Центробежный выключатель пусковой обмотки: принцип работы, применение и преимущества

Как работает центробежный выключатель пусковой обмотки в электродвигателях. Для чего он нужен в однофазных асинхронных двигателях. Какие преимущества дает использование центробежного выключателя.

Что такое центробежный выключатель пусковой обмотки

Центробежный выключатель пусковой обмотки — это специальное устройство, применяемое в однофазных асинхронных электродвигателях для автоматического отключения пусковой обмотки после запуска двигателя. Он представляет собой механический выключатель, срабатывающий под действием центробежной силы при достижении ротором определенной частоты вращения.

Основные элементы конструкции

В конструкцию центробежного выключателя обычно входят следующие основные элементы:

• Подвижные грузики, закрепленные на валу ротора
• Пружина, удерживающая грузики в исходном положении
• Неподвижные контакты, соединенные с пусковой обмоткой
• Подвижные контакты, связанные с грузиками

Принцип работы центробежного выключателя

Принцип работы центробежного выключателя пусковой обмотки основан на действии центробежной силы, возникающей при вращении ротора электродвигателя. Как это происходит?

1. При неподвижном роторе контакты выключателя замкнуты, пусковая обмотка включена
2. При запуске двигателя ротор начинает вращаться, возникает центробежная сила
3. При достижении 70-80% номинальной скорости центробежная сила преодолевает усилие пружины
4. Грузики расходятся, размыкая контакты выключателя
5. Пусковая обмотка отключается от сети

Назначение центробежного выключателя в однофазных двигателях

Зачем нужен центробежный выключатель в однофазных асинхронных электродвигателях? Его основное назначение — автоматическое отключение пусковой обмотки после запуска двигателя. Это необходимо по следующим причинам:

• Пусковая обмотка создает дополнительный магнитный поток для увеличения пускового момента
• После запуска необходимость в пусковой обмотке отпадает
• Длительная работа с включенной пусковой обмоткой приведет к ее перегреву
• Отключение пусковой обмотки повышает КПД двигателя в рабочем режиме

Преимущества использования центробежного выключателя

Применение центробежного выключателя пусковой обмотки дает ряд существенных преимуществ:

• Автоматическое отключение пусковой обмотки без участия человека
• Повышение надежности и срока службы двигателя
• Улучшение энергоэффективности в рабочем режиме
• Защита пусковой обмотки от перегрева
• Простота конструкции и высокая надежность

Особенности конструкции центробежных выключателей

Конструкция центробежных выключателей может иметь некоторые особенности в зависимости от типа и мощности электродвигателя. Какие основные варианты исполнения применяются?

• С подвижными грузиками на валу ротора
• С неподвижными грузиками и подвижной втулкой
• С подпружиненным диском на валу
• С рычажным механизмом

Выбор конкретной конструкции зависит от условий эксплуатации, требуемой точности срабатывания и других факторов. Наиболее распространен вариант с подвижными грузиками на валу.

Применение центробежных выключателей

Где применяются центробежные выключатели пусковой обмотки? Основные области их использования:

• Бытовые электроприборы (стиральные машины, холодильники)
• Насосное оборудование
• Вентиляторы и компрессоры
• Деревообрабатывающие станки
• Сельскохозяйственная техника
• Промышленное оборудование малой мощности

Центробежные выключатели широко применяются везде, где используются однофазные асинхронные двигатели мощностью до нескольких киловатт.

Настройка и обслуживание центробежного выключателя

Правильная настройка и периодическое обслуживание центробежного выключателя необходимы для его надежной работы. Что нужно учитывать?

• Регулировка усилия пружины для точной настройки момента срабатывания
• Проверка состояния контактов и их очистка
• Смазка подвижных элементов
• Контроль надежности крепления выключателя
• Замена изношенных деталей при необходимости

При правильном обслуживании центробежный выключатель обеспечивает длительную и надежную работу электродвигателя.

Альтернативы центробежному выключателю

Существуют ли альтернативы центробежному выключателю для отключения пусковой обмотки? Да, в некоторых случаях применяются другие решения:

• Электронные реле времени
• Температурные реле
• Токовые реле
• Электронные пусковые устройства

Однако центробежные выключатели остаются наиболее распространенным и надежным решением для большинства бытовых и промышленных однофазных двигателей малой и средней мощности.

Центробежный выключатель — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Cтраница 2

Однофазный двигатель АОЛВ.  [16]

На роторе смонтирован центробежный выключатель пусковой обмотки.  [17]

Тахогенераторы допускают пристройку центробежных выключателей типа РИС, за исключением тахогенераторов типа ПТ-22 / 1 с частотой вращения 2400 об / мин, ПТ-32 / 1 с частотой вращения 200 об / мин и ПТ-42 с частотой вращения 400 — 200 — 100 об / мин.  [18]

Асинхронные двигатели оборудованы центробежным выключателем, который после запуска двигателя отключает пусковую обмотку. Электродвигатель установлен на специальных изолированных шайбах. Регулировка натяжения приводного, ремня осуществляется передвижением двигателя на раме. После этого двигатель закрепляют. Стиральные машины, оборудованные дополнительными коллекторными электродвигателями, имеют помехоподавляющее устройство — специальную схему на конденсаторах постоянной емкости.

 [19]

Схемы включения трехфазного асинхронного двигателя.  [20]

Пусковая обмотка отключается центробежным выключателем или специальным реле.  [21]

Асинхронный двигатель оборудован центробежным выключателем, отключающим пусковую обмотку после запуска двигателя.  [22]

Таким автоматом можег быть центробежный выключатель, корпус которого сажается на вал турбины и вращается вместе с ним. В радиальном гнезде корпуса удерживается пружиной тяжелый боек. При по вышении оборотности центробежная сила преодолевает пружину, боек выдвигается и задевает по близкой, сидящей на неподвижной опоре планке. Она повертывается в включает контакт. Электрический ток оживляет соленоид золотника серомотора, который закрывает поворотный затвор или отводит защелку падающего щита.  [23]

На приводных шкивах установлены

центробежные выключатели, которые срабатывают при превышении скорости на 25 % и включают аварийный тормоз. Тормоз срабатывает автоматически при обесточивании электромагнита: рычаг освобождает фиксатор и соединенный с ним шток демпфера, который под действием груза медленно опускается. После выборки зазора между колодками и шкивом рычаг останавливается, а шток демпфера продолжает опускаться под действием груза, сжимая пружины. Для подъема груза аварийного тормоза после его срабатывания служит механизм подъема.  [24]

Электродвигатель АОЛБ-22-4.  [25]

Для ремонта и замены центробежного выключателя снимают с двигателя коробку зажимов 5, отпаивают наконечники выводов, отвертывают винты крепления кожуха и снимают его. Затем отвертывают винт 6 и снимают вентилятор, отвертывают винты, крепящие фланцы, и снимают крышки подшипников. Отвернув гайки 7, вынимают шпильки, которыми стягиваются щиты, и аккуратно вынимают ротор из корпуса электродвигателя.  [26]

Большинство электрических двигателей оборудовано центробежным выключателем, отключающим пусковую обмотку после запуска двигателя.  [27]

При превышении нормального числа оборотов центробежный выключатель ударяет по рычагу, собачка выходит из зацепления с кронштейном. В результате воздействие пружины на специальный рычажок, сидящий на оси, происходит поворот подшипника впускного рычага.  [28]

Для предотвращения выбросов ртути из центробежного выключателя применены уплотняющие шайбы между станком и стержнем.  [29]

Это уменьшение емкости конденсаторов может выполняться автоматически центробежным выключателем, срабатывающим, когда частота вращения двигателя достигает 75 — 80 % номинальной, или воздействием реле времени.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

Использование конденсатора в запуске электродвигателя

Асинхронные электромоторы чрезвычайно активно используются в настоящее время. Частое вращение такого электромотора обусловлено обязательным присутствием вращающегося магнитного поля. Основные качества данных моторов:

• простота конструкции;
• низкий уровень шума;
• отличные рабочие характеристики;
• несложность в эксплуатации.

Без 3-фазной сети вращающееся магнитное поле не создается. Чтобы круговое вращающееся поле могло вращать ротор, в статоре электромотора размещаются 3 обмотки под углом 120° относительно друг друга, и к ним подключается соответствующее напряжение.

Наш быт обслуживает 1-фазная электросеть с напряжением 220 вольт, и под нее выпускаются соответственно 1-фазные асинхронные электромоторы. Когда приходится подключать к 1-фазной сети 3-фазный электромотор, не избежать использования конденсатора в запуске электродвигателя, а также дополнительной обмотки на статоре под углом 90° относительно рабочих обмоток. В таких случаях конденсатор является фазосдвигающим элементом. Все это обусловлено тем, что при помещении обмотки в статор электромотора магнитное поле в ней образуется, только когда через нее протекает конкретно переменный синусоидальный ток. Однако это поле не в силах заставить ротор вращаться.

Пусковые и рабочие типы подключения схем

Типы схем различаются по способам подключения конденсаторов к электромотору. Для этих схем характерно применение пускового конденсатора, рабочего конденсатора или одновременно пускового и рабочего конденсаторов. Чаще всего использование конденсатора в запуске электродвигателя характеризуется подключением с пусковым конденсатором.

Употребление пускового конденсатора

При запуске электромотора включаются конденсатор и пусковая обмотка, размещенная на статоре под углом 90° к рабочим обмоткам, поскольку мотор продолжает вращаться даже при отключении дополнительной обмотки. Дополнительная обмотка работает очень недолго, поэтому для нее можно использовать провод с сечением, меньшим, чем у провода основных обмоток. Чтобы дополнительная обмотка не перегревалась, в схему всегда вводится тепловое реле или центробежный выключатель. Эти устройства обеспечивают регулирующее отклонение, когда мотор набирает определенную скорость или когда достигается сильный нагрев. Схема с использованием пускового конденсатора обеспечивает неплохие пусковые характеристики электромотора, но немного ухудшает его рабочие характеристики.

Достоинства схемы с рабочим конденсатором

Использование конденсатора в запуске электродвигателя обеспечит улучшенные рабочие показатели, если ввести в схему рабочий конденсатор, который не отключается после запуска электромотора. Правильно подобранный конденсатор позволит компенсировать искажения поля и повысить КПД. Но пусковые характеристики при этом станут хуже.

Чтобы обеспечить высокие положительные характеристики при изменении нагрузки электромотора, достаточно изменить величину емкости конденсатора, а ее выбирают на основании определенного тока нагрузки. При изменении тока относительно расчетной величины поле меняет круговую форму на эллиптическую, что влечет за собой ухудшение характеристик мотора.

Эту задачу проще всего решить за счет схемы с пусковым и рабочим конденсаторами одновременно. Пусковые и рабочие характеристики в такой схеме усредняются относительно вышеописанных схем. Если при подключении 3-фазного электромотора к однофазной линии требуется высокий пусковой момент, лучше выбрать схему конкретно с пусковым элементом. Если такой необходимости нет, соответственно используют рабочий конденсатор.

Некоторые рекомендации по эксплуатации

Всегда можно выбрать схему, которая оптимально подходит конкретному пользователю. Как правило, все выводы обмоток и конденсатора для электромотора находятся в клеммной коробке. При желании видоизменить схему или самостоятельно произвести нужный расчет конденсатора для определенного электромотора следует исходить из того, что каждый киловатт мощности данного двигателя требует гарантированно определенной емкости порядка 0,7-0,8 мкФ относительно рабочего конденсатора или емкость, в два с половиной раза превосходящую емкость пускового конденсатора.

В ходе проверки технического состояния электромотора зачастую может обнаружиться возникновение постороннего шума и излишней вибрации после довольно продолжительной эксплуатации двигателя. Ротор же поддается проверке с трудом. Эти неприятности могут быть вызваны плохим состоянием подшипника. Если беговые дорожки сильно заржавели, и на них имеются царапины и вмятины, если повреждены некоторые шарики и сепаратор, бывает необходимо подробно исследовать все наличные неисправности и дефекты.

Введение в центробежный переключатель — Utmel

Согласно теории центробежной силы, работает центробежный переключатель. Это просто электрический выключатель. Эти выключатели специально разработаны для асинхронных двигателей с одной и разделенной фазой. Поскольку его работа идентична центробежному сцеплению, используемому в транспортных средствах, центробежный переключатель обычно известен как «сцепление».

Каталог

 

I. Принцип работы

Центробежный переключатель представляет собой электрический переключатель, обычно используемый в асинхронных двигателях и асинхронных двигателях с расщепленной фазой для сигнальной фазы. В течение 19В 20-х годах Роял Ли получил патент на центробежный переключатель. Этот переключатель используется для обеспечения управляемого переключения, необходимого для двигателей при заданной скорости вращения двигателя. Ранее, до изобретения этого выключателя, выключатели двигателей размещались внутри рамы двигателя, чтобы упростить конструкцию выключателей двигателей. Такая конструкция была совершенно неудовлетворительной, так как приводила к скоплению на этих выключателях масла, пыли, смазки. Это, в свою очередь, сделало работу связи ненадежной.

Типовой центробежный переключатель состоит из центробежного механизма, установленного на валу двигателя, и фиксированного стационарного переключателя.

С помощью электрических контактов центробежное устройство, установленное на валу двигателя, вращается вместе с валом и соединено со стационарным выключателем для управления пусковой цепью обмотки асинхронного двигателя.

Этот переключатель работает на основе концепции центробежной силы, как следует из того же. Это вымышленная сила, действующая на вращающиеся тела.

Когда тело движется по кругу, согласно ньютоновской механике, из центра круга вырабатывается сила, стремящаяся оттолкнуть тело от центра. Эта сила известна как сила центрифуги. Он создается за счет инерции тела. На тело действует эта сила и отталкивает его от ядра. В стиральных машинах тоже используется этот принцип.

Центробежный переключатель представляет собой тип переключателя, и для его обозначения может использоваться электронный символ. Электронный символ — это пиктограмма, используемая для описания различных электрических и электронных устройств или функций, таких как провода, батареи, резисторы и транзисторы, на принципиальной схеме электрической или электронной цепи.

В электротехнике переключатель представляет собой электрическую функцию, которая может разъединять или соединять проводящие пути в электрической цепи, прерывать или перенаправлять электрический ток с одного проводника на другой.

Переключатель, управляемый вращением вала, представляет собой центробежный переключатель. Открываясь только при увеличении скорости, он восприимчив к скорости или направлению.

II. Функции

Центробежный переключатель в асинхронных двигателях

Чтобы понять функцию этого переключателя в асинхронных двигателях, давайте сначала разберемся с моделью асинхронного двигателя. Одна обмотка статора и вспомогательная обмотка состоят из асинхронных двигателей. В обмотку статора подается однофазный переменный ток. Но одна обмотка статора не создает достаточных вращающихся полей для создания пускового момента. Поэтому он обеспечивает вспомогательную обмотку.

Эта вспомогательная обмотка создает поле, которое не совпадает по фазе с создаваемым полем обмотки статора. Результирующее поле создает пусковой момент и запускает двигатель. Если двигатель запущен, пульсирующее поле, не включающее поле статора, создается ротором.

Цепь, которая питает вспомогательную обмотку, должна быть отключена, когда скорость двигателя превышает заданный процент от синхронной скорости. Для асинхронных двигателей это место, где центробежный переключатель входит в корпус. Здесь центробежный переключатель помогает размыкать и отсоединять цепь вспомогательной обмотки.

Функции

Посмотрите, как работает центробежный переключатель в асинхронном двигателе. Пружинная тарелка с прикрепленными к ее основанию калиброванными грузами, поддерживаемая стальной пластиной, представляет собой центробежный механизм, установленный на валах двигателя. Чтобы обеспечить вспомогательную обмотку необходимой мощностью для создания пускового момента, контакты переключателя замыкаются.

Калиброванные грузы испытывают центробежную силу при вращении ротора. Контакты переключателя размыкаются за счет центробежной силы на определенной скорости, так как эта сила преодолевает усилие пружины диска. Грузы здесь смещаются от вала ротора, тем самым отключая цепь от вспомогательной обмотки.

В критической рабочей точке можно увидеть три фактора:

— Усилие пружины уменьшается с линейной скоростью.

— Центробежная сила увеличивается со скоростью, пропорциональной скорости вращения ротора.

— Увеличен радиус грузов.

Как проводить испытания:

1. Идеальный центробежный переключатель должен соответствовать следующим критериям:

2. На протяжении всего срока службы процесс должен быть однородным. Для простоты конструкции и дешевизны производства количество составных частей оборудования должно быть минимальным.

3. Должен иметь предельные элементы трения.

4. Соотношение выключения/включения должно быстро изменяться, не вызывая каких-либо существенных модификаций конструкции.

Переключатель легко доступен, так как коммуникационный блок переключателя находится снаружи корпуса двигателя. Таким образом, не разбирая двигатель в сборе, переключатель можно проверить, промыть и заменить.

III. Приложения

Этот переключатель часто используется в системах, где определение скорости необходимо для обеспечения безопасности и правильной работы компьютера. Ниже приведены некоторые варианты использования центробежного переключателя: 

1. Защита от превышения скорости в двигателях, генераторах и т. д.

2. Используется для генераторов постоянного тока, конвейеров, эскалаторов, лифтов и т. д.

3. Они также используются в таких устройствах, как воздуходувки, вентиляторы. как конвейеры для обнаружения недостаточной скорости.

4. Материальные потери часто используются в системах, где потеря скорости может привести к повреждению устройства.

Центробежный переключатель обеспечивает хорошую надежность контактов по сравнению с переключателями, использовавшимися ранее по той же причине. Так как этого переключателя нет внутри корпуса двигателя, он отделен от грязи, жира, масла, которые обычно попадают в корпус двигателя с потоками циркулирующего воздуха.

Как работают центробежные переключатели?

••• Ryan McVay/Photodisc/Getty Images

Обновлено 25 апреля 2017 г.

Автор John Papiewski

Центробежный переключатель решает проблему, присущую однофазным электродвигателям переменного тока: сами по себе они недостаточно развивают крутящий момент, чтобы начать поворот с полной остановки. Центробежный переключатель включает цепь, обеспечивая необходимое ускорение для запуска двигателя. Как только двигатель достигает своей рабочей скорости, переключатель отключает цепь форсирования, и двигатель работает нормально.

Действие центробежного выключателя

Однофазный двигатель переменного тока имеет внутри корпуса центробежный выключатель, прикрепленный к валу двигателя. Переключатель замкнут, когда двигатель выключен и неподвижен. Когда вы включаете двигатель, переключатель проводит электричество к конденсатору и дополнительной обмотке двигателя, увеличивая его пусковой момент. По мере увеличения числа оборотов двигателя в минуту переключатель размыкается, поскольку двигателю больше не требуется наддув.

Двигатель переменного тока

В промышленных операциях используется электроэнергия переменного тока, вырабатываемая коммунальными предприятиями в трех взаимодополняющих фазах. С другой стороны, домохозяйства получают только однофазную или двухфазную электроэнергию. Трехфазные электродвигатели имеют высокий КПД и большой пусковой момент, но они не работают с однофазной бытовой электроэнергией. В процессе запуска однофазный электродвигатель слишком слаб, чтобы преодолеть трение и инерцию. Конденсатор и катушка повышают крутящий момент двигателя и запускают его, но, однако, становятся потребляющими мощность, когда двигатель разгоняется до нужной скорости. Переключатель отключает цепь форсирования, как только двигатель достигает своей рабочей скорости, позволяя двигателю работать эффективно.

Центробежная сила и пружина

Центробежный переключатель нормально замкнут и проводит электричество. Когда двигатель достигает определенной скорости, механизм переключателя реагирует на центробежную силу, притягивая ее. Это размыкает выключатель и разрывает электрическое соединение. Когда двигатель останавливается, пружина снова закрывает механизм переключателя.

Калиброванные грузы

Набор калиброванных грузов на центробежном переключателе определяет скорость, при которой переключатель открывается.