблером SA1.

Емкость рабочего конденсатора Ср в случае соединения обмоток двигателя в «треугольник” определяется по формуле:

, где

Ср – емкость рабочего конденсатора в мкФ;

I – потребляемый электродвигателем ток в А;

U -напряжение в сети, В

А в случае соединения обмоток двигателя в «звезду” определяется по формуле:

, где

Ср – емкость рабочего конденсатора в мкФ;

I – потребляемый электродвигателем ток в А;

U -напряжение в сети, В

Потребляемый электродвигателем ток в выше приведенных формулах, при известной мощности электродвигателя, можно вычислить из следующего выражения:

, где

Р – мощность двигателя в Вт, указанная в его паспорте;

h – КПД;

cos j – коэффициент мощности;

U -напряжение в сети, В

Емкость пускового конденсатора Сп выбирают в 2..2,5 раза больше емкости рабочего конденсатора. Эти конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение в 1,5 раза больше напряжения сети. Для сети 220 В лучше использовать конденсаторы типа МБГО, МБПГ, МБГЧ с рабочим напряжением 500 В и выше. При условии кратковременного включения в качестве пусковых конденсаторов можно использовать и электролитические конденсаторы типа К50-3, ЭГЦ-М, КЭ-2 с рабочим напряжением не менее 450 В. Для большей надежности электролитические конденсаторы соединяют последовательно, соединяя между собой их минусовые выводы, и шунтируют диодами (рис. 2)

Принципиальная схема соединения электролитических конденсаторов для использования их в качестве пусковых конденсаторов.

Общая емкость соединенных конденсаторов составит (С1+С2)/2.

На практике величину емкостей рабочих и пусковых конденсаторов выбирают в зависимости от мощности двигателя по табл. 1

Таблица 1. Значение емкостей рабочих и пусковых конденсаторов трехфазного электродвигателя в зависимости от его мощности при включении в сеть 220 В.

Мощность трехфазного двигателя, кВт

0,4

0,6

0,8

1,1

1,5

2,2

Минимальная емкость  рабочего конденсатора Ср, мкФ

40

60

80

100

150

230

Минимальная емкость пускового конденсатора Ср, мкФ

80

120

160

200

250

300

Следует отметить, что у электродвигателя с конденсаторным пуском в режиме холостого хода по обмотке, питаемой через конденсатор, протекает ток на 20…30 % превышающий номинальный. В связи с этим, если двигатель часто используется в недогруженном режиме или вхолостую, то в этом случае емкость конденсатора Ср следует уменьшить. Может случиться, что во время перегрузки электродвигатель остановился, тогда для его запуска снова подключают пусковой конденсатор, сняв нагрузку вообще или снизив ее до минимума.

Емкость пускового конденсатора Сп можно уменьшить при пуске электродвигателей на холостом ходу или с небольшой нагрузкой. Для включения, например, электродвигателя АО2 мощностью 2,2 кВт на 1420 об/мин можно использовать рабочий конденсатор емкостью 230 мкФ, а пусковой – 150 мкФ. В этом случае электродвигатель уверенно запускается при небольшой нагрузке на валу.

Переносной универсальный блок для пуска трехфазных электродвигателей мощностью около 0,5 кВт от сети 220 В.

Для запуска электродвигателей различных серий, мощностью около 0,5 кВт, от однофазной сети без реверсирования, можно собрать переносной универсальный пусковой блок (рис. 3)

Принципиальная схема переносного универсального блока для пуска трехфазных электродвигателей мощностью около 0,5 кВт от сети 220 В без реверса.

При нажатии на кнопку SB1 срабатывает магнитный пускатель КМ1 (тумблер SA1 замкнут) и своей контактной системой КМ 1.1, КМ 1.2 подключает электродвигатель М1  к сети 220 В. Одновременно с этим третья контактная группа КМ 1.3 замыкает кнопку SB1. После полного разгона двигателя тумблером SA1 отключают пусковой конденсатор С1. Остановка двигателя осуществляется нажатием на кнопку SB2.

Детали.

В устройстве используется электродвигатель А471А4 (АО2-21-4) мощностью 0,55 кВт на 1420 об/мин и магнитный пускатель типа ПМЛ, рассчитанный на переменный ток напряжением 220 В. Кнопки SB1 и SB2 – спаренные типа ПКЕ612. В качестве переключателя SA1 используется тумблер Т2-1. В устройстве постоянный резистор R1 – проволочный, типа ПЭ-20, а резистор R2 типа МЛТ-2. Конденсаторы С1 и С2 типа МБГЧ на напряжение 400 В. Конденсатор С2 составлен из параллельно соединенных конденсаторов по 20 мкФ 400 В. Лампа HL1 типа КМ-24 и 100 мА.

Пусковое устройство смонтировано в металлическом корпусе размером 170х140х50 мм (рис. 4)

 

1- корпус

2 – ручка для переноски

3 – сигнальная лампа

4 – тумблер отключения

пускового конденсатора

5 -кнопки «Пуск” и «Стоп”

6 – доработанная электровилка

7- панель с гнездами разъема

На верхней панели корпуса расположены кнопки «Пуск” и «Стоп” – сигнальная лампа и тумблер для отключения пускового конденсатора. На передней панели корпуса устройства находится разъем для подключения электродвигателя.

Для отключения пускового конденсатора можно использовать дополнительное реле К1, тогда надобность в тумблере  SA1 отпадает, а конденсатор будет отключаться автоматически (рис.5)

Принципиальная схема пускового устройства с автоматическим отключением пускового конденсатора.

При нажатии на кнопку SB1 срабатывает реле К1 и контактной парой К1.1 включает магнитный пускатель КМ1, а К1.2 – пусковой конденсатор Сп. Магнитный пускатель КМ1 само блокируется с помощью своей контактной пары КМ 1.1, а контакты КМ 1.2 и КМ 1.3 подсоединяют электродвигатель к сети. Кнопку «Пуск” держат нажатой до полного разгона двигателя, а после отпускают. Реле К1 обесточивается и отключает пусковой конденсатор, который разряжается через резистор R2. В это же время магнитный пускатель КМ 1 остается включенным и обеспечивает питание электродвигателя в рабочем режиме. Для остановки электродвигателя следует нажать кнопку «Стоп”. В усовершенствованном пусковом устройстве по схеме рис.5, можно использовать реле типа МКУ-48 или ему подобное.

2. Использование электролитических конденсаторов в схемах запуска электродвигателей.

При включении трехфазных асинхронных электродвигателей в однофазную сеть, как правило, используют обычные бумажные конденсаторы. Практика показала, что вместо громоздких бумажных конденсаторов можно использовать оксидные (электролитические) конденсаторы, которые имеют меньшие габариты и более доступны в плане покупки. Схема эквивалентной замены обычного бумажного дана на рис. 6

Принципиальная схема замены бумажного конденсатора (а) электролитическим (б, в).

Положительная полуволна переменного тока проходит через цепочку VD1, С2, а отрицательная VD2, С2. Исходя из этого можно использовать оксидные конденсаторы с допустимым напряжением в два раза меньшим, чем для обычных конденсаторов той же емкости. Например, если в схеме для однофазно сети напряжением 220 В используется бумажный конденсатор на напряжение 400 В, то при его замене, по вышеприведенной схеме, можно использовать электролитический конденсатор на напряжение 200 В. В приведенной схеме емкости обоих конденсаторов одинаковы и выбираются аналогично методике выбора бумажных конденсаторов для пускового устройства.

2.1. Включение трехфазного двигателя в однофазную сеть с использованием электролитических конденсаторов.

Схема включения трехфазного двигателя в однофазную сеть с использованием электролитических конденсаторов приведена на рис.7.

Принципиальная схема включения трехфазного двигателя в однофазную сеть при помощи электролитических конденсаторов.

В приведенной схеме, SA1 – переключатель направления вращения двигателя, SB1 – кнопка разгона двигателя, электролитические конденсаторы С1 и С3 используются для пуска двигателя, С2 и С4 – во время работы.

Подбор электролитических конденсаторов в схеме рис. 7 лучше производить с помощью токоизмерительных клещей. Измеряют токи в точках А, В, С и добивается равенства токов в этих точках путем ступенчатого подбора емкостей конденсаторов. Замеры проводят при нагруженном двигателе в том режиме, в котором предполагается его эксплуатация. Диоды VD1 и VD2 для сети 220 В выбираются с обратным максимально допустимым напряжением не менее 300 В. Максимальный прямой ток диода зависит от мощности двигателя. Для электродвигателей мощностью до 1 кВт подойдут диоды Д245, Д245А, Д246, Д246А, Д247 с прямым током 10 А. При большей мощности двигателя от 1 кВт до 2 кВт нужно взять более мощные диоды с соответствующим прямым током, или поставить несколько менее мощных диодов параллельно, установив их на радиаторы.

Следует обратить ВНИМАНИЕ на то, что при перегрузке диода может произойти его пробой и через электролитический конденсатор потечет переменный ток, что может привести к его нагреву и взрыву.

3. Включение мощных трехфазных двигателей в однофазную сеть.

Конденсаторная схема включения трехфазных двигателей в однофазную сеть позволяет получить от двигателя не более 60% от номинальной мощности, в то время как предел мощности электрифицированного устройства ограничивается 1,2 кВт. Этого явно недостаточно для работы электрорубанка или электропилы, которые должны иметь мощность 1,5…2 кВт. Проблема в данном случае может быть решена использованием электродвигателя большей мощности, например, с мощностью 3…4 кВт. Такого типа двигатели рассчитаны на напряжение 380 В, их обмотки соединены «звездой» и в клеммной коробке содержится всего 3 вывода. Включение такого двигателя в сеть 220 В приводит к снижению номинальной мощности двигателя в 3 раза и на 40 % при работе в однофазной сети. Такое снижение мощности делает двигатель непригодным для работы, но может быть использовано для раскрутки ротора вхолостую или с минимальной нагрузкой. Практика показывает, что большая часть электродвигателей уверенно разгоняется до номинальных оборотов, и в этом случае пусковые токи не превышают 20 А.

3.1.  Доработка трехфазного двигателя.

Наиболее просто можно осуществить перевод мощного трехфазного двигателя в рабочий режим, если переделать его на однофазный режим работы, получая при этом 50 % номинальной мощности. Переключение двигателя в однофазный режим требует небольшой его доработки. Вскрывают клеммную коробку и определяют, с какой стороны крышки корпуса двигателя подходят выводы обмоток. Отворачивают болты крепления крышки и вынимают ее из корпуса двигателя. Находят место соединения трех обмоток в общую точку и подпаивают к общей точке дополнительный проводник с сечением, соответствующим сечению провода обмотки. Скрутку с подпаянным проводником изолируют изолентой или поливинилхлоридной трубкой, а дополнительный вывод протягивают в клеммную коробку. После этого крышку корпуса устанавливают на место.

Схема коммутации электродвигателя в этом случае будет иметь вид, показанный на рис. 8.

Принципиальная схема коммутации обмоток трехфазного электродвигателя для включения в однофазную сеть.

Во время разгона двигателя используется соединение обмоток «звездой» с подключением фазосдвигающего конденсатора Сп. В рабочем режиме в сеть остается включенной только одна обмотка, и вращение ротора поддерживается пульсирующим магнитным полем. После переключения обмоток конденсатор Сп разряжается через резистор Rр. Работа представленной схемы была опробована с двигателем типа АИР-100S2Y3 (4 кВт, 2800 об/мин), установленном на самодельном деревообрабатывающем станке и показала свою эффективность.

3.1.1.  Детали.

В схеме коммутации обмоток электродвигателя, в качестве коммутационного устройства SA1 следует использовать пакетный переключатель на рабочий ток не менее 16 А, например, переключатель типа ПП2-25/Н3 (двухполюсный с нейтралью, на ток 25 А). Переключатель SA2 может быть любого типа, но на ток не менее 16 А. Если реверс двигателя не требуется, то этот переключатель SA2 можно исключить из схемы.

Недостатком предложенной схемы включения мощного трехфазного электродвигателя в однофазную сеть можно считать чувствительность двигателя к перегрузкам. Если нагрузка на валу достигнет половины мощности двигателя, то может произойти снижение скорости вращения вала вплоть до полной его остановки. В этом случае снимается нагрузка с вала двигателя. Переключатель переводится сначала в положение «Разгон», а потом в положение «Работа» и продолжают дальнейшую работу.

Для того, чтобы улучшить пусковые характеристики двигателей кроме пускового и рабочего конденсатора можно использовать еще и индуктивность, что улучшает равномерность загрузки фаз. Обо всем этом написано в статье Устройства запуска трехфазного электродвигателя с малыми потерями мощности.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://elektromehanika.org

Дата добавления: 19.02.2014

Определение и принцип работы трехфазного асинхронного двигателя

Электродвигатель — это электромеханическое устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. В случае работы от трехфазного переменного тока (переменного тока) наиболее широко используемым двигателем является трехфазный асинхронный двигатель , так как этот тип двигателя не требует дополнительного пускового устройства. Эти типы двигателей известны как асинхронные двигатели с самозапуском.

Чтобы получить хорошее представление о принципе работы трехфазного асинхронного двигателя, важно понять конструкцию трехфазного асинхронного двигателя.Трехфазный асинхронный двигатель состоит из двух основных частей:

Статор трехфазного асинхронного двигателя

Статор Трехфазного асинхронного двигателя состоит из нескольких пазов для создания трехфазной цепи обмотки, которую мы соединяем с трехфазной. Источник переменного тока. Трехфазную обмотку размещаем в пазах таким образом, чтобы они создавали одно вращающееся магнитное поле при включении источника трехфазного переменного тока.

Ротор трехфазного асинхронного двигателя

Ротор трехфазного асинхронного двигателя состоит из многослойного цилиндрического сердечника с параллельными прорезями, по которым могут проходить проводники.Проводники представляют собой тяжелые медные или алюминиевые шины, вставленные в каждую прорезь и закороченные концевыми кольцами. Прорези не совсем параллельны оси вала, но они немного скошены, потому что такое расположение снижает магнитный гул и может избежать остановки двигателя.

Работа трехфазного асинхронного двигателя

Создание вращающегося магнитного поля

Статор двигателя состоит из перекрывающейся обмотки, смещенной на электрический угол 120 ^o .Когда мы подключаем первичную обмотку или статор к трехфазному источнику переменного тока, создается вращающееся магнитное поле, которое вращается с синхронной скоростью.

Секреты вращения:
Согласно закону Фарадея ЭДС, индуцированная в любой цепи, происходит из-за скорости изменения магнитной индукционной связи в цепи . Поскольку обмотка ротора в асинхронном двигателе либо замкнута через внешнее сопротивление, либо напрямую закорочена концевым кольцом и сокращает вращающееся магнитное поле статора, в медном стержне ротора индуцируется ЭДС, и из-за этой ЭДС через ротор течет ток. дирижер.

Здесь относительная скорость между вращающимся магнитным потоком и неподвижным проводником ротора является причиной генерации тока; следовательно, согласно закону Ленца, ротор будет вращаться в том же направлении, чтобы уменьшить причину, то есть относительную скорость.

Таким образом, исходя из принципа работы трехфазного асинхронного двигателя , можно заметить, что скорость ротора не должна достигать синхронной скорости, создаваемой статором. Если скорости станут равными, такой относительной скорости не будет, поэтому в роторе не будет индуцированной ЭДС, не будет протекать ток и, следовательно, не будет создаваться крутящий момент.Следовательно, ротор не может достичь синхронной скорости. Разница между скоростями статора (синхронной скорости) и ротора называется скольжением. Вращение магнитного поля в асинхронном двигателе имеет то преимущество, что не требуется никаких электрических соединений с ротором.

Таким образом, трехфазный асинхронный двигатель :

• Самозапускающийся.
• Меньшая реакция якоря и искрение щеток из-за отсутствия коммутаторов и щеток, которые могут вызвать искры.
• Прочная конструкция.
• Экономичный.
• Легче в обслуживании.

Видео — Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя

Трехфазные вентиляторы | Вентиляторы Delta и устройства управления температурным режимом

Вентиляторы охлаждения центров обработки данных и серверов требуют высокой энергоэффективности и низкого уровня вибрации при вращении для достижения тепловых требований и рабочих характеристик. Вентиляторы с трехфазными бесщеточными двигателями постоянного тока Delta, работающие от трехфазных двигателей, обеспечивают более плавный переход между слотами по сравнению с вентиляторами с однофазными двигателями.Преимущества трехфазного двигателя включают низкий крутящий момент, низкий уровень вибраций, плавный крутящий момент и высокую энергоэффективность.

Основными технологиями вентиляторов трехфазных бесщеточных двигателей постоянного тока Delta являются:

Оптимизированная конструкция лезвия для повышения эффективности

Delta постоянно изучает CFD-анализ и собственное программное обеспечение Delta для измерения расхода воздуха. Мы оцениваем каждый аспект воздушного потока вентилятора, чтобы минимизировать завихрение, что обеспечивает более эффективный продукт. Delta продолжает разрабатывать инновационные решения в области охлаждения, оптимизируя конструкцию лопастей наших вентиляторов для улучшения аэродинамических характеристик, максимальной энергоэффективности и снижения вибрации.

Работает от трехфазного двигателя и усовершенствованных электроприводов

Хорошо известная схема оперативного управления доступностью привода двигателя может служить для оценки влияния противодействующей электродвижущей силы двигателя на КПД и вибрацию. Delta разрабатывает технологию привода именно трехфазного двигателя для управления вращением вентилятора с минимальным обратным электродвижением и шумом переключения.

Улучшенная структура для снижения вибрации

Посредством моделирования вибрации и исследований прочности соединения различных материалов компания Delta улучшила конструкцию рамы вентилятора, чтобы получить более высокую собственную частоту для улучшения вибрации и резонанса.

Доступные модели

Номер детали (Скачать спецификации)	Размер (мм)	Диапазон рабочего напряжения (В постоянного тока)	Напряжение (В постоянного тока)	Ток (А)	Мощность (Вт)	Скорость (об / мин)	Шум (дБ-А)	Расход воздуха (CFM)	Давление воздуха (в ч3O)

* Технические характеристики могут быть изменены.

Noctua Трехфазный двигатель

Трехфазный двигатель Noctua

В то время как в большинстве осевых вентиляторов используются однофазные двигатели с 4 слотами, вентиляторы Noctua industrialPPC имеют трехфазную конструкцию с 6 слотами, которая обеспечивает более плавный переход между слотами и, таким образом, обеспечивает еще более плавную работу, дальнейшее снижение вибрации и беспрецедентную энергию. эффективность.

Типичные однофазные двигатели осевых вентиляторов имеют 4 паза статора и кольцо ротора с постоянным магнитом с 4 полюсами.Эта конфигурация приводит к соотношению пазов и полюсов 1: 1. Когда первая пара щелевых катушек запитана, полюса магнита ротора совпадают с ними. На следующем этапе включается вторая пара катушек, и полюса магнита ротора поворачиваются на 90 ° для совмещения. В то время как крутящий момент двигателя высокий, когда полюса ротора находятся между пазами статора (45 °), он падает, когда полюса выровнены (90 °), и снова увеличивается только тогда, когда полюса находятся между следующим набором пазов (135 °). .

Трехфазный двигатель Noctua имеет 6 пазов статора и кольцо ротора с постоянным магнитом с 4 полюсами, в результате чего соотношение пазов и полюсов составляет 3: 2.Эта конфигурация имеет два ключевых преимущества: во-первых, из-за большего количества прорезей и слотов, сгруппированных по трем, а не по двум парам, переключение между прорезями происходит с более высокой частотой, поэтому изменения крутящего момента обычно более сглажены. Во-вторых, что более важно, из-за неравномерного соотношения между пазами и полюсами, полюса и пазы всегда перекрываются. Поскольку нет ситуации, когда все полюса и прорези совпадают, нет ситуации, когда крутящий момент полностью падает и когда вентилятор вращается только от импульса до тех пор, пока крутящий момент снова не появится.Вместо того, чтобы иметь одну повторяющуюся фазу привода с падением крутящего момента между пиками, двигатель имеет три перекрывающиеся фазы, которые все вносят вклад в общий крутящий момент. В результате общий крутящий момент значительно меньше вариаций по сравнению со стандартными однофазными двигателями. Этот более непрерывный и устойчивый профиль крутящего момента приводит к в целом повышенной плавности хода, значительному снижению передаваемых крутящим моментом вибраций и дальнейшему снижению энергопотребления.

В то время как вентиляторы Noctua NF-F12 и NF-A14, оснащенные NE-FD1, являются одними из самых энергоэффективных вентиляторов в своем классе, версии industrialPPC с трехфазными двигателями и NE-FD2 IC еще более эффективны примерно на 10%: Например, для стандартной розничной версии NF-A14 требуется около 2 штук.25 Вт для работы при 2000 об / мин, тогда как для версии industrialPPC требуется всего 2,0 Вт при той же скорости. Это дальнейшее снижение энергопотребления делает вентиляторы industrialPPC идеальными для различных областей, таких как автомобилестроение, авиастроение или бытовая техника, где все чаще и чаще энергоэффективность становится ключевым фактором.

Электростанция: как подключить трехфазные двигатели

Рано или поздно владельцы небольших магазинов найдут отличную сделку на машине только для того, чтобы обнаружить, что в ней установлен трехфазный двигатель.Поскольку трехфазное питание обычно используется в промышленных условиях, многие из этих магазинов будут иметь только однофазное электроснабжение, входящее в их здания. Хотя иногда самое простое решение — просто заменить двигатель, это не всегда разумный вариант. В этой статье я расскажу о других способах вывода трехфазных машин онлайн.

Место, где нам нужно начать это обсуждение, — это точка входа электричества в ваше здание. Основная электрическая панель напрямую связана с трансформатором на опоре электросети или расположенной поблизости подземной электропроводкой.В то время как именно тип электроэнергии, протекающей по улице, определяет вашу способность иметь трехфазное питание, именно трансформатор определяет напряжение, поступающее в ваше здание. Это будет зависеть от вашего местоположения, но здесь я буду называть однофазное питание 220 вольт, а трехфазное — 208 вольт. Хотя в этой статье речь пойдет о двигателях машин с таким напряжением, имейте в виду, что машины с более высоким промышленным напряжением действительно существуют и иногда их можно запускать в соответствии с этой информацией.

Разница между двигателями

Однофазный двигатель рассчитан на работу от 110 или 220 вольт. Питается от двух проводов: от двух горячих линий на 220 вольт; или горячий и нейтральный, если 110 вольт. У двигателя может быть или не быть конденсатора, помогающего ему запускаться под нагрузкой, и другого, чтобы немного увеличить его при работе. Если в нем есть конденсатор (ы), он также будет иметь встроенный центробежный переключатель для передачи мощности конденсатора на обмотки двигателя.

Трехфазный двигатель — более простое устройство.В нем не используются конденсаторы и переключатели, а вместо этого используются обмотки, обеспечивающие пусковой и рабочий крутящий момент. Отчасти из-за этого 3-фазные двигатели обычно стоят дешевле, чем однофазные. Также трехфазные двигатели разделяют источник питания на 208 В между тремя выводами вместо двух, что означает, что провода, идущие к машине, могут быть меньшего калибра. Однако, вопреки распространенному мнению, трехфазные двигатели не обходятся дешевле в эксплуатации, потому что общий ток, протекающий через электросчетчик, будет одинаковым независимо от того, разделен ли он между двумя или тремя проводами.

Трехфазные преобразователи

Теперь, когда мы рассмотрели различия между двигателями, мы можем рассмотреть варианты, доступные для работы трехфазной машины в однофазной среде. Есть четыре возможности: статические, вращательные и цифровые преобразователи и частотные преобразователи (инверторы).

Статические преобразователи

Статический преобразователь — это электронное устройство, которое передает однофазное напряжение 220 В через две из трех ветвей трехфазного двигателя. Затем он будет электронным образом генерировать энергию для третьей ноги, достаточной для того, чтобы двигатель заработал.После запуска двигателя образовавшаяся третья ветвь отключится, и двигатель будет работать от однофазного источника питания.

Достоинством статических преобразователей является то, что они относительно недороги в приобретении, при этом они компактны и легко устанавливаются на машине. Однако недостатки значительны. Во-первых, статические преобразователи рассчитаны на определенный или низкий диапазон номинальной мощности двигателя. Хотя теоретически вы можете настроить работу двух двигателей от одного статического преобразователя, он может работать только по одному за раз.

Второй недостаток заключается в том, что после отключения третьей ноги, созданной электронным способом, двигатель работает по двум однофазным проводам. Из-за этого он будет развивать только около двух третей своей номинальной мощности. Это может быть нормально, если вы работаете с небольшой нагрузкой, но это может привести к сгоранию двигателя и / или статического преобразователя, если приложена большая нагрузка.

Роторные преобразователи

В основе роторного преобразователя лежит вращающийся трехфазный электродвигатель, в комплекте с конденсаторами и другими электронными компонентами.Поскольку трехфазный двигатель преобразователя вращается свободно, он не требует значительного рабочего крутящего момента, а конденсаторы в схеме помогут его запустить. Таким образом, он может вращаться, используя однофазное питание 220 вольт на двух из трех его ножек.

Эти же два однофазных провода, которые питают двигатель вращающегося преобразователя, затем подключаются непосредственно к двигателю вашей машины, подключаясь к двум из трех выводов двигателя. Поскольку двигатель преобразователя вращается без нагрузки, он действует как генератор, и электрический ток выталкивается из его третьего вывода.Этот третий вывод затем подключается непосредственно к третьей ноге двигателя вашей машины, и вы получаете «истинное» трехфазное питание.

У этой системы есть несколько неожиданное преимущество. Поскольку два из трех проводов к вашей машине поступают от однофазного источника питания, роторный преобразователь обеспечивает только одну треть необходимой мощности. Пока они запускаются по одному, вы можете одновременно запускать несколько двигателей, увеличивая примерно в три раза номинальную мощность вращающегося преобразователя в лошадиных силах.С другой стороны, поскольку двигатели обычно имеют высокие требования к пусковой мощности, вам необходимо приобрести вращающийся преобразователь, который в 1,25–1,5 раза больше, чем самый большой двигатель, который вы захотите запустить. Чем больше нагрузка на двигатель при запуске, тем большего размера должен быть преобразователь.

Хотя роторные преобразователи являются очень хорошим вариантом для 3-фазного преобразования энергии, есть еще несколько недостатков, которые следует учитывать. Во-первых, вы будете оплачивать электрические расходы на вращение двигателя преобразователя, а также двигателя машины.Возможно, вам также придется быть осторожным при подключении преобразователя к машинам с электронными компонентами, чтобы генерируемый провод шел на вход, который не питает электронику. Наконец, в том же духе вам необходимо убедиться, что к вашим машинам подается электрически сбалансированное трехфазное питание. Для этого требуется схема, которая должна быть спроектирована в качественный роторный преобразователь, но это проблема, которую необходимо изучить при покупке.

Частотные приводы

Это правильное решение для ситуаций, когда ваша новая машина оснащена двигателем с регулируемой скоростью.За исключением некоторых небольших двигателей (например, используемых в ручных электроинструментах), двигатели переменного тока нелегко настроить на регулируемую скорость. Однако это можно сделать на трехфазных асинхронных двигателях с частотным приводом. Это управляемые пользователем электронные устройства, которые смешивают схемы переменного и постоянного тока для обеспечения трехфазного выхода с регулируемой скоростью.

Они доступны в двух вариантах: те, которые могут вводить только трехфазное питание, и другие, которые могут вводить однофазное или трехфазное питание. Оба выходят моделируемой трехфазной мощностью с полным напряжением на всех трех ветвях.После установки они обеспечивают экономию работы статических преобразователей и настоящую трехфазную выходную мощность вращающихся преобразователей.

Цифровые преобразователи

Цифровые преобразователи аналогичны статическим преобразователям и частотным преобразователям, поскольку они полностью электронные по своей природе. Они вырабатывают настоящую трехфазную мощность, но не предназначены для использования с двигателями с регулируемой скоростью, и их не нужно подбирать для конкретного двигателя. Один блок может привести в действие целый магазин. Но цифровые преобразователи — самый дорогой вариант — около 1.В 5–2 раза больше, чем у роторного преобразователя аналогичного размера, и в настоящее время доступны в ограниченном диапазоне размеров. Кроме того, если цифровой преобразователь, который используется для полной переоборудования магазина, имеет отказ электроники, весь цех может выйти из строя до тех пор, пока он не будет отремонтирован или заменен.

Выводы

Итак, какой лучший выбор для вашего магазина?

• Если двух третей номинальной мощности машины будет достаточно, и вы не ожидаете дополнительных трехфазных потребностей в будущем, недорогой статический преобразователь будет хорошим выбором.

• Если вы ввозите такое оборудование, как фрезерный станок с ЧПУ, для которого требуется регулируемая скорость или возможность программирования, то частотные преобразователи с однофазным питанием являются лучшим решением.

• Если вы думаете о цехе с полностью 3-фазным питанием, то цифровой или роторный преобразователь — лучший выбор.

B.H. Дэвис является владельцем B.H. Davis Co., производитель гнутых молдингов из Томпсона, штат Коннектикут,

Эта статья впервые появилась в номере за март 2012 года.

Назначение рамы NEMA — трехфазные асинхронные двигатели

Наиболее широко используемым типом электродвигателя для привода гидравлического насоса является трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором с электрическими характеристиками конструкции B. Он доступен в открытых каплезащищенных, полностью закрытых и взрывозащищенных корпусах. Информация в этом выпуске касается назначения рамы и размеров вала по длине, диаметру и высоте над основанием, что связано с выбором муфты насоса, а также с высотой монтажного кронштейна насоса.Дополнительную информацию об электродвигателях см. В технических паспортах 3 , 33 и 49 .

Размеры вала указаны в дюймах. Они указаны с открытыми каплезащищенными двигателями, но применимы также и к полностью закрытым двигателям, которые имеют те же назначения NEMA.

Электродвигатели с открытой каплезащищенной рамой							Двигатели полностью закрытого типа
л.с.	Скорость, об / мин	NEMA Рама	Вал Диаметр	Вал Длина	Вал Высота		л.с.	Скорость, об / мин	NEMA Рама
1	1200	145 т	7/8	2-1 / 4	3-1 / 2		1	1200	145 т
1	1800	143 т	7/8	2-1 / 4	3-1 / 2		1	1800	143 т
1-1 / 2	1200	182 т	1-1 / 8	2-3 ​​/ 4	4-1 / 2		1-1 / 2	1200	182 т
1-1 / 2	1800	145 т	7/8	2-1 / 4	3-1 / 2		1-1 / 2	1800	145 т
1-1 / 2	3600	143 т	7/8	2-1 / 4	3-1 / 2		1-1 / 2	3600	143 т
2	1200	184 т	1-1 / 8	2-3 ​​/ 4	4-1 / 2		2	1200	184 т
2	1800	145 т	7/8	2-1 / 4	3-1 / 2		2	1800	145 т
2	3600	145 т	7/8	2-1 / 4	3-1 / 2		2	3600	145 т
3	1200	213 т	1-3 / 8	3-3 / 8	5-1 / 4		3	1200	213 т
3	1800	182 т	1-1 / 8	2-3 ​​/ 4	4-1 / 2		3	1800	182 т
3	3600	145 т	7/8	2-1 / 4	3-1 / 2		3	3600	182 т
5	1200	215 т	1-3 / 8	3-3 / 8	5-1 / 4		5	1200	215 т
5	1800	184 т	1-1 / 8	2-3 ​​/ 4	4-1 / 2		5	1800	184 т
5	3600	182 т	1-1 / 8	2-3 ​​/ 4	4-1 / 2		5	3600	184 т
7-1 / 2	1200	254 т	1-5 / 8	4	6-1 / 4		7-1 / 2	1200	254 т
7-1 / 2	1800	213 т	1-3 / 8	3-3 / 8	5-1 / 4		7-1 / 2	1800	213 т
7-1 / 2	3600	184 т	1-1 / 8	2-3 ​​/ 4	4-1 / 2		7-1 / 2	3600	213 т
10	1200	256 т	1-5 / 8	4	6-1 / 4		10	1200	256 т
10	1800	215 т	1-3 / 8	3-3 / 8	5-1 / 4		10	1800	215 т
10	3600	213 т	1-3 / 8	3-3 / 8	5-1 / 4		10	3600	215 т
15	1200	284 т	1-7 / 8	4-5 / 8	7		15	1200	284 т
15	1800	254 т	1-5 / 8	4	6-1 / 4		15	1800	254 т
15	3600	215 т	1-3 / 8	3-3 / 8	5-1 / 4		15	3600	254 т
20	1200	286 т	1-7 / 8	4-5 / 8	7		20	1200	286 т
20	1800	256 т	1-5 / 8	4	6-1 / 4		20	1800	256 т
20	3600	254 т	1-5 / 8	4	6-1 / 4		20	3600	256 т
25	1200	324 т	2-1 / 8	5-1 / 4	8		25	1200	324 т
25	1800	284 т	1-7 / 8	4-5 / 8	7		25	1800	284 т
25	3600	256 т	1-5 / 8	4	6-1 / 4		25	3600	284ТС
30	1200	326T	2-1 / 8	5-1 / 4	8		30	1200	326T
30	1800	286 т	1-7 / 8	4-5 / 8	7		30	1800	286 т
30	3600	284ТС	1-5 / 8	3-1 / 4	7		30	3600	286ТС
40	1200	364T	2-3 ​​/ 8	5-7 / 8	9		40	1200	364T
40	1800	324 т	2-1 / 8	5-1 / 4	8		40	1800	324 т
40	3600	286ТС	1-5 / 8	3-1 / 4	7		40	3600	324ТС
50	1200	365 т	2-3 ​​/ 8	5-7 / 8	9		50	1200	365 т
50	1800	326T	2-1 / 8	5-1 / 4	8		50	1800	326T
50	3600	324ТС	1-7 / 8	3-3 / 4	8		50	3600	326TS
60	1200	404 т	2-7 / 8	7-1 / 4	10		60	1200	404 т
60	1800	364TS	1-7 / 8	3-3 / 4	9		60	1800	364TS
60	3600	326TS	1-7 / 8	3-3 / 4	8		60	3600	364TS
75	1200	405 т	2-7 / 8	7-1 / 4	10		75	1200	405 т
75	1800	365TS	1-7 / 8	3-3 / 4	9		75	1800	365TS
75	3600	364TS	1-7 / 8	3-3 / 4	9		75	3600	365TS
100	1200	444 т	3-3 / 8	8-1 / 2	11		100	1200	444 т
100	1800	404TS	2-1 / 8	4-1 / 4	10		100	1800	405ТС
100	3600	365TS	1-7 / 8	3-3 / 4	9		100	3600	405ТС
125	1200	445 т	3-3 / 8	8-1 / 2	11		125	1200	445 т
125	1800	405ТС	2-1 / 8	4-1 / 4	10		125	1800	444ТС
125	3600	404TS	2-1 / 8	4-1 / 4	10		125	3600	444ТС
150	1800	444ТС	2-3 ​​/ 8	4-3 / 4	11		150	1800	445ТС
150	3600	405ТС	2-1 / 8	4-1 / 4	10		150	3600	445ТС
200	1200	445ТС	2-3 ​​/ 8	4-3 / 4	11		— — — —	— — — —	— — — —
200	1800	444ТС	2-3 ​​/ 8	4-3 / 4	11		— — — —	— — — —	— — — —
200	3600	445ТС	2-3 ​​/ 8	4-3 / 4	11		— — — —	— — — —	— — — —

БАРАБАНЫ ИЗ ПОЛИКАРБОНАТА (ПЛАСТИКА) ДЛЯ ФИЛЬТРОВ И СМАЗКИ ВОЗДУХОВОДА

Бачки из поликарбоната (пластмассы), используемые в фильтрах и лубрикаторах воздушных линий, представляют серьезную угрозу безопасности при неправильной эксплуатации и обслуживании.Мы рекомендуем защищать пластиковые емкости защитным кожухом, чтобы не допустить попадания осколков в случае поломки емкости.

Все пластиковые емкости на оборудовании, которое вы производите для перепродажи (OEM), должны быть защищены, чтобы избежать судебных исков в случае аварии.

Все производители оборудования этого типа получают необработанный пластик из одного из двух источников — General Electric Co. или Mobay Chemical Co. пластик полностью невосприимчив к воздействию химикатов, тепла и высокого давления.В этой таблице приведены важные характеристики поликарбонатного пластика, из которого изготовлены чаши.

Химические свойства
Устойчив к воде, органическим и неорганическим кислотам, минеральным, животным и растительным маслам, жирам и разбавленным кислотам.

Он подвержен воздействию сильнощелочных материалов, таких как аммиак. См. Неполный перечень материалов в таблице.

Частично растворим в хлорированных углеводородах, кетонах, сложных эфирах, химикатах типа бензол-толуол и других материалах.

Он хорошо растворяется во многих жидкостях, таких как ацетон, бензин, разбавитель для лака и другие материалы, указанные в таблице.

Он имеет предел прочности на разрыв от 8000 до 9000 фунтов на квадратный дюйм и, следовательно, обладает высокой ударопрочностью.

Материалы, вредные для поликарбонатных чаш
Это лишь краткий перечень многих химических веществ, влияющих на поликарбонат. Для получения информации о конкретном химическом веществе обращайтесь в General Electric Co. или Mobay Chemical Co.

.

Уксусная кислота (конц.)	Крезол	Лаймовое молоко
Ацетон	Этиловый эфир	Азотная кислота
Бензол	Этилендихлорид	Нитробензол
Бензиловый спирт	Муравьиная кислота (конц.)	Фенол
Карболовая кислота	Фреон	Сульфид натрия
Сероуглерод	Бензин	Стирол
Тетрахлорметан	Кислота соляная	Серная кислота
Каустическая сода (5%)	Метиловый спирт	Толуол
Хлороформ	хлористый метилен	Ксилол

Предостережения
Не используйте пластиковую емкость в местах, где она будет подвергаться воздействию внутренней или внешней температуры выше 120 ° F, или там, где давление воздуха превышает 200 фунтов на квадратный дюйм.

Не используйте рядом с такими материалами, как ацетон, спирт, бензол, диоксан, этилацетат, растворители для лака, толуол, хлорид, четыреххлористый углерод, щелочи, амины, кетоны, сложные эфиры, ароматические углеводороды или любые другие элементы, перечисленные в таблице.

Не позволяйте тряпкам или другим предметам, содержащим вещества, которые могут быть вредны для поликарбоната, лежать под, сверху или рядом с чашей из поликарбоната.

Никогда не красите чашу из поликарбоната.

Не используйте в воздухе, содержащем пары или туман синтетической огнестойкой жидкости, а также в воздушной линии, обслуживаемой компрессором, в котором эта жидкость используется в качестве смазки.

Предложения
Осмотрите свой завод и проверьте свой отдел закупок и инвентарный список, чтобы обнаружить возможное присутствие материалов, которые могут повредить поликарбонатные пластиковые емкости, и их местоположение для хранения и / или использования на вашем предприятии.

Заменяйте все чаши из поликарбоната один раз в год, если они не защищены металлической защитой чаши.

Приобретите у поставщика оборудования для пластиковой чаши металлические ограждения для всех открытых чаш на вашем предприятии.

На всем приобретаемом новом оборудовании убедитесь, что фильтры и лубрикаторы оснащены металлическими чашами или защитными кожухами.

Для всех лубрикаторов используйте только нефтесодержащее нефтяное масло с очень низкой вязкостью, эквивалентной SAE 5 или SAE 10. Не используйте и не добавляйте антифризы в смазочное масло.

При загрязнении чаши очищайте ее только чистой сухой тканью.

© 1990, Womack Machine Supply Co. Эта компания не несет ответственности за ошибки в данных, а также за безопасную и / или удовлетворительную работу оборудования, разработанного на основе этой информации.

Источник питания 1–3 генерирует трехфазное питание от однофазного входа

Источник питания «1 к 3», питающий погружной скважинный насос глубиной 900 футов в северо-западном Техасе.

Single Phase Power Solutions представляет 1-to-3 Power Source ™ с двигателем BELLE ™, который использует технологию Written-Pole® для подачи трехфазного питания от однофазных сетей электроснабжения. Этот революционный подход исключает высокие затраты на топливо и техническое обслуживание, а также загрязнение генераторных установок, работающих на ископаемом топливе, обеспечивая при этом превосходное качество электроэнергии по сравнению с обычным фазовым преобразователем. Это гораздо более рентабельно, чем продление трехфазного питания там, где оно в настоящее время недоступно.Доступный в конфигурациях 50, 75 и 100 л.с., источник питания 1-to-3 Power Source ™ идеально подходит для широкого спектра отраслей и приложений, включая

Однофазный двигатель Written-Pole® может приводить в действие обычный трехфазный генератор для получения чистого сбалансированного напряжения. Проверенная схема преобразователя может запускать несколько 3-фазных двигателей меньшего размера. 1-to-3 Power Source ™ может запускать один двигатель примерно до 50% от этого номинала, а другие двигатели меньшего размера — до его выходной мощности, что обеспечивает гибкость и экономию средств.

Из-за высокого возможность синхронизации нагрузки приводного двигателя Written-Pole®, большой маховик может быть добавлен, чтобы значительно улучшить пусковую мощность двигателя трехфазный генератор.

Экономическая эффективность и текущая экономия

Удлинитель трехфазный распространение стоит дорого, обычно от 30 до 110 тысяч долларов за милю. Использование 1-к-3 Power Source ™ позволяет избежать этого Стоимость. Коммунальные услуги часто амортизируют высокие стоимость расширения распространения, взимая с клиентов ежемесячную плату, независимо от того, используют ли они сила или нет.Использование степени 1: 3 Source ™ избегает этих сборов, которые могут варьироваться от 12 до 60 тысяч долларов в год. Высокоэффективный мотор Writ-Pole® при движении 1-to-3 ™ достигается КПД при полной нагрузке, превышающий 88%, что может сокращать затраты на электроэнергию на тысячи долларов каждый год. Поскольку вход 1-to-3 ™ работает на единичной мощности коэффициент мощности, нет штрафа по коэффициенту мощности, потенциально значительная стоимость избегание.

Низкие эксплуатационные расходы

Банка 1-к-3 ™ заменить дизельные или газовые двигатели, которые часто используются в качестве тягачей для насосы и генераторные установки.В дополнение к добавляя топливо, эти двигатели требуют значительного технического обслуживания, например фильтров, свечи зажигания, ремни, замена масла и многое другое. Двигатель Written-Pole® требует минимального обслуживания в сравнение. Воздух и шумовое загрязнение также снижается, но, что наиболее важно, надежность значительно повышается благодаря 1-к-3 ™.

Качество электроэнергии

1-to-3 ™ позволяет слабые однофазные линии для обеспечения сильной трехфазной мощности с отличным регулировка напряжения и точная частота 60 Гц. Выходное напряжение генератора обеспечивает сбалансированное трехфазное питание. способен запускать и запускать большие трехфазные двигатели и мощность чувствительное к качеству электронное управление. Это оборудование изолирует приложение (и сеть) от гармоник. вредные для чувствительных нагрузок.

КПД

Двигатели

Written-Pole® запускаются с использованием только 1,7-кратного номинального рабочего тока. Это устраняет чрезмерное падение напряжения или «мерцание», которое может вызвать проблемы в распределительных линиях.Рейтинг КПД двигателя составляет 95,5%, а КПД генератора — 93,5%, в результате чего общий КПД составляет 89% при 10% гальванической развязке. С 1-к-3 Power Source ™ клиенты, обслуживаемые однофазными линиями, могут получить высококачественную электроэнергию для трехфазных приложений. В отличие от обычных фазовых преобразователей, 1-to-3 ™ обеспечивает истинное, сбалансированное, трехфазное питание, исключающее деструктивную гармоническую обратную связь, является нагрузкой с единичным коэффициентом мощности для электросети, а с добавленным маховиком может легко преодолевать кратковременные перебои в подаче электроэнергии. .Компания Single Phase Power Solutions производит единственный в мире однофазный двигатель большой мощности. Их запатентованная технология Written-Pole® обеспечивает прочное и надежное решение для сельскохозяйственных, промышленных, муниципальных, нефтегазовых и развивающихся рынков, которым требуется большая мощность в лошадиных силах, но есть доступ только к однофазной линии электропередачи. Они производят полный спектр двигателей Belle Motors ™ мощностью до 100 л.с., а также их микросети «1 к 3», которые вырабатывают трехфазную мощность из однофазной сети.

Перемотка 3-фазного двигателя: 54 шага (с изображениями)

Введение: 3-фазный электродвигатель перемотки

Привет всем, я Нико, и в этой инструкции я покажу вам, как перематывать и обновлять старый трехфазный электродвигатель.

Если вы ищете перемотки однофазного двигателя , вы можете найти его здесь .

В этой статье я сделаю шаг вперед. В следующих шагах я покажу вам, как анализировать обмотку двигателя, разбирать двигатель, снимать подшипники, рассчитывать новую обмотку, перематывать двигатель, собирать его с новыми подшипниками и тестировать двигатель.Перемотка — очень долгий процесс. На его перемотку, замену всех старых деталей и сборку потребовалось около двух дней.

Если у вас возникнут вопросы, напишите мне.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Supplies

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 1: Анализ двигателя

Я получил этот двигатель в моем университете.

Трехфазный асинхронный двигатель — самый распространенный двигатель в мире. Он имеет очень высокую эффективность и низкие затраты на производство и обслуживание.Две основные части двигателя — это ротор и статор. Ротор обычно выполнен в виде беличьей клетки и вставляется в отверстие статора. Статор выполнен из стального сердечника и обмотки.

Статор используется для создания магнитного поля. 3 фазы генерируют вращающееся магнитное поле, поэтому нам не нужен конденсатор на трехфазном двигателе. Магнитное поле вращения «режет» беличью клетку, где наводит напряжение. Поскольку клетка закорочена, напряжение генерирует электрический ток. Ток в магнитном поле создает силу.

Потому что магнитное поле должно вращаться быстрее, чем ротор, чтобы вызвать напряжение в роторе. Поэтому скорость двигателя немного меньше скорости магнитного поля ((3000 об / мин [Магнитное поле] — 2810 об / мин [Электродвигатель])). Вот почему мы называем их Трехфазным электродвигателем АСИНХРОННЫЙ .

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 2: Анализ двигателя

Motors Табло с надписью

На доске с надписью двигателей мы можем найти наиболее полезную информацию о двигателе:

• Номинальное напряжение двигателя (для звезды (Y) и треугольник ( D) подключение двигателя) [В]
• Номинальный ток двигателя (для подключения двигателя звездой (Y) и треугольника (D) ) [A]
• Мощность электродвигателя [Вт]
• Коэффициент мощности cos Fi
• Скорость вращения [об / мин]
• Номинальная частота [Гц]

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 3: Анализ обмотки

Откройте крышку распределительной коробки.

Перед измерением удалите все соединения в распределительной коробке. Измерьте сопротивление каждой обмотки, сопротивление между двумя разными обмотками и сопротивление между обмоткой и корпусом двигателя.

Сопротивления трех обмоток должны быть одинаковыми (+/- 5%). Сопротивление между двумя обмотками и рамой обмотки должно быть более 1,5 МОм.

Обгоревшие обмотки двигателей можно определить по уникальному запаху (запах горелого лака).

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 4: Разборка двигателя

Сделайте несколько снимков двигателя.Отметьте места между первой крышкой и статором и вторым корпусом и статором (нам понадобятся эти отмеченные точки при сборке двигателей).

Снимите крышки с двигателя. Обычно они крепятся к статору длинными винтами. Если не удается разделить крышку и статор, можно использовать резиновый молоток. Осторожно ударьте по крышке и попробуйте повернуть ее. Если это не сработает, нагрейте его.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 5: Разборка двигателя

Снимите ротор со статора. Вы можете аккуратно ударить по оси роторов резиновым молотком.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 6: Разборка двигателя

Снимите вентилятор с оси роторов. У меня был металлический вентилятор, поэтому я его нагрел. Я очень легко отделил его от оси.

Снимите зажим и предохранительное кольцо, если оно есть. Затем снимите вторую крышку.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 7: Снятие подшипников

Используйте съемник для снятия подшипников с обеих сторон. Будьте осторожны, так как вы легко можете повредить ось ротора.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 8: Удаление старой обмотки

Сначала вам нужно отрезать старую обмотку статора. Для этой работы используйте молоток и зубила. Старайтесь не повредить ламели статоров.

Проделайте то же самое с обеих сторон статора.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 9: Удаление старой обмотки

Снимите соединения и распределительную коробку со статора. На следующем этапе вам нужно будет нагреть старые змеевики, при этом распределительный короб должен быть пустым.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 10: Удаление старой обмотки

Нагрейте обмотку пламенной горелкой, чтобы выгореть остатки лака.

Если вы прожгли старый лак, вы сможете вытолкнуть оставшуюся обмотку из зазоров статора.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 11: Пескоструйная очистка

Пескоструйная обработка — это процесс, при котором песок ударяется по поверхности детали с очень высокой скоростью и слегка повреждает ее.

Вы можете легко удалить мотор старой окраски формы пескоструйной обработкой. При пескоструйной очистке нужно быть осторожным, чтобы не повредить слишком сильно поверхность, особенно края колпаков.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 12: Покраска двигателя

Цвет должен выдерживать не менее 100 градусов Цельсия.Убедитесь, что вы не раскрашиваете доску для надписей.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 13: Идентификация старой обмотки

Вы можете найти всю информацию о типе старой обмотки в «намоточной головке». Головка намотки — это часть обмотки, в которой выполняются все соединения.

По головке намотки (типу намотки), количеству проводов в каждом зазоре и толщине провода вы можете перемотать обмотку нового двигателя без выполнения расчетов на следующем шаге.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 14: Расчет параметров новой обмотки

Новая обмотка двигателя зависит от пакета статоров (размеров стального сердечника).Для лучшего представления я сделал 3D модель своего статора.

Необходимо измерить:

• Длина пакета статоров: lp = 87мм;
• Внешний диаметр пакета statros: Dv = 128мм;
• Внутренний диаметр корпуса статоров: D = 75,5 мм;
• Количество зазоров статоров: Z = 24;

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 15: Расчет параметров для новой обмотки

Теперь измерьте размеры паза статора.

• Ширина паза статора: b1 = 6,621 мм; b2 = 8,5мм;
• Высота паза статора: hu = 13,267 мм;
• Открытие паза статора: b0 = 2мм;
• Высота паза «горловина»: a1 = 0,641 мм;
• Ширина зуба: bz = 3,981 мм;

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 16: Расчет параметров для новой обмотки

Если у вас другая форма прорези, посмотрите на верхний рисунок.

Я скопировал эту картинку из книги [Neven Srb; Электромоторы].

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 17: Рассчитать количество пар полюсов

Количество пар полюсов зависит от номинальных частот и скорости вращения магнитного поля. Вы можете получить скорость вращения магнитного поля, округлив скорость двигателя (2810) до ближайшего значения (3000, 1500, 1000, 750 …).

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 18: Рассчитать количество пар полюсов

Я подсчитал, что у моего двигателя 2 пары полюсов, и он генерирует магнитное поле, как вы можете видеть на верхнем рисунке.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 19: Расчет шага полюса

Шаг полюса — это расстояние по внутреннему кругу статора, и он отмечает размер каждого полюса.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 20: Расчет поверхности полюса

Поверхность полюса отмечена красным на рисунке 2. Одна полюсная поверхность — это ровно половина поверхности статора, потому что у меня двухполюсный двигатель.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 21: Расчет поверхности полюса

Поскольку железный сердечник статора не сделан из чистого железа, нам необходимо рассчитать реальную длину корпуса.Коэффициент наполнения железом указан в верхней таблице. Это зависит от типа изоляции.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 22: Расчет длины зуба

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 23: Расчет высоты ярма статора

Ярмо статора является частью пакета статоров, который простирается от зуба статора до конец пакета.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 24: Расчет поперечного сечения вилки

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 25: Расчет поперечного сечения зубьев одного полюса

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 26: Расчет слота Поверхность

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 27: Выбор типа обмотки

Я выбрал тип обмотки на основе технических характеристик двигателя.В намоточных книгах очень много разных типов схем намотки. Каждый утоплен для разного количества пар полюсов.

Обмотку по картинке взял из книжки. Моя новая обмотка была трехфазной однослойной концентрической обмоткой.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 28: Расчет количества слотов на полюс и фазу

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 29: Расчет шага полюса (в слотах)

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 30: Winding Factor

На верхнем рисунке есть таблица.Вы не можете подобрать коэффициент намотки из таблицы, если у вас однослойная намотка.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 31: Индукция в воздушном зазоре

Выберите соответствующее значение индукции в воздушном зазоре из таблицы. Это зависит от количества пар полюсов. Если двигатель старше, выберите столбец I , в противном случае выберите значение из столбца II .

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 32: Расчет индукции в зубцах статора

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 33: Расчет индукции в ярме статора

Добавить TipAsk QuestionDownload

Расчет

Шаг 34: Магнитный поток одной пары полюсов

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 35: Расчет расчетного числа витков в фазе

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 36: Расчет расчетного количества витков в слоте

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 37: Определите коэффициент заполнения

Чтобы получить правильный коэффициент заполнения, вам необходимо иметь поверхность вашего гнезда.Тогда вы легко запишите коэффициент заполнения с верхнего графика. Коэффициент заполнения должен находиться между верхней и нижней рекомендованной линией.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 38: Расчет поперечного сечения провода

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 39: Расчет толщины проволоки

В соответствии с результатом вы выбираете провод, который находится в +/- 2% диапазон результата. Выбрал провод 0,8мм.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 40: Схема обмотки

Я переделал схему обмотки из книги, чтобы она соответствовала моему статору.Я рисую новую схему обмотки, которую использовал для намотки двигателя.

На втором рисунке показано магнитное поле, создаваемое обмоткой статора. O и X показывают направление электрического тока. Ток, протекающий внутри изображения, имеет направление магнитного поля по часовой стрелке. Если бы был 4-полюсный двигатель, у нас было бы 4 области вместо 2 областей магнитного поля.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 41: Изоляция пазов статора

Измерьте длину паза и прибавьте около 16 мм (в зависимости от того, как вы будете скручивать бумагу).Вырежьте и скрутите, как я делал на гифках. Положите изолирующую бумагу на стол и поместите на нее линейку так, чтобы у вас получился зазор около 4 мм, когда вы вставляете изолирующую бумагу, а затем скручиваете ее. С помощью отвертки согните его и вставьте в щель. Он должен идеально подходить, чтобы вы не могли его вытащить.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 42: Измерьте длину катушек

Сделайте модель катушки. Поместите модель в правые гнезда, оставив немного свободного места. Вы не должны оставлять слишком много места, потому что обмотка будет слишком узкой, и вы не должны делать ее слишком маленькой, потому что вы не сможете получить доступ ко всем слотам.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 43: Намотка катушек

Поместите модель в специальный инструмент. Бесплатная 3д модель намоточного инструмента доступна в инструкции «Перемотка однофазного двигателя». Убедитесь, что вы наматываете правильное количество оборотов. После того, как намотаете катушку, ее нужно перевязать куском проволоки. Затем вы можете взять его из намоточного инструмента.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 44: Вставка катушек в пазы статора

Осторожно поместите катушки в пазы статоров.Это может занять много времени. Будьте осторожны, чтобы не повредить лак для проводов. Поверните катушки так, чтобы их концы проводов выходили сбоку, где находится отверстие от статора к электрическим зажимам. Вы можете использовать деревянную палку, чтобы вставить обмотку в пазы.

Пометьте концы катушек!

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 45: Соединение катушек

Соедините катушки вместе согласно схеме намотки. Спаяйте и изолируйте их. Конец каждого провода катушки к распределительной коробке и дополнительно изолируйте их.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 46: Свяжите катушки

Свяжите катушки с помощью нити шнуровки статора. Пришейте нитку для проточки статора вокруг катушек, как вы можете видеть на картинках. Плотная намотка хорошо.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 47: Покрытие двигателя лаком

1. Нагрейте духовку до 100 ° C. Поставил в него мотор.

2. Когда двигатель нагревается, на обмотки двигателя проливается лак, как вы видите на рисунках

3. Переверните двигатель и сделайте то же самое

4.Вы можете повторно использовать старый лак.

5. Поместите мотор в горячую духовку и варите около 4 часов.

6. Выньте мотор и очистите край (чтобы крышка подходила идеально).

НЕ ДЕЛАЙТЕ ЭТО ВНУТРИ ЗДАНИЯ ИЛИ КУХНИ!

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 48: Соберите двигатель

Установите новые подшипники. Смажьте ось ротора. Вы найдете тип подшипника на стороне подшипника. Если вы не можете найти его, вы можете измерить его и найти номер в каталоге в Интернете.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 49: Соберите двигатель

Установите крышку на статор. Следите за отметками, чтобы поставить его в нужное место.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 50: Соберите двигатель

Вставьте ротор в статор и закройте его второй крышкой. Прикрутите мотор вместе.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 51: Соберите двигатель

Подсоедините концы катушек к зажимам, как показано на изображении из анализируемого двигателя.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 52: Соберите двигатель

Установите вентилятор и последнюю крышку на двигатель.Если у вас есть железный вентилятор, нагрейте его.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 53: Измерение

Я отвез отремонтированный двигатель в университет для проведения измерений. Мы установили двигатель на специальное испытательное устройство и соединили его с измерительным оборудованием. Мы проверили следующее:

• Сопротивление обмотки
• Испытание электродвигателя в свободном режиме
• Испытание нагруженного электродвигателя
• Испытание оптимального напряжения
• Испытание короткого замыкания
• Характеристика крутящего момента

* PF = Мощность фактор

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 54: Заключение

Перемотка этого мотора заняла у меня около недели.Больше всего времени я потратил на расчет новой обмотки. У меня было много проблем с расчетом, но я их решил и получил те же параметры намотки, что и на старом.

У меня тоже было много проблем с намоткой новой обмотки. Сначала я сделал катушки слишком маленькими, и я не мог вставить последние катушки в пазы. Я не мог получить к ним доступ, потому что другие обмотки были слишком маленькими. Затем я решил увеличить размер, но снова обнаружил проблему. На этот раз обмотка была слишком большой, и я не мог закрыть крышку мотора.

Третий раз удачный двигатель перемотки.Поскольку зазор между статором и крышкой был очень маленьким, я решил сделать первые катушки побольше и последние катушки немного меньше. Вы можете увидеть это при измерении сопротивления, когда сопротивления обмоток не идентичны. Но в следующем измерении мы увидим, что сопротивления не сильно влияют на работу электродвигателей.

Все тесты я провел с двумя разными напряжениями. Мотор был рассчитан на напряжение 380В, но сейчас у нас в ЕС 400В.

В верхней таблице в первой строке указаны данные производителя.Во второй строке — измерение при 380 В, а в третьей строке — 400 В. Если мы сравним все данные, то увидим, что мотор совсем неплох. Все параметры очень близки.

Я взял все электрические уравнения и таблицы ориентации из книги: Neven Srb ELEKTROMOTORI

Надеюсь, вам понравилась моя презентация перемотки трехфазного двигателя. Если у вас есть вопросы, задавайте, и я постараюсь ответить как можно скорее.