Однофазный асинхронный двигатель гудит не запускается. Однофазный асинхронный двигатель: устройство, подключение и особенности работы

Как устроен однофазный асинхронный двигатель. Какие бывают схемы подключения. Чем отличаются конденсаторные и бифилярные двигатели. Как правильно подобрать и подключить конденсаторы. Как рассчитать необходимую емкость конденсаторов.

Содержание

Устройство и принцип работы однофазного асинхронного двигателя

Однофазный асинхронный двигатель состоит из двух основных частей:

  • Статор — неподвижная часть в виде полого цилиндра с обмотками
  • Ротор — вращающаяся часть, закрепленная на валу

Статор собирается из тонких стальных пластин для уменьшения вихревых токов. На внутренней поверхности статора располагаются пазы, в которые укладываются обмотки. В однофазном двигателе обычно две обмотки — рабочая и пусковая (вспомогательная).

Ротор чаще всего выполняется в виде «беличьей клетки» — алюминиевые или медные стержни, замкнутые с торцов кольцами.

Типы однофазных асинхронных двигателей

Существует два основных типа однофазных асинхронных двигателей:


  1. Конденсаторные — пусковая обмотка постоянно включена через конденсатор
  2. Бифилярные — пусковая обмотка отключается после запуска

Конденсаторные двигатели обеспечивают более высокий КПД и пусковой момент. Бифилярные проще по конструкции, но имеют худшие характеристики.

Схемы подключения однофазного асинхронного двигателя

Существует три основных схемы подключения однофазного асинхронного двигателя:

  1. С пусковым конденсатором
  2. С рабочим конденсатором
  3. С пусковым и рабочим конденсаторами

Рассмотрим особенности каждой схемы подробнее.

Схема с пусковым конденсатором

В этой схеме конденсатор включается только при пуске двигателя для создания пускового момента. После разгона ротора конденсатор отключается.

Преимущества:

  • Простота конструкции
  • Хорошие пусковые характеристики

Недостатки:

  • Низкий КПД в рабочем режиме
  • Необходимость в устройстве отключения конденсатора

Схема с рабочим конденсатором

В этой схеме конденсатор постоянно включен в цепь вспомогательной обмотки. Это позволяет получить вращающееся магнитное поле, близкое к круговому.


Преимущества:

  • Высокий КПД в рабочем режиме
  • Простота конструкции

Недостатки:

  • Худшие пусковые характеристики по сравнению со схемой с пусковым конденсатором

Схема с пусковым и рабочим конденсаторами

Эта схема объединяет преимущества двух предыдущих. При пуске включены оба конденсатора, после разгона пусковой конденсатор отключается.

Преимущества:

  • Хорошие пусковые характеристики
  • Высокий КПД в рабочем режиме

Недостатки:

  • Сложность конструкции
  • Высокая стоимость

Как рассчитать емкость конденсаторов для однофазного двигателя

Правильный расчет емкости конденсаторов критически важен для эффективной работы однофазного асинхронного двигателя. Рассмотрим основные формулы и принципы расчета.

Расчет емкости пускового конденсатора

Для расчета емкости пускового конденсатора можно использовать следующую формулу:

C_пуск = k * P / U^2

где:

  • C_пуск — емкость пускового конденсатора в мкФ
  • k — коэффициент, зависящий от типа двигателя (обычно 50-80)
  • P — мощность двигателя в Вт
  • U — напряжение сети в В

Расчет емкости рабочего конденсатора

Емкость рабочего конденсатора обычно в 3-4 раза меньше емкости пускового:


C_раб = C_пуск / (3…4)

Точное значение зависит от конкретного двигателя и может быть определено экспериментально.

Как правильно подключить однофазный асинхронный двигатель

Правильное подключение однофазного асинхронного двигателя — важный этап, от которого зависит эффективность и безопасность его работы. Рассмотрим основные шаги:

  1. Определите тип двигателя (конденсаторный или бифилярный) и схему подключения.
  2. Рассчитайте необходимую емкость конденсаторов.
  3. Подберите подходящие конденсаторы (рабочее напряжение должно быть не менее 400В).
  4. Определите выводы обмоток двигателя. Обычно их три или четыре.
  5. Подключите обмотки и конденсаторы согласно выбранной схеме.
  6. Обеспечьте надежное заземление корпуса двигателя.
  7. Проверьте правильность подключения и отсутствие короткого замыкания.

Особенности эксплуатации однофазных асинхронных двигателей

При эксплуатации однофазных асинхронных двигателей следует учитывать ряд особенностей:

  • Пусковой ток может в 5-7 раз превышать номинальный. Это нужно учитывать при выборе защитной аппаратуры.
  • КПД однофазных двигателей ниже, чем у трехфазных аналогичной мощности.
  • Направление вращения можно изменить, поменяв местами выводы пусковой обмотки.
  • При частых пусках возможен перегрев пусковой обмотки. В этом случае рекомендуется использовать схему с рабочим конденсатором.
  • Регулировка скорости вращения возможна только в небольших пределах и с потерей мощности.

Применение однофазных асинхронных двигателей

Однофазные асинхронные двигатели широко применяются в бытовой технике и небольших промышленных установках. Основные области применения:


  • Бытовые вентиляторы и кондиционеры
  • Насосы и компрессоры
  • Стиральные и посудомоечные машины
  • Холодильники
  • Небольшие станки и инструменты
  • Сельскохозяйственное оборудование

Выбор однофазного асинхронного двигателя зависит от конкретной задачи и требуемых характеристик.

Преимущества и недостатки однофазных асинхронных двигателей

Как и любое техническое решение, однофазные асинхронные двигатели имеют свои плюсы и минусы.

Преимущества:

  • Простота конструкции и надежность
  • Низкая стоимость
  • Возможность работы от однофазной сети 220В
  • Не требуют сложного обслуживания

Недостатки:

  • Низкий КПД по сравнению с трехфазными двигателями
  • Меньшая удельная мощность
  • Сложности с регулировкой скорости вращения
  • Высокий пусковой ток

Несмотря на недостатки, однофазные асинхронные двигатели остаются востребованными в ряде применений благодаря своей простоте и надежности.


Однофазный двигатель с конденсатором

Схема подключения двигателя через конденсатор

Есть 2 типа однофазных асинхронных двигателей — бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные. Их различие в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле (в холодильниках). Это нужно потому, что после разгона она снижает КПД.

В конденсаторных однофазных двигателях конденсаторная обмотка работает все время. Две обмотки — основная и вспомогательная, они смещены относительно друг друга на 90°. Благодаря этому можно менять менять направление вращения. Конденсатор на таких двигателях обычно крепится к корпусу и по этому признаку его несложно опознать.

Работа электродвигателя без конденсатора

Термоваккумная обработка увеличивает срок службы конденсатора, исключая возможность внутренней коррозии элементов. Чистая комната, с контролем влажности и температуры воздуха, высокопроизводительное швейцарское оборудование. Мы готовы к выпуску до 20 шт. Там, где на других завода работают люди, у нас автоматизированные станки. Быстрее, качественнее, надежней. Наличие собственных тестовых лабораторий на все типы выпускаемой продукции позволяют дать дополнительную гарантию клиентам в качестве продукции.

Схема подключения однофазного двигателя через конденсатор

При подключении однофазного конденсаторного двигателя есть несколько вариантов схем подключения. Без конденсаторов электромотор гудит, но не запускается.

  • 1 схема — с конденсатором в цепи питания пусковой обмотки — хорошо запускаются, но при работе мощность выдают далеко не номинальную, а намного ниже.
  • 3 схема включения с конденсатором в цепи подключения рабочей обмотки дает обратный эффект: не очень хорошие показатели при пуске, но хорошие рабочие характеристики. Соответственно, первую схему используют в устройствах с тяжелым пуском, а с рабочим конденсором — если нужны хорошие рабочие характеристики.
  • 2 схема — подключения однофазного двигателя — установить оба конденсатора. Получается нечто среднее между описанными выше вариантами. Эта схема и используется чаще всего. Она на втором рисунке. При организации данной схемы тоже нужна кнопка типа ПНВС, которая будет подключать конденсатор только не время старта, пока мотор «разгонится». Потом подключенными останутся две обмотки, причем вспомогательная через конденсатор.


Использование электролитических конденсаторов

Пусковой конденсатор для начала работы трёхфазного двигателя от 220в обязан иметь большую ёмкость. Чтобы сдвинуть с места вал движка мощностью 3 киловатта, необходимо 2100 мкФ ёмкости. Для подбора такой величины С понадобится целая батарея неполярных компонентов. Электролитические двухполюсники (электролиты) обладают большей ёмкостью при меньших размерах. Но включение их в цепь переменного тока надолго недопустимо.

Осторожно. При длительном присоединении емкости электролит закипает, и элемент взрывается.

Схема подключения трёхфазного двигателя через конденсатор

Здесь напряжение 220 вольт распределяется на 2 последовательно соединенные обмотки, где каждая рассчитана на такое напряжение. Поэтому теряется мощность почти в два раза, но использовать такой двигатель можно во многих маломощных устройствах.

Максимальной мощности двигателя на 380 В в сети 220 В можно достичь используя соединение типа треугольник. Кроме минимальных потерь по мощности, неизменным остается и число оборотов двигателя. Здесь каждая обмотка используется на свое рабочее напряжение, отсюда и мощность.

Важно помнить: трехфазные электродвигатели обладают более высокой эффективностью, чем однофазные на 220 В. Поэтому если есть ввод на 380 В — обязательно подключайте к нему — это обеспечит более стабильную и экономичную работу устройств. Для пуска мотора не понадобятся различные пусковики и обмотки, потому что вращающееся магнитное поле возникает в статоре сразу после подключения к сети 380 В.

Простые способы присоединения электромотора

Простейшее включение моторов – присоединение к трёхфазной сети. Электрообмотки мотора соединяются двумя способами:

Порядок соединения указаны на крышке клеммника с обратной стороны.

Внимание! Соединение обмоток «треугольником» быстро выводит двигатель на максимальную мощность, но тогда величина пускового тока возрастает семикратно. Плавный пуск, при отсутствии пускового реостата, затруднён.

Соединение обмоток «звездой» позволяет устойчиво и длительно работать мотору при плавном запуске. Машина выдерживает кратковременные перегрузки и не перегревается. Мощность её несколько ниже, чем при альтернативном подключении.

Соединить в одну точку начала обмоток могут уже при изготовлении. На клеммник выводят только три их конца. Поэтому выводы просто подключают к фазам сети. Направление вращения выбирают, изменяя местами подключение выводов к двум соседним фазам.

Онлайн расчет емкости конденсатора мотора

Введите данные для расчёта конденсаторов — мощность двигателя и его КПД

Есть специальная формула, по которой можно высчитать требуемую емкость точно, но вполне можно обойтись онлайн калькулятором или рекомендациями, которые выведены на основании многих опытов:

Рабочий конденсатор берут из расчета 0,8 мкФ на 1 кВт мощности двигателя; Пусковой подбирается в 2-3 раза больше.

Конденсаторы должны быть неполярными, то есть не электролитическими. Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть минимум в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети 220 В берем емкости с рабочим напряжением 350 В и выше. А чтобы пуск проходил проще, в пусковую цепь ищите специальный конденсатор. У них в маркировке присутствует слова Start или Starting.


Пусковые конденсаторы для моторов

Эти конденсаторы можно подбирать методом от меньшего к большему. Так подобрав среднюю емкость, можно постепенно добавлять и следить за режимом работы двигателя, чтобы он не перегревался и имел достаточно мощности на валу. Также и пусковой конденсатор подбирают добавляя, пока он не будет запускаться плавно без задержек.

При нормальной работе трехфазных асинхронных электродвигателей с конденсаторным пуском, включенных в однофазную сеть предполагается изменение (уменьшение) емкости конденсатора с увеличением частоты вращения вала. В момент пуска асинхронных двигателей (особенно, с нагрузкой на валу) в сети 220 В требуется повышенная емкость фазосдвигающего конденсатора.

Проверка и замена пускового конденсатора

Термоваккумная обработка увеличивает срок службы конденсатора, исключая возможность внутренней коррозии элементов. Чистая комната, с контролем влажности и температуры воздуха, высокопроизводительное швейцарское оборудование. Мы готовы к выпуску до 20 шт. Там, где на других завода работают люди, у нас автоматизированные станки. Быстрее, качественнее, надежней.

Наличие собственных тестовых лабораторий на все типы выпускаемой продукции позволяют дать дополнительную гарантию клиентам в качестве продукции. Завод активно участвует в тематических выставках, региональных тематических мероприятиях. Моторные конденсаторы производства ООО «Нюкон» серии К предназначены для соединения с обмотками асинхронных электродвигателей, питающихся от однофазной сети чаcтотой не более 60Гц, а также для перевода трехфазных двигателей на питание от однофазной сети.

В целях безопасности все пусковые конденсаторы должны использоваться с разрядным резистором. Сопротивление разрядного резистора подбирается так, чтобы по истечении 50 секунд полностью снять остаточное напряжение с конденсатора.

В случаях когда конденсатор используется при последовательной схеме включения со вспомогательной обмоткой электродвигателя, напряжение на клеммах конденсатора при рабочей скорости может быть значительно выше напряжения сети. В процессе эксплуатации конденсаторов они могут устанавливаться непосредственно в физическом контакте с электродвигателем. В этом случае при выборе типа конденсатора необходимо учитывать, что конденсатор будет подвергаться воздействию повышенной температуры и вибраций — как от самого электродвигателя, так и от других пассивных элементов различного рода устройств, в составе которых будет применятся конденсатор.

В процессе выбора необходимой емкости и рабочего напряжения нужно учитывать фактор резонанса, то есть когда значения напряжения вспомогательной обмотки электродвигателя и конденсатора находятся в околорезонансной точке. В этом случае происходит повышение напряжения на клеммах изделия.

Предельное напряжение на клеммах пускового конденсатора должно быть не более В, а его емкость выбирается, как правило, в два и более раз больше емкости рабочего конденсатора. Для определения пусковой емкости Спуск. В случае если пуск двигателя происходит без нагрузки, пусковая емкость не требуется. Для получения пускового момента, близкого к номинальному, достаточно иметь пусковую емкость, определяемую соотношением Сп. Рис 1. Конденсаторы создают сдвиг фаз между токами обмоток, оси которых сдвинуты в пространстве.

При пуске конденсаторного асинхронного двигателя оба конденсатора включены, а после его разгона один из конденсаторов отключают; это обусловлено тем, что при номинальной частоте вращения требуется значительно меньшая емкость, чем при пуске. Применяется в электроприводах малой мощности; при мощностях свыше 1 квт используется редко вследствие значительной стоимости и размеров конденсаторов. Пользуясь данным сайтом и любым его сервисами, Вы подтверждаете свое согласие на обработку персональной информации.

Расположение завода:. Контакты Покупателю Пресс-центр О заводе. Спасибо за интерес, проявленный к нашей Компании. Версия для печати. Как показывает практика, на каждые Вт мощности электродвигателя требуется около мкФ. Область применения конденсаторов для асинхронных двигателей Таблица: Область применения конденсаторов для асинхронных двигателей рабочий пусковой Применение В схемах асинхронных электродвигателей В схемах асинхронных электродвигателей Тип подключения Последовательно со вспомогательной обмоткой электродвигателя Параллельно рабочему конденсатору В качестве Является фазосмещающим элементом Предназначение Позволяет получить круговое вращающееся магнитное поле, необходимое для работы электродвигателя Позволяет получить магниное поле, необходимое для повышения пускового момента электродвигателя Время включения В процессе работы электродвигателя В момент пуска электродвигателя Существуют две основные области применения конденсаторов для асинхронных электродвигателей.

Приблизительный расчет для данного типа соединения производится по следующей формуле: Сраб. Рис 2. Подбор конденсаторной установки:. Номинальная мощность, кВАр. Построить маршрут к заводу из: м.

Черкизовская ; м. Щёлковская ; м. Преображенская пл. Адрес: г. Москва, ул. Амурская д. Будем рады Вашему обращению в нашу компанию. Представьтесь, пожалуйста:. Название компании:. Выберите предпочтительный способ связи с заводом, либо используйте оба варианта. Введите e-mail:. Введите телефон с кодом города :. Я даю согласие на обработку моих персональных данных. Если отправляете другу, укажите от кого:. Корзина 0 0.

Реверс направления движения двигателя

Если после подключения мотор работает, но вал крутится не в том направлении, которое вам надо, можно поменять это направление. Это делают поменяв обмотки вспомогательной обмотки. Такую операцию может делать двухпозиционный переключатель, на центральный контакт которого подключается вывод от конденсатора, а на два крайних вывода от «фазы» и «нуля».

Асинхронный или коллекторный: как отличить

Вообще, отличить тип двигателя можно по табличке — шильдику — на которой написаны его данные и тип. Но это только в том случае, если его не ремонтировали. Ведь под кожухом может быть что угодно. Так что если вы не уверены, лучше определить тип самостоятельно.

Так выглядит новый однофазный конденсаторный двигатель

Как устроены коллекторные движки

Отличить асинхронный и коллекторный двигатели можно по строению. У коллекторных обязательно есть щетки. Они расположены возле коллектора. Еще обязательный атрибут движка этого типа — наличие медного барабана, разделенного на секции.

Такие двигатели выпускаются только однофазные, они часто устанавливаются в бытовой технике, так как позволяют получить большое число оборотов на старте и после разгона. Также они удобны тем, что легко позволяют менять направление вращения — необходимо только поменять полярность. Несложно также организовать изменение скорости вращения — изменением амплитуды питающего напряжения или угла его отсечки. Потому и используются подобные двигатели в большей части бытовой и строительной техники.

Строение коллекторного двигателя

Недостатки коллекторных двигателей — высокая шумность работы на больших оборотах. Вспомните дрель, болгарку, пылесос, стиральную машину и т.д.. Шум при их работе стоит приличный. На малых оборотах коллекторные двигатели не так шумят (стиральная машина), но не все инструменты работают в таком режиме.

Второй неприятный момент — наличие щеток и постоянного трения приводит к необходимости регулярного технического обслуживания. Если токосъемник не чистить, загрязнение графитом (от стирающихся щеток) может привести к тому, что соседние секции в барабане соединятся, мотор попросту перестанет работать.

Асинхронные

Асинхронный двигатель имеет статор и ротор, может быть одно и трёхфазным. В данной статье рассматриваем подключение однофазных двигателей, потому речь пойдет только о них.

Асинхронные двигатели отличаются невысоким уровнем шумов при работе, потому устанавливаются в технике, шум работы которой критичен. Это кондиционеры, сплит-системы, холодильники.

Строение асинхронного двигателя

Есть два типа однофазных асинхронных двигателей — бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные. Вся разница состоит в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле (в холодильниках). Это необходимо, так как после разгона она только снижает КПД.

В конденсаторных однофазных двигателях конденсаторная обмотка работает все время. Две обмотки — основная и вспомогательная — смещены относительно друг друга на 90°. Благодаря этому можно менять направление вращения. Конденсатор на таких двигателях обычно крепится к корпусу и по этому признаку его несложно опознать.

Более точно определить бифилярный или конденсаторный двигатель перед вами, можно при помощи измерений сопротивления обмоток. Если сопротивление вспомогательной обмотки больше в два раза (разница может быть еще более значительная), скорее всего, это бифилярный двигатель и эта вспомогательная обмотка пусковая, а значит, в схеме должен присутствовать выключатель или пусковое реле. В конденсаторных двигателях обе обмотки постоянно находятся в работе и подключение однофазного двигателя возможно через обычную кнопку, тумблер, автомат.

Схемы подключения однофазных асинхронных двигателей

С пусковой обмоткой

Для подключения двигателя с пусковой обмоткой потребуется кнопка, у которой один из контактов после включения размыкается. Эти размыкающиеся контакты надо будет подключить к пусковой обмотке. В магазинах есть такая кнопка — это ПНВС. У нее средний контакт замыкается на время удержания, а два крайних остаются в замкнутом состоянии.

Внешний вид кнопки ПНВС и состояние контактов после того как кнопка «пуск» отпущена»

Сначала при помощи измерений определяем какая обмотка рабочая, какая — пусковая. Обычно вывод от мотора имеет три или четыре провода.

Рассмотрим вариант с тремя проводами. В этом случае две обмотки уже объединены, то есть один из проводов — общий. Берем тестер, измеряем сопротивление между всеми тремя парами. Рабочая имеет самое меньшее сопротивление, среднее значение — пусковая обмотка, а наибольшее — это общий выход (меряется сопротивление двух последовательно включенных обмоток).

Если выводов четыре, они звонятся попарно. Находите две пары. Та, в которой сопротивление меньше — рабочая, в которой больше — пусковая. После этого соединяем один провод от пусковой и рабочей обмотки, выводим общий провод. Итого остается три провода (как и в первом варианте):

  • один с рабочей обмотки — рабочий;
  • с пусковой обмотки;
  • общий.

Что такое трехфазный двигатель?

Большинство силовых агрегатов, преобразующих электрическую энергию с тепловую, представляют собой асинхронные машины. Если разобрать любой такой двигатель, то станет понятно, что он имеет два ключевых компонента, на взаимодействии которых строится вся его работа.

Статор

Это неподвижная часть мотора, имеющая кольцевидную форму – полый цилиндр. Сразу следует уточнить, что он не является цельным, грубо говоря изготовленным через точение круглой стальной болванки. Статор набирается из кольцевых пластин (магнитопровода), что позволяет избежать образования так называемых поверхностных токов Фуко, которые могут сильно разогревать металл. На внутреннем диаметре имеются продольные пазы, в которые укладывается обмотка из проволоки. Большинство стандартных двигателей являются трехфазными, то есть имеют три обмотки статора (по одной на каждую фазу). Геометрически каждая обмотка/фаза является смещенной относительно других на 120°. Такой расчет позволяет при подаче на фазные клеммы напряжения 380В возбудить в обмотках вращающееся магнитное поле.

Ротор

Это подвижная (вращающаяся) часть, конструктивно объединенная с приводным валом. Он также имеет наборный пластинчатый сердечник (магнитопровод), но в отличии от статора, пазы для обмоток располагаются на внешнем диаметре. Более того, называть их обмотками можно только с функциональной точки зрения, поскольку реально они представляют собой медные прутки определенного диаметра, а не пучки (катушки) проволоки.

С обоих сторон прутки соединяются на кольцевые ограничивающие пластины, образуя некоторое подобие беличьей клетки. Такая компоновка наиболее распространена и называется «коротко замкнутый ротор». При подаче напряжения здесь также магнитное поле, но оно имеет несколько меньшую частоту вращения (асинхронную), нежели у статора. Эта разница называется скольжением и составляет порядка 2…10%. Благодаря ей, между полями наводится ЭДС (электродвижущая сила), которая и заставляет вал вращаться с рабочей частотой.

Как подключить однофазный асинхронный двигатель через конденсатор?

На промышленных объектах особых проблем, как подключить электродвигатель, не испытывают, там подводится трехфазная сеть. Работают асинхронные электродвигатели с тремя подключенными обмотками, расположенными по периметру цилиндрического статора. На каждую обмотку подсоединяемого двигателя производятся включения отдельной фазы, схема подключения электродвигателя обеспечивает сдвиг фаз переменного тока, создает крутящий момент, и моторы успешно вращаются.

В случае с бытовыми условиями на жилых объектах в частных домах и квартирах трехфазных электрических линий нет, прокладываются однофазные сети, где напряжение 220 вольт. Поэтому однофазный асинхронный двигатель подключается по другой схеме, требуется устройство с пусковой обмоткой.

Описание разновидностей конденсаторов

Различным типам электродвигателей соответствуют подходящие им по своим характеристикам накопители.

Так, для низкочастотных высоковольтных (50 герц, 220-600 вольт) двигателей хорошо подходит электролитический конденсатор. Такие устройства обладают высокой емкостью, доходящей до 100 тысяч микрофарад. Нужно внимательно следить за соблюдением полярности, в противном случае из-за перегрева пластин возможно возгорание.

Неполярные накопители не имеют таких ограничений, но стоят они с несколько раз дороже.

Различные виды конденсаторов

Кроме перечисленных выше, производятся также вакуумные, газовые, жидкостные устройства, но как пусковой или рабочий конденсатор в схеме подключения электромотора, они не применяются.

Конструкция и принцип работы

Подключают электродвигатель через конденсатор по причине, что одна обмотка на статоре электродвигателя на 220 В с переменным током создает магнитное поле, которое компенсирует свои импульсы за счет смены полярности с частотой 50 Гц. В этом случае движок гудит, ротор остается на месте. Для создания крутящего момента делают дополнительные подсоединения пусковых обмоток, где электрический сдвиг по фазе будет 90° по отношению к рабочей обмотке.

Не путайте геометрические понятия угла расположения с электрическим сдвигом фаз. В геометрическом измерении обмотки в статоре размещаются друг напротив друга.

Чтобы осуществить это технически, конструкция электромотора предусматривает большое количество механических деталей и составляющих электрической схемы:

  • статор с основной и дополнительной обмоткой пуска;
  • короткозамкнутый ротор;
  • борно с группой контактов на панели;
  • конденсаторы;
  • центробежный выключатель и многие другие элементы, показанные выше на рисунке.

Схемы подключения

Варианты подключения двигателя через конденсатор:

  • схема подключения однофазного двигателя с использованием пускового конденсатора;
  • подключение электродвигателя с использованием конденсатора в рабочем режиме;
  • подключение однофазного электродвигателя с пусковым и рабочим конденсаторами.

Все эти схемы успешно применяются при эксплуатации асинхронных однофазных двигателей. В каждом случае есть свои достоинства и недостатки, рассмотрим каждый вариант более подробно.

Схема с пусковым конденсатором

Идея заключается в том, что конденсатор включается в цепь только при пуске, используется пусковая кнопка, которая размыкает контакты после раскрутки ротора, по инерции он начинает вращаться. Магнитное поле основной обмотки поддерживает вращение длительное время. В качестве кратковременного переключателя ставят кнопки с группой контактов или реле.

Поскольку схема кратковременного подключения однофазного двигателя через конденсатор предусматривает кнопку на пружине, которая при отпускании размыкает контакты, это дает возможность экономить, провода пусковой обмотки делают тоньше. Чтобы исключить межвитковое короткое замыкание, используют термореле, которое при достижении критической температуры отключает дополнительную обмотку. В некоторых конструкциях ставят центробежный выключатель, который при достижении определенной скорости вращения размыкает контакты.

Схемы и конструкции регулировки скорости вращения и предотвращения перегрузок электродвигателя на автомате могут быть различны. Иногда центробежный выключатель устанавливается на валу ротора или на других элементах, вращающихся от него с прямым соединением, или через редуктор.

Под действием центробежных сил груз оттягивает пружины с контактной пластиной, при достижении установленной скорости вращения замыкает контакты, переключатель реле обесточивает двигатель или подает сигнал на другой механизм управления.

Бывают варианты, когда тепловое реле и центробежный выключатель устанавливаются в одной конструкции. В этом случае тепловое реле отключает двигатель при воздействии критической температуры или усилиями раздвигающегося груза центробежного выключателя.

В связи с особенностями характеристик асинхронного двигателя конденсатор в цепи дополнительной катушки искажает линии магнитного поля, от круглой формы до эллиптической, в результате этого потери мощности увеличиваются, снижается КПД. Пусковые характеристики остаются хорошие.

Схема с рабочим конденсатором

Отличие этой схемы в том, что конденсатор после пуска не отключается, и вторичная обмотка на протяжении всей работы импульсами своего магнитного поля раскручивает ротор. Мощность электродвигателя в этом случае значительно увеличивается, форму электромагнитного поля можно попытаться приблизить от эллиптической формы к круглой подбором емкости конденсатора. Но в этом случае момент пуска более продолжительный по времени, и пусковые токи больше. Сложность схемы заключается в том, что емкость конденсатора для выравнивания магнитного поля подбирается с учетом токовых нагрузок. Если они будут меняться, то и все параметры будут не постоянными, для стабильности формы линий магнитного поля можно установить несколько конденсаторов с различными емкостями. Если при изменении нагрузки включать соответствующую емкость, это улучшит рабочие характеристики, но существенно усложняет схему и процесс эксплуатации.

Комбинированная схема с двумя конденсаторами

Оптимальным вариантом для усреднения рабочих характеристик является схема с двумя конденсаторами — пусковым и рабочим.

Однофазный асинхронный двигатель: как устроен и работает

Содержание

  1. Принцип работы и подключение однофазного электродвигателя 220в
  2. Основные типы однофазных индукционных электродвигателей
  3. Как подключить асинхронный двигатель на 220В
  4. Схемы подключения
  5. Переключение скоростей с помощью переключателя
  6. Переключение скоростей с помощью контакторов
  7. Подключение однофазного асинхронного двигателя
  8. С пусковой емкостью
  9. С рабочей емкостью
  10. С обоими конденсаторами
  11. Расчет емкостей
  12. Подключение однофазного синхронного электродвигателя
  13. Метод разгона
  14. Асинхронный пуск синхронного мотора
  15. Основные схемы подключения
  16. Как подключить
  17. Подключение
  18. Принцип действия
  19. Схемы подключения однофазных асинхронных двигателей
  20. С пусковой обмоткой
  21. Конденсаторный
  22. Схема с двумя конденсаторами
  23. Подбор конденсаторов
  24. Изменение направления движения мотора

Принцип работы и подключение однофазного электродвигателя 220в

Однофазный двигатель работает за счет переменного электрического тока и подключается к сетям с одной фазой. Сеть должна иметь напряжение 220 Вольт и частоту, равную 50 Герц.

Электромоторы этого типа находят применение в основном в маломощных устройствах:

Выпускаются модели с мощностью от 5 Вт до 10 кВт.

Значения КПД, мощности и пускового момента, у однофазных моторов существенно ниже, чем у трехфазных устройств тех же размеров. Перегрузочная способность также выше у двигателей с 3 фазами. Так, мощность однофазного механизма не превышает 70% мощности трехфазного того же размера.

  1. Фактически имеет 2 фазы. но работу выполняет лишь одна из них, поэтому мотор называют однофазным.
  2. Как и все электромашины. однофазный двигатель состоит из 2 частей: неподвижной (статор) и подвижной (ротор).
  3. Представляет собой асинхронный электромотор. на неподвижной составляющей которого имеется одна рабочая обмотка, подключаемая к источнику однофазного переменного тока.

К сильным сторонам двигателя данного типа можно отнести простоту конструкции, представляющую собой ротор с короткозамкнутой обмоткой. К недостаткам – низкие значения пускового момента и КПД.

Главный минус однофазного тока – невозможность генерирования им магнитного поля, выполняющего вращение. Поэтому однофазный электромотор не запустится сам по себе при подключении к сети.

В теории электрических машин, действует правило: чтобы возникло магнитное поле, вращающее ротор, на статоре должно быть по крайней мере 2 обмотки (фазы). Требуется также смещение одной обмотки на некоторый угол относительно другой.

Во время работы, происходит обтекание обмоток переменными электрическими полями:

  1. В соответствии с этим. на неподвижном участке однофазного мотора расположена так называемая пусковая обмотка. Она смещена на 90 градусов по отношению к рабочей обмотке.
  2. Сдвиг токов можно получить, включив в цепь фазосдвигающее звено. Для этого могут использоваться активные резисторы, катушки индуктивности и конденсаторы.
  3. В качестве основы для статора и ротора используется электротехническая сталь 2212.

Неверно, называть однофазными такие электродвигатели, которые по своему строению являются 2- и 3-фазными, но подключаются к однофазному источнику питания посредством схем согласования (конденсаторные электромоторы). Обе фазы таких устройств являются рабочими и включены все время.

Основные типы однофазных индукционных электродвигателей

Бытовая техника и приборы низкой мощности работают от однофазного переменного тока, кроме того, не везде может быть обеспечено трёхфазное электропитание. Поэтому однофазные электродвигатели переменного тока получили широкое распространение, особенно в США. Очень часто электродвигателям переменного тока отдают предпочтение, так как их отличает прочная конструкция, низкая стоимость, к тому же они не требуют технического обслуживания.

Как видно из названия, однофазный индукционный электродвигатель работает по принципу индукции; тот же принцип действует и для трёхфазных электродвигателей. Однако между ними есть различия: однофазные электродвигатели, как правило, работают при переменном токе и напряжении 110 -240 В, поле статора этих двигателей не вращается. Вместо этого каждый раз при скачке синусоидального напряжения от отрицательного к положительному меняются полюса.

В однофазных электродвигателях поле статора постоянно выравнивается в одном направлении, а полюса меняют своё положение один раз в каждом цикле. Это означает, что однофазный индукционный электродвигатель не может быть пущен самостоятельно.

Теоретически, однофазный электродвигатель можно было бы запустить при помощи механического вращения двигателя с последующим немедленным подключением питания. Однако на практике пуск всех электродвигателей осуществляется автоматически.

Выделяют четыре основных типа электродвигателей:

• индукционный двигатель с пуском через конденсатор / работа через обмотку (индуктивность) (CSIR),

• индукционный двигатель с пуском через конденсатор/работа через конденсатор (CSCR),

• индукционный двигатель с реостатным пуском (RSIR) и

• двигатель с постоянным разделением емкости (PSC).

На приведённом ниже рисунке показаны типичные кривые соотношения вращающий момент/частота вращения для четырёх основных типов однофазных электродвигателей переменного тока.

Как подключить асинхронный двигатель на 220В

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

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

  • Трехфазный
  • Переключение на нужное напряжение
    • Увеличение напряжения
    • Уменьшение напряжения
  • Однофазный

Схемы подключения

Кто немного не в курсе, как подключаются к трехфазной сети асинхронные электродвигатели – настоятельно рекомендую ознакомиться с моей статьёй Подключение двигателя через магнитный контактор. Я предполагаю, что читатель знает, как включается электродвигатель, зачем и какая нужна защита двигателя, поэтому в этой статье я эти вопросы опускаю.

В теории всё просто, а на практике приходится поломать голову.

Очевидно, что включение обмоток двигателя Даландера можно реализовать двумя путями – через переключатель и через контакторы.

Переключение скоростей с помощью переключателя

Рассмотрим сначала схему попроще – через переключатель типа ПКП-25-2. Тем более, что только такие принципиальные схемы мне и встречались.

Переключатель должен иметь три положения, одно из которых (среднее) соответствует выключенному двигателю. Про устройство переключателя – чуть позже.

Подключение двухскоростного двигателя. Схема на переключателе ПКП.

Крестиками на пунктирах положения переключателя SA1 отмечены замкнутые состояния контактов. То есть, в положении 1 питание от L1, L2, L3 подается на треугольник (выводы U1, V1, W1). Выводы U2, V2, W2 остаются не подключенными. Двигатель вращается на первой, пониженной скорости.

При переключении SA1 в положение 2 выводы U1, V1, W1 замыкаются друг с другом, а питание подается на U2, V2, W2.

Переключение скоростей с помощью контакторов

При запуске с помощью контакторов схема будет выглядеть аналогично:

Схема включения двигателя на разных скоростях на контакторах

Здесь на первую скорость двигатель включает контактор КМ1, на вторую – КМ2. Очевидно, что физически КМ2 должен состоять из двух контакторов, поскольку необходимо замыкание сразу пяти силовых контактов.

Подключение однофазного асинхронного двигателя

Для разгона асинхронного двигателя требуется создать вращающееся магнитное поле. С этим легко справляется трехфазный источник питания, где фазы сдвинуты друг относительно друга на 120 градусов. Но если речь идет о том, как подключить однофазный электродвигатель, то встает проблема: без сдвига фаз вал не начнет вращаться.

Внутри однофазного асинхронного мотора располагаются две обмотки: пусковая и рабочая. Если обеспечить сдвиг фаз в них, то магнитное поле станет вращающимся. А это главное условие для запуска электродвигателя. Сдвигать фазы можно путем добавочного сопротивления (резистора) или индуктивной катушки. Но чаще всего используют емкости – пусковой и/или рабочий конденсаторы.

С пусковой емкостью

В большинстве случаев схема включает в себя только пусковой конденсатор. Он активен только во время запуска мотора. Поэтому способ хорош, когда пуск обещает быть тяжелым, в противном случае вал не сможет разгоняться из-за небольшого начального момента. После разгона пусковой конденсатор отключается, и работа продолжается без него.

Схема подключения двигателя со вспомогательной емкостью представлена на рисунке выше. Для ее реализации вам потребуется реле или, как минимум, одна кнопка, которую вы будете зажимать на 3 секунды во время запуска мотора в ход. Вспомогательный конденсатор вместе со вспомогательной обмоткой включаются в цепь лишь на некоторое время.

Такая схема обеспечивает оптимальный начальный крутящий момент, если имеют место незначительные броски переменного тока во время пуска. Но есть и недостаток – при работе в номинальном режиме технические характеристики падают. Это обусловлено формой магнитного поля рабочей обмотки: оно у нее овальное, а не круговое.

С рабочей емкостью

Если пуск легкий, а работа тяжелая, то вместо пускового конденсатора понадобится рабочий. Схема подключения показана ниже. Особенность заключается в том, что рабочая емкость вместе с рабочей обмоткой включена в цепь постоянно.

Схема обеспечивает хорошие характеристики при работе в номинальном режиме.

С обоими конденсаторами

Компромиссное решение – использование вспомогательной и рабочей емкости одновременно. Этот способ идеален, если двигатель переменного тока пускается в ход уже с нагрузкой, и сама работа тяжела для него. Посмотрите, схема ниже – это словно две схемы (с рабочей и вспомогательной емкостью), наложенные друг на друга. При запуске на несколько секунд будет включаться пусковой механизм, а второй накопитель будет активен все время: от пуска до завершения работы.

Расчет емкостей

Наибольшую сложность для начинающих представляет расчет емкости конденсаторов. Профессионалы подбирают их опытным путем, прислушиваясь к мотору во время запуска и работы. Так они определяют, подходит накопитель, или нужно поискать другой. Но с небольшой погрешностью в большинстве случаев емкость можно рассчитать так:

  • Для рабочего накопителя: 0,7-0,8 мкФ на 1000 Ватт мощности электрического двигателя;
  • Для пускового конденсатора: больше в 2,5 раза.

Пример: у вас асинхронный однофазный электродвигатель на 2 кВт. Это 2000 Ватт. Значит, при подключении с рабочей емкостью нужно запастись накопителем 1,4-1,6 мкФ. Для пусковой потребуется 3,5-4 мкФ.

Подключение однофазного синхронного электродвигателя

Несмотря на сложность конструкции синхронных двигателей, они имеют много преимуществ перед асинхронными. Главное – это низкая чувствительность к скачкам напряжения, ведущих к резкому уменьшению или увеличению силы тока. Не менее значим и тот факт, что синхронные моторы могут работать даже с перегрузкой, не говоря уже об оптимальном режиме реактивной энергии и вращении вала с постоянной скоростью. Однако подключение – трудоемкий процесс, и это уже недостаток.

Метод разгона

Нельзя пустить в ход однофазный синхронный двигатель, просто подав питание на его обмотки. Потому что в момент включения направление питающего тока в статорных намотках соответствует рисунку (а). В это время на ротор, который еще находится в состоянии покоя, действует пара сил, которая будет пытаться крутить вал по часовой стрелке. Но через половину периода в статорных намотках ток поменяет свое направление. Поэтому пара сил будет уже действовать в обратном направлении, поворачивая вал против часов стрелки, как на рисунке (б). Поскольку ротор обладает большой инертностью, он так и не сдвинется с места.

Чтобы заставить ротор вращаться, необходимо, чтобы он успевал сделать хотя бы половину оборота, чтобы изменение направления тока не повиляло на его вращение. Это возможно, если разогнать вал при помощи посторонних сил. Это можно сделать двумя путями:

  1. Вручную;
  2. С использованием второго двигателя.

Собственной силой рук можно разогнать только маломощные синхронные электродвигатели. А для средне- и высокомощных агрегатов придется использовать другой мотор.

При разгоне с посторонней силой ротор начинает вращаться со скоростью, близкой к синхронной. Потом только включается обмотка возбуждения, и затем – статорная намотка.

Асинхронный пуск синхронного мотора

Если в наконечниках на полюсах ротора уложены стержни из металла, и они соединены между собой по бокам кольцами, то мотор должен запускаться асинхронным методом. Эти стержни играют роль вспомогательной обмотки, которая есть у асинхронного двигателя. При этом намотку возбуждения закорачивают с помощью разрядного резистора, а статорную обмотку подключают к сети. Только так можно обеспечить такой же разгон, как и у асинхронного электродвигателя. Но после того, как скорость вращения максимально приблизится к синхронной (достаточно 95% от нее), намотку возбуждения соединяют с источником постоянного тока. Скорость становится полностью синхронной, что влечет за собой снижение ЭДС индукции вспомогательной обмотки вплоть до нуля. И она отключается автоматически.

Схема и способ подключения вашего двигателя будет зависеть от того, какой он у вас: синхронный или асинхронный. В учет идет также мощность мотора, а также способ пуска: с нагрузкой или без. Разобраться в рисунках вам поможет элементарное понимание механики и электромагнитных явлений.

Основные схемы подключения

В качестве фазозамещающего элемента для подключения однофазного асинхронного двигателя можно использовать разные электромеханические элементы (катушка индуктивности, активный резистор и др.), однако конденсатор обеспечивает наилучший пусковой эффект, благодаря чему и применяется для этого чаще всего.

однофазный асинхронный двигатель и конденсатор

Различают три основные способа запуска однофазного асинхронного двигателя через:

  • рабочий;
  • пусковой;
  • рабочий и пусковой конденсатор.

В большинстве случаев применяется схема с пусковым конденсатором. Это связано с тем, что она используется как пускатель и работает только во время включения двигателя. Дальнейшее вращение ротора обеспечивается за счет пульсирующего магнитного поля рабочей фазы, как уже было описано в предыдущем абзаце. Для замыкания цепи пусковой цепи зачастую используют реле или кнопку.

Поскольку обмотка пусковой фазы используется кратковременно, она не рассчитана на большие нагрузки, и изготавливается из более тонкой проволоки. Для предотвращения выхода её из строя в конструкцию двигателей включают термореле (размыкает цепь после нагрева до установленной температуры) или центробежный выключатель (отключает пусковую обмотку после разгона вала двигателя).

Таким путем достигаются отличные пусковые характеристики. Однако данная схема обладает одним существенным недостатком – магнитное поле внутри двигателя, подключенного к однофазной сети, имеет не круговую, а эллиптическую форму. Это увеличивает потери при преобразовании электрической энергии в механическую и, как следствие, снижает КПД.

Схема с рабочим конденсатором не предусматривает отключение дополнительной обмотки после запуска и разгона двигателя. В данном случае конденсатор позволяет компенсировать потери энергии, что приводит к закономерному увеличению КПД. Однако в пользу эффективности проходится жертвовать пусковыми характеристиками.

Для работы схемы необходимо подбирать элемент с определенной ёмкостью, рассчитанной с учетом тока нагрузки. Неподходящий по емкости конденсатор приведет к тому, что вращающееся магнитное поле будет принимать эллиптическую форму.

Своеобразной «золотой серединой» является схема подключения с использованием обоих конденсаторов – и пускового, и рабочего. При подключении двигателя таким способом его пусковые и рабочие характеристики принимают средние значения относительно описанных выше схем.

На практике для приборов, требующих создания сильного пускового момента используется первая схема с соответствующим конденсатором, а в обратной ситуации – вторая, с рабочим.

Как подключить

Подключить однофазный электродвигатель можно в розетку с помощью специальных разъемов – штепсельной вилки. Нужно чтобы было напряжение 220 – 240 В и частота тока 50 Гц. Независимо от того какое это устройство – соковыжималка, миксер, электромясорубка или пылесос, разъемы подключаемого электроприбора и розетки – всегда совпадают!

Электродвигатель можно запустить с помощью правильно подобранного по емкости конденсатора, подсоединенного к пусковой обмотке, либо с помощью резистора.

Обычно все это уже предусмотрено в конструкции. Достаточно «всунуть вилку в розетку» и нажать кнопку «старт».

При этом, пусковой механизм может работать как кратковременно, так и быть постоянно включенным в цепь.

Таким образом, выбирая целенаправленно “моторчик” для однофазной сети важно правильно его запустить. Бытовые приборы уже имеют необходимые параметры настройки, достаточно просто нажать кнопку

В остальных случаях – нужно правильно подобрать пусковое устройство, чтобы запустился двигатель и выполнял свои поставленные задачи.

Подключение

Для работы устройства требуется 1 фаза с напряжением 220 Вольт. Это означает, что подключить его можно в бытовую розетку. Именно в этом причина популярности двигателя среди населения. На всех бытовых приборах, от соковыжималки до шлифовальной машины, установлены механизмы этого типа.

аподключение с пусковым и рабочим кондсенсаторами

Существует 2 типа электромоторов: с пусковой обмоткой и с рабочим конденсатором:

  1. В первом типе устройств. пусковая обмотка работает посредством конденсатора только во время старта. После достижения машиной нормальной скорости, она отключается, и работа продолжается с одной обмоткой.
  2. Во втором случае. для моторов с рабочим конденсатором, дополнительная обмотка подключена через конденсатор постоянно.

Электродвигатель может быть взят от одного прибора и подключен к другому. Например, исправный однофазный мотор от стиральной машины или пылесоса может использоваться для работы газонокосилки, обрабатывающего станка и т.п.

Существует 3 схемы включения однофазного двигателя:

  1. В 1 схеме. работа пусковой обмотки выполняется посредством конденсатора и только на период запуска.
  2. 2 схема также предусматривает кратковременное подключение, однако оно происходит через сопротивление, а не через конденсатор.
  3. 3 схема является самой распространенной. В рамках этой схемы конденсатор постоянно подключен к источнику электричества, а не только во время старта.

Подключение электромотора с пусковым сопротивлением:

  1. Вспомогательная обмотка таких устройств имеет повышенное активное сопротивление.
  2. Для запуска электромашины этого типа, может быть использован пусковой резистор. Его следует последовательно подключить к пусковой обмотке. Таким образом, можно получить сдвиг фаз 30° между токами обмоток, чего будет вполне достаточно для старта механизма.
  3. Кроме того. сдвиг фаз может быть получен путем использования пусковой фазы с большим значением сопротивления и меньшей индуктивностью. У такой обмотки меньшее количество витков и тоньше провод.

Подключение мотора с конденсаторным пуском:

  1. У данных электромашин пусковая цепь содержит конденсатор и включается только на период старта.
  2. Для достижения максимального значения пускового момента, требуется круговое магнитное поле, которое выполняет вращение. Чтобы оно возникло, токи обмоток должны быть повернуты на 90° относительно друг друга. Такие фазосдвигающие элементы, как резистор и дроссель не обеспечивают необходимый сдвиг фаз. Только включение в цепь конденсатора позволяет получить сдвиг фаз 90°, если правильно подобрать емкость.
  3. Вычислить. какие провода к какой обмотке относятся, можно путем измерения сопротивления. У рабочей обмотки его значение всегда меньше (около 12 Ом), чем у пусковой (обычно около 30 Ом). Соответственно, сечение провода рабочей обмотки больше, чем у пусковой.
  4. Конденсатор подбирается по потребляемому двигателем току. Например, если ток равен 1.4 А, то необходим конденсатор емкостью 6 мкФ.

Принцип действия

Принцип действия электродвигателя демонстрирует простейший опыт, который всем нам показывали в школе — вращение рамки с током в поле постоянного магнита.

Рамка с током — это аналог ротора, неподвижный магнит — статор. Если в рамку подать ток, она повернется перпендикулярно направлению магнитного поля и застынет в этом положении. Если заставить магнит крутиться, рамка будет вращаться с той же скоростью, то есть синхронно с магнитом. У нас получился синхронный электродвигатель. Но у нас магнит — это статор, а он по определению неподвижен. Как заставить вращаться магнитное поле неподвижного статора?

Для начала заменим постоянный магнит катушкой с током. Это обмотка нашего статора. Как известно из той же школьной физики, катушка с током создает магнитное поле. Последнее пропорционально величине тока, а полярность зависит от направления тока в катушке. Если подать в катушку переменный ток, получим переменное поле.

Нам поможет очень наглядная аналогия с часами. Какие векторы вращаются постоянно перед нашими глазами? Это часовые стрелки. Представим, что в углу комнаты висят часы. Секундная стрелка вращается, делая один полный оборот в минуту. Стрелка — вектор единичной длины.

Тень, которую стрелка отбрасывает на стену, меняется как синус с периодом в 1 минуту, а тень, отбрасываемая на пол — как косинус. Или синус, сдвинутый по фазе на 90 градусов. Но вектор равен сумме своих проекций. Другими словами, стрелка равна векторной сумме своих теней.

Схемы подключения однофазных асинхронных двигателей

С пусковой обмоткой

Для подключения двигателя с пусковой обмоткой потребуется кнопка, у которой один из контактов после включения размыкается. Эти размыкающиеся контакты надо будет подключить к пусковой обмотке. В магазинах есть такая кнопка — это ПНВС. У нее средний контакт замыкается на время удержания, а два крайних остаются в замкнутом состоянии.

Внешний вид кнопки ПНВС и состояние контактов после того как кнопка «пуск» отпущена»

Сначала при помощи измерений определяем какая обмотка рабочая, какая — пусковая. Обычно вывод от мотора имеет три или четыре провода.

Рассмотрим вариант с тремя проводами. В этом случае две обмотки уже объединены, то есть один из проводов — общий. Берем тестер, измеряем сопротивление между всеми тремя парами. Рабочая имеет самое меньшее сопротивление, среднее значение — пусковая обмотка, а наибольшее — это общий выход (меряется сопротивление двух последовательно включенных обмоток).

Если выводов четыре, они звонятся попарно. Находите две пары. Та, в которой сопротивление меньше — рабочая, в которой больше — пусковая. После этого соединяем один провод от пусковой и рабочей обмотки, выводим общий провод. Итого остается три провода (как и в первом варианте):

  • один с рабочей обмотки — рабочий;
  • с пусковой обмотки;
  • общий.

С этими тремя проводами и работаем дальше — используем для подключения однофазного двигателя.

Со всеми этими

  • Подключение однофазного двигателя с пусковой обмоткой через кнопку ПНВС

подключение однофазного двигателя

Все три провода подключаем к кнопке. В ней тоже имеется три контакта. Обязательно пусковой провод «сажаем на средний контакт (который замыкается только на время пуска), остальные два — на крайние (произвольно)

К крайним входным контактам ПНВС подключаем силовой кабель (от 220 В), средний контакт соединяем перемычкой с рабочим (обратите внимание! не с общим). Вот и вся схема включения однофазного двигателя с пусковой обмоткой (бифилярного) через кнопку

Конденсаторный

При подключении однофазного конденсаторного двигателя есть варианты: есть три схемы подключения и все с конденсаторами. Без них мотор гудит, но не запускается (если подключить его по схеме, описанной выше).

Схемы подключения однофазного конденсаторного двигателя

Первая схема — с конденсатором в цепи питания пусковой обмотки — хорошо запускаются, но при работе мощность выдают далеко не номинальную, а намного ниже. Схема включения с конденсатором в цепи подключения рабочей обмотки дает обратный эффект: не очень хорошие показатели при пуске, но хорошие рабочие характеристики. Соответственно, первую схему используют в устройствах с тяжелым пуском (бетономешалки, например), а с рабочим конденсором — если нужны хорошие рабочие характеристики.

Схема с двумя конденсаторами

Есть еще третий вариант подключение однофазного двигателя (асинхронного) — установить оба конденсатора. Получается нечто среднее между описанными выше вариантами. Эта схема и реализуется чаще всего. Она на рисунке выше в середине или на фото ниже более детально. При организации данной схемы тоже нужна кнопка типа ПНВС, которая будет подключать конденсатор только не время старта, пока мотор «разгонится». Потом подключенными останутся две обмотки, причем вспомогательная через конденсатор.

Подключение однофазного двигателя: схема с двумя конденсаторами — рабочим и пусковым

При реализации других схем — с одним конденсатором — понадобится обычная кнопка, автомат или тумблер. Там все соединяется просто.

Подбор конденсаторов

Есть довольно сложная формула, по которой можно высчитать требуемую емкость точно, но вполне можно обойтись рекомендациями, которые выведены на основании многих опытов:

  • рабочий конденсатор берут из расчета 70-80 мкФ на 1 кВт мощности двигателя;
  • пусковой — в 2-3 раза больше.

Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети 220 вольт берем емкости с рабочим напряжением 330 В и выше. А чтобы пуск проходил проще, для пусковой цепи ищите специальный конденсатор. У них в маркировке присутствует слова Start или Starting, но можно взять и обычные.

Изменение направления движения мотора

Если после подключения мотор работает, но вал крутится не в том направлении, которое вам надо, можно поменять это направление. Это делают поменяв обмотки вспомогательной обмотки. Когда собирали схему, один из проводов подали на кнопку, второй соединили с проводом от рабочей обмотки и вывели общий. Вот тут и надо перекинуть проводники.

Как подключить двигатель асинхронный аолб 22 2


Подключение электродвигателя АОЛБ 22-4

Смотрите по адресу:

Изображения

AOL22.jpg (32.2 Кб, )
AOLB 22 4. jpg (177.0 Кб, )

Все работы с электрическими соединениями проводите при отключенном питании, соблюдая все требуемые меры предосторожности!

Вращение в одну сторону: соединяете РТ с ВЦ, П1 с С2, питание на С1, С2. Вращение в другую сторону: соединяете РТ с П1, ВЦ с С2, питание на С1, С2.

Судя по всему двигатель однофазный асинхронный с пусковым сопротивлением (под пусковым сопротивлением может также подразумеваться разное сопротивление пусковой и рабочей обмоток). Проверить можно мультиметром измерив сопротивление рабочей (выводы С1, С2) и пусковой (выводы П1, П2) обмоток.

Что касается работы двигателя: При неподвижном роторе центробежный выключатель замыкает цепь пусковой обмотки с питанием. После включения двигателя в сеть ротор начинает вращаться, за счет центробежной силы ВЦ отключает пусковую обмотку. Тепловое реле защищает двигатель от больших токов. Подробнее по ссылке выше.

Все работы с электрическими соединениями проводите при отключенном питании, соблюдая все требуемые меры предосторожности!

Вращение в одну сторону: соединяете РТ с ВЦ, П1 с С2, питание на С1, С2. Вращение в другую сторону: соединяете РТ с П1, ВЦ с С2, питание на С1, С2.

Судя по всему двигатель однофазный асинхронный с пусковым сопротивлением (под пусковым сопротивлением может также подразумеваться разное сопротивление пусковой и рабочей обмоток). Проверить можно мультиметром измерив сопротивление рабочей (выводы С1, С2) и пусковой (выводы П1, П2) обмоток.

Что касается работы двигателя: При неподвижном роторе центробежный выключатель замыкает цепь пусковой обмотки с питанием. После включения двигателя в сеть ротор начинает вращаться, за счет центробежной силы ВЦ отключает пусковую обмотку. Тепловое реле защищает двигатель от больших токов. Подробнее по ссылке выше.

Источник

Однофазный двигатель аолб 22 4

Очень часто при изготовлении станков для обработки каменного сырья любители приспосабливают электродвигатели, которые наша промышленность реализует через торговую сеть или устанавливает в бытовых приборах (стиральных машинах, электроточилах и т. п. ). Мощность таких моторов от 150 до 400 Вт, частота вращения от 1200 до 3000 об/мин.
Электродвигатели с такими параметрами при условии применения соответствующих шкивов вполне подходят для использования в любительском станкостроении, однако мощность и число оборотов мотора нужно подбирать в зависимости от назначения будущего станка и от применяемого сменного оборудования: толщины и наружного диаметра отрезного круга, толщины и диаметра чугунной или алмазной планшайбы и т. п. А если вам в руки попал электродвигатель без маркировочных бирок на выводах, без паспортной таблички и т. п., как узнать мощность этого электродвигателя, правильно его подключить? Вот несколько советов.

В настоящее время промышленность выпускает асинхронные, трехфазные электродвигатели серии 4А. Электродвигатели этой серии имеют высокий коэффициент полезного действия и cosa, меньший вес и габариты, чем электродвигатели предыдущих серий (А, А2, АО, А02, Д(Да).

Электродвигатели серии 4А выпускаются мощностью 0,12 кВт и больше, с высотой оси вращения от 56 до 355 мм, они выполняются в алюминиевой (при высоте оси вращения мотора 56—63 мм) и чугунной (при высоте оси вращения 71—355 мм) оболочках. Электродвигатели в основном выпускаются на напряжение 220/380 В. Средний срок службы таких моторов — 15 лет при условии ежегодной его работы не более 3000 часов и замене подшипников через каждые 12000 часов работы. На моторах этой серии можно встретить следующие обозначения: 4 — номер серии, А — мотор асинхронный, X — с алюминиевой станиной и чугунными щитами (если отсутствует буква X, оболочка электродвигателя выполнена из чугуна), цифры 56, 63, 71, 80, 90 и т. д. обозначают высоту оси вращения вала, 5 — короткая станина, Г — длинная станина, М — средняя станина; А — короткий, В — длинный сердечник статора; 2, 4, 6, 8 — количество полюсов.

Иногда в руки любителя камня могут попасть электродвигатели серий А2 или А02, которые выпускались ранее. Электродвигатели серии А2 бывают девяти типоразмеров. Мощность их колеблется от 0,6 до 100 кВт. Серия А02 состоит из 18 типоразмеров. Для любителей наиболее приемлемы те, мощность которых составляет 0,6; 0,8; 1,1 кВт. В электродвигателях серии А2 и А02 боковые крышки подшипников и корпус отливают из серого чугуна; если они выполнены из алюминиевого сплава, добавляется буква Л.

В обозначении типа электродвигателя с короткозамкнутым ротором прибавляют букву П, что означает повышенный пусковой момент (например, АОП2-11-4), буква С указывает на повышенное скольжение; буква Г — повышенные энергетические показатели: буква К — на наличие фазного ротора.

Рассмотрим полное обозначение типов электродвигателей серии А2 и А02, например А02-41-12/8/6/4-А:

А02 — номер серии, 4 — означает порядковый номер наружного диаметра сердечника статора (габарит), 1 — порядковый номер длины сердечника; числа, разделенные косыми линиями, обозначают число полюсов (12, 8, 6, 4) и количество частот вращения (в данном случае четыре). Если после цифры, показывающей число полюсов, стоит буква А, это означает, что обмотка статора электродвигателя выполнена из алюминиевого обмоточного провода с эмалевой изоляцией.

В электродвигателях АОЛ-2 1—3-го типоразмеров применяют изоляцию, допускающую нагрев до 120°С (добавляется буква Е). При обозначении специальных двигателей могут стоять также буквы: Т (двигатель выполнен для тропиков), Ш (в малошумном), В (влагоморозостойком), X (химоустойчивом исполнении), а для электродвигателей с повышенной точностью — сочетания С1 и CП.

Обозначения электродвигателей типа ВАО расшифровываются следующим образом: взрывозащищенный, асинхронный, обдуваемый. Эти электродвигатели аналогичны серии электродвигателей А02 (кроме нулевого габарита) и изготавливаются в десяти габаритах мощностью от 0,27 до 100 кВт с частотой вращения ротора 3000, 1500, 1000, 750 и 600 об/мин.

Если для выполнения станка используется трехфазный асинхронный электродвигатель серии Д (эти электродвигатели используются в приводах станков нормальной и повышенной точности и имеют мощность от 0,25 до 4 кВт), то расшифровать его обозначения можно так: Д — станина чугунная, ДА — выполнена из алюминия. Высота вращения ротора может соответствовать 71, 82, 90, 100 и 112 мм. Как говорилось ранее, длина станины обозначается буквой S (короткая), М (средняя) или L (длинная). Если сердечник короткий, ставится буква А, длинный — В; число полюсов обозначается цифрами 2, 4, 6, 8.

Для примера рассмотрим электродвигатель серии ДА82М4, он расшифровывается так: двигатель серии Д, имеет станину из алюминиевого сплава, высота оси вращения ротора 82 мм, станины среднего размера, четырехполюсный.

Однофазные асинхронные электродвигатели малой мощности серии АОЛБ получили широкое распространение в бытовой технике и выпускаются отдельной серией. Она имеет четыре габарита, по две длины в каждом (8 типоразмеров). Скорость вращения ротора 500 и 3000 об/мин. Корпус электродвигателя выполнен из алюминиевых сплавов закрытым и обдуваемым. В электродвигателях этой серии есть рабочая и пусковая обмотки статора. Обмотка статора имеет изоляцию класса А и выполнена из медного провода. Ротор чаще бывает короткозамкнутым. Для достижения однофазным асинхронным электродвигателем частоты вращения ротора, близкой к номинальной, используют рабочую и пусковую обмотки статора, причем время подключения пусковой обмотки не должно превышать 3 секунд, иначе обмотка сгорит.

Серия АОЛБ-22-2 расшифровывается следующим образом: электродвигатель асинхронный, однофазного тока с пусковым сопротивлением. Первая цифра означает типоразмер, вторая — длину сердечника и цифра после черточки указывает на число полюсов. Исключение из этого правила составляют электродвигатели нулевого («0») габарита, у них длина сердечника указывается в виде числа — 11 и 12.

Широкое применение при изготовлении станков могут получить универсальные коллекторные электродвигатели типов ДТА-4, УМТ, УКМ, УЛ, УЛО, МУН и другие. Они установлены в соковыжималках, пылесосах и других бытовых приборах. Эти двигатели выпускаются мощностью от 5 до 600 Вт, с частотой вращения 2700 об/мин и выше, но, рассчитав шкивы, можно получить любую скорость вращения.

Большинство трехфазных электродвигателей можно подключить в сеть по схеме «треугольник»:

Схема включения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть («треугольник»): а — схема; б — подсоединение выводов электродвигателя

Развиваемая мощность трехфазного электродвигателя, включенного по такой схеме, составляет примерно 70% его номинальной мощности. В качестве рабочих конденсаторов могут быть использованы следующие типы: конденсатор бумажный, герметизированный нормальный в металлическом корпусе типа КБГ-МН или металлобумажный, герметизированный частотный типа МБГЧ, или бумажный, герметизированный, термостойкий типа БГТ и другие.

Асинхронный двигатель

Здравствуйте, уважаемые читатели и посетители сайта «Заметки электрика».

Буквально перед этими выходными у меня вышел из строя асинхронный двигатель АОЛ 22-4 мощностью 400 (Вт), установленный в приводе переключения ступеней РПН силового трансформатора.

Причиной его выхода из строя стало межвитковое замыкание обмотки. Такая ситуация случается крайне редко, но все таки иногда случается. Условия эксплуатации дают о себе знать — повышенное содержание угольной пыли. Может дело даже не в условиях эксплуатации, а в поставляемом некачественном проводе для ремонта двигателя.

Опять задел тему некачественного производства кабельной и проводниковой продукции, поэтому напомню Вам еще раз как правильно купить кабель или провод в магазине, а также как самостоятельно определить сечение провода по его диаметру.

Ну, раз мне предстояло разбирать сгоревший электродвигатель, то я решил заодно написать статью об асинхронном двигателе (АД), его применении и устройстве.

Применение и назначение АД

В последнее время асинхронные двигатели очень широко применяются, как в промышленности в виде электрических приводов дымососов, шаровых мельниц, транспортеров, насосов, дробилок, сверлильных и наждачных станков, так и в быту. Перечислить все области применения просто невозможно.

Да потому что они имеют ряд достоинств по сравнению с другими электрическими машинами, например, обладают высокой надежностью, простотой обслуживания и не менее важное, они могут работать непосредственно от сети переменного напряжения.

Устройство асинхронного двигателя (АД)

А теперь перейдем к устройству асинхронного двигателя на примере АОЛ 22-4 мощностью 400 (Вт).

Я уже говорил чуть выше, что асинхронный двигатель АОЛ 22-4 устанавливается в приводе переключающего устройства РПН силового трансформатора (17 ступеней). Вот так выглядит сам привод.

Питание двигателя осуществляется от сети с изолированной нейтралью с линейным напряжением 220 (В).

Кстати, этот двигатель специально был переделан под наши нужды.

Поэтому на его бирке Вы увидите обозначение, вместо 220/380 (В), 220/ 380 (В) (зачеркнуто на бирке 380 и треугольник), т.е. его обмотки перемотаны на напряжение 127 (В).

Поэтому при линейном напряжении 220 (В) обмотки статора мы соединяем в звезду. Хотя в принципе мы и не собираем. Я попросил у мастера обмоточного отделения после ремонта собирать звезду внутри двигателя и выводить на колодку (клемму) всего 3 вывода, вместо 6.

Асинхронный двигатель (АД) состоит из двух частей, разделенных между собою воздушным зазором. Первая часть – это неподвижный статор, а вторая часть – это подвижный или вращающийся ротор.

Что статор, что ротор состоят из сердечника и обмотки. Но обмотка статора является первичной обмоткой, т.е. включается в сеть, а обмотка ротора является вторичной. Более подробно об этом Вы сможете прочитать в статье про принцип действия асинхронного электродвигателя.

Схемы подключения однофазных асинхронных двигателей

С пусковой обмоткой

Для подключения двигателя с пусковой обмоткой потребуется кнопка, у которой один из контактов после включения размыкается. Эти размыкающиеся контакты надо будет подключить к пусковой обмотке. В магазинах есть такая кнопка — это ПНВС. У нее средний контакт замыкается на время удержания, а два крайних остаются в замкнутом состоянии.


Внешний вид кнопки ПНВС и состояние контактов после того как кнопка «пуск» отпущена»

Сначала при помощи измерений определяем какая обмотка рабочая, какая — пусковая. Обычно вывод от мотора имеет три или четыре провода.

Рассмотрим вариант с тремя проводами. В этом случае две обмотки уже объединены, то есть один из проводов — общий. Берем тестер, измеряем сопротивление между всеми тремя парами. Рабочая имеет самое меньшее сопротивление, среднее значение — пусковая обмотка, а наибольшее — это общий выход (меряется сопротивление двух последовательно включенных обмоток).

Если выводов четыре, они звонятся попарно. Находите две пары. Та, в которой сопротивление меньше — рабочая, в которой больше — пусковая. После этого соединяем один провод от пусковой и рабочей обмотки, выводим общий провод. Итого остается три провода (как и в первом варианте):

С этими тремя проводами и работаем дальше — используем для подключения однофазного двигателя.

    Подключение однофазного двигателя с пусковой обмоткой через кнопку ПНВС

подключение однофазного двигателя

Все три провода подключаем к кнопке. В ней тоже имеется три контакта. Обязательно пусковой провод «сажаем на средний контакт (который замыкается только на время пуска), остальные два — на крайние (произвольно). К крайним входным контактам ПНВС подключаем силовой кабель (от 220 В), средний контакт соединяем перемычкой с рабочим (обратите внимание! не с общим). Вот и вся схема включения однофазного двигателя с пусковой обмоткой (бифилярного) через кнопку.

Конденсаторный

При подключении однофазного конденсаторного двигателя есть варианты: есть три схемы подключения и все с конденсаторами. Без них мотор гудит, но не запускается (если подключить его по схеме, описанной выше).


Схемы подключения однофазного конденсаторного двигателя

Первая схема — с конденсатором в цепи питания пусковой обмотки — хорошо запускаются, но при работе мощность выдают далеко не номинальную, а намного ниже. Схема включения с конденсатором в цепи подключения рабочей обмотки дает обратный эффект: не очень хорошие показатели при пуске, но хорошие рабочие характеристики. Соответственно, первую схему используют в устройствах с тяжелым пуском (бетономешалки, например), а с рабочим конденсором — если нужны хорошие рабочие характеристики.

Схема с двумя конденсаторами

Есть еще третий вариант подключение однофазного двигателя (асинхронного) — установить оба конденсатора. Получается нечто среднее между описанными выше вариантами. Эта схема и реализуется чаще всего. Она на рисунке выше в середине или на фото ниже более детально. При организации данной схемы тоже нужна кнопка типа ПНВС, которая будет подключать конденсатор только не время старта, пока мотор «разгонится». Потом подключенными останутся две обмотки, причем вспомогательная через конденсатор.


Подключение однофазного двигателя: схема с двумя конденсаторами — рабочим и пусковым

При реализации других схем — с одним конденсатором — понадобится обычная кнопка, автомат или тумблер. Там все соединяется просто.

Подбор конденсаторов

Есть довольно сложная формула, по которой можно высчитать требуемую емкость точно, но вполне можно обойтись рекомендациями, которые выведены на основании многих опытов:

Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети 220 вольт берем емкости с рабочим напряжением 330 В и выше. А чтобы пуск проходил проще, для пусковой цепи ищите специальный конденсатор. У них в маркировке присутствует слова Start или Starting, но можно взять и обычные.

Электродвигатель АОЛБ-22/4

УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ПРИБОРОСТРОЕНИЕ МОСНХ

ЛОБНЕНСКИЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ЗАВОД

ПАСПОРТ

на асинхронный электродвигатель типа АОЛБ-22/4 №.

1. Свидетельство о приемке

Электродвигатель соответствует ГОСТ 183-55 и действующим ТУ, проверен, принят годным для эксплуатации.

2. Определение, назначение, монтаж, уход

1. Асинхронные электродвигатели закрытые, обдуваемые, с короткозамкнутым ротором однофазного тока АОЛБ предназначены для работы от сети переменного тока с частотой 50 гц. в нормальных климатических условиях с номинальной температурой окружающего воздуха не выше плюс 35°С.

Реверсирование электродвигателей | Все своими руками

Здравствуйте дорогие читатели. Частенько в любительских самодельных устройствах используются различного рода двигатели. В зависимости от предназначения, двигатели в этих устройствах, согласно конструкторскому замыслу должны вращаться в обе стороны. То есть схемы их включения должны предусматривать реверсирование. Самое простой реверс имеют двигатели постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов. Поменял концы проводов питания местами и все – движок вращается в другую сторону. Поэтому и схемы реверсирования для этих двигателей простые. А как быть с другими двигателями? Вот об этом и поговорим.

Двигатель Д5-ТР.

Двигатель с электромагнитным возбуждением. Двигатель имеет разные варианты исполнения и схем включения, но какие бы они не были, нам нужны всего четыре конца – два от статорной обмотки и два от роторной, т.е. от коллекторных щеток.


Для того, чтобы такие двигатели вращались в другую сторону, необходимо, чтобы полярность питающего напряжения на одной из обмоток оставалась постоянной, а полярность другой менялась на противоположную. Схема включения этого, как и любого другого с электромагнитами, показана на рис.1. Здесь постоянную полярность включения имеет статорная обмотка (обмотка возбуждения), что обеспечивается применением выпрямительного моста, а полярность роторной можно менять. Теперь реверс производится так же переполюсовкой напряжения питания.

Двигатель ЭДГ-1.

Двигатель ЭДГ-2.

Двигатель ЭДГ-1 раньше применялся в ЭПУ – электропроигрывающих устройствах. Двигатели типа ЭДГ-2 применялись в магнитофонных приставках. Эти двигатели рассчитаны на работу в сети переменного тока напряжением 127В. Но поменяв схему включения[1] обмоток и фазосдвигающего конденсатора, их можно питать и от сети напряжением 220В. Схема включения двигателей с реверсированием и его управлением показана на рисунке 2. «Лево», «Право» на схеме поставлены для виду. Все зависит от того, как первоначально подключить концы обмоток. Не понравится сторона, в которую первоначально крутится двигатель – перекиньте концы одной из обмоток.

Двигатель АВЕ – 071 – 4С.

Эти двигатели однофазные, асинхронные применялись в стиральных машинах прошлого века и я думаю, что еще переживут и меня с вами. Десятки лет они исправно вертели активатор, стирая белье и еще послужат нашим Самоделкиным. Двигатель имеет четыре вывода от двух обмоток. Одна пусковая, имеющая активное сопротивление 20 ОМ и рабочая с сопротивлением по постоянному току 50 Ом. Схема включения показана на Рис.3.

Двигатель ДАО – ЦУ4.

Этот двигун применялся, а может и применяется в стиральных машинах для вращения центрифуги. Для реверсирования этого двигателя придется разобрать выводную колодку и разъединить провода. Получим так же 4 конца от обмоток. Схема включения показана на Рис.4.

Двигатель ДАО-А.

Тоже от стиральных машин. Имеет четыре вывода. Схема включения такая же, как и у предыдущих асинхронных.

Двигатель АОЛБ-22-4 2сер.


————————————————————————————————————

Замечательный двигатель – три в одном. Внутри имеет тепловое реле и центробежный механизм отключения пусковой обмотки. Пришлось с ним повозиться, чтобы вам нарисовать схему наиболее понятно. Установка перемычек показана на рис. 5. Схема реверсирования показана на рис. 6.

Термореле РТ-10.

Термореле РТК-С.

В стиральных машинах применяются тепловые (защитные) реле РТ-10 и пускозащитные реле РТК-С, РТК-1, РТК-1-3, РТК-3-О и др. Тепловое реле типа РТ-10 с одним нормально замкнутым контактом служит для защиты от перегрузок электрических установок и однофазных электродвигателей переменного тока с номинальным напряжением до 220 В. Реле изготовляют на номинальные токи Iн тепловых эле¬ментов 1,2; 1,9; 2,5; 3,3 и 4,3 А. При Iн = 1,1 А реле не срабатывает в течение 30 мин; при Iн = 1,35 А реле срабатывает не более чем через 30 мин; при Iн = 2 А реле срабатывает за 18…60 с. Время самовозврата контактов в замкнутое состояние от 30 с до 10 мин. В реле встроен биметаллический термоэлемент с перекидной пружиной, которая обеспечивает мгновенное размыкание и замыкание контактов. Изоляция реле выдерживает испытательное напряжение 2000 В, приложенное в течение 1 мин. Реле устанавливают в вертикальном положении контакта¬ми вверх, питание подводится к верхнему зажиму. Реле предназначены для работы в закрытых помещениях при температуре окружающей среды от 0 до 70°С. Это довольно эффективна защита. Так что не пренебрегайте ею, а то себе будет дороже. Ну что еще, а пока все. Удачи всем. До свидания. К.В.Ю.

[1] Радио 2004г. № 6 стр.42 Бурков В. «Как подключить двигатель на 127В к сети 220В».

Просмотров:101 045

Подключение двигателя (звезда или треугольник)

Дорогие читатели, а вы знаете как подключить асинхронный двигатель?

Имею в виду, можете определить по шильдику, когда надо подключить обмотки электродвигателя звездой, а когда треугольником?

В этой статье я подробно расскажу как подключить асинхронный двигатель. А также Вы узнаете много разных нюансов при подключении электродвигателя.

А вы знали, что если двигатель рассчитан на напряжение 380/660В- треугольник/звезда, и если его подключить по схеме звезда на напряжение 380 вольт, то в определённых условиях он сгорит. Стало интереснее? Тогда советую ознакомиться со статьёй.

Перед чтением этой статьи рекомендую прочитать статью «Что такое мощность».

Все своими руками Реверсирование электродвигателей | Все своими руками

Здравствуйте дорогие читатели. Частенько в любительских самодельных устройствах используются различного рода двигатели. В зависимости от предназначения, двигатели в этих устройствах, согласно конструкторскому замыслу должны вращаться в обе стороны.

То есть схемы их включения должны предусматривать реверсирование. Самое простой реверс имеют двигатели постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов. Поменял концы проводов питания местами и все – движок вращается в другую сторону. Поэтому и схемы реверсирования для этих двигателей простые.

А как быть с другими двигателями? Вот об этом и поговорим.

Как подключить асинхронный двигатель

Специалист перед подключением электродвигателя всегда поглядит на его шильдик и ознакомится со схемой подключения обмоток электродвигателя.

Шильдик асинхронного электродвигателя выглядит примерно вот так:

По информации на шильдике мы делаем вывод, что если у нас напряжение 380 вольт, то подключаем электродвигатель по схеме треугольник. Если у нас 660 вольт, то по схеме звезда.

Так же бывают двигатели на 220/380 вольт:

По шильдику видно, что если у нас напряжение в сети 220 вольт, то подключаем треугольником. Следовательно, если 380 вольт, то звездой.

Теперь Вы уже хотя бы понимаете, как подключить асинхронный двигатель, ориентируясь на шильдик.

Почему сгорит электродвигатель при неправильном соединении

Сейчас я вкратце расскажу, почему электродвигатель, у которого обмотки на 380/660 треугольник/звезда, нельзя подключать звездой на 380 вольт.

Давайте представим, что в данный момент у нас линейное напряжение равно 380 вольт.

Что такое линейное напряжение, а фазное? Не знаете? Сейчас расскажу!

Линейное напряжение – это напряжение между линейными проводами (фазами), а фазное между линейным проводом и нейтральным.

Дело в том, что при соединении обмоток треугольником, на каждую обмотку приходится линейное напряжение 380 вольт,

а при соединении звездой фазное — 220 вольт.

В итоге нам надо поддерживать требуемую мощность на валу двигателя, а напряжение упало с 380 вольт до 220 вольт (переключили обмотки с треугольника на звезду), что же делать? Ток всё сделает за нас. Он начнёт расти.

Это формула для однофазной сети, но для понимания сути пойдёт.

Где, P- мощность, U-напряжение, I-ток.

Подставим в нашу формулу выдуманные значения и получим следующее: 440=220*2, а теперь уменьшим напряжение в два раза, 440=110*4. Увидели? Напряжение уменьшили в два раза, но, чтобы поддержать заданную мощность у нас вырос ток в два раза.

Почему при подключении звездой, ток не становится меньше (при неизменной нагрузке)

При соединении обмоток электродвигателя треугольником фазный ток в 1.73 раза меньше линейного.

Давайте приведу пример: На шильдике электродвигателя указан ток 30А при соединении обмоток треугольником и напряжением 380 вольт. 30 ампер — это линейный ток, значит, чтобы получить фазный, нам надо 30/1.73. В итоге фазный ток равен 17,3 Ампера. Т.е. номинальный ток для обмотки двигателя 17,3 Ампера.

Схема подключения обмоток электродвигателя звездой

Вот так выглядит борно электродвигателя и здесь обмотки соединены звездой. Т.е. концы обмоток соединены в одной точке.

Мои коллеги-инженеры сталкивались с такими случаями, когда перемычки кидали на начало обмоток, куда подключался питающий кабель. Сразу возникало короткое замыкание.

Фазное и линейное напряжение при соединении обмоток в звезду разное, а ток одинаковый.

А теперь давайте найдём полную мощность, развиваемую электродвигателем.

Полная мощность в трёхфазной системе равна сумме полных мощностей трёх фаз:

И теперь формула полной мощности будет выглядеть вот так:

А чтобы найти активную мощность применим следующую формулу:


где cosф- коэффициент мощности, n- КПД

Из формулы активной мощности выразим ток:

Схема подключения обмоток электродвигателя треугольником

Вот так выглядит борно электродвигателя и здесь обмотки соединены треугольником. Т.е. конец обмотки соединён с началом следующей обмотки.

Фазное и линейное напряжение равны. Линейный ток в 1,73 раза больше фазного.

Формула полной мощности будет выглядеть вот так:

Если обратить внимание на формулу полной мощности при подключении звездой, то мы заметим, что формулы полной мощности одинаковые.

А чтобы найти активную мощность применим следующую формулу:


где cosф- коэффициент мощности, n- КПД

Из формулы активной мощности выразим ток:

Внимательный читатель должен был заметить, что формула мощности одинаковая при подключении треугольником и при подключении звездой. Так и есть, просто, чтобы поддержать необходимую мощность, у нас будет меняться ток.

Но чтобы двигатель не сгорел при переключении с треугольника на звезду, надо уменьшить нагрузку на валу двигателя до тех пор, пока фазный ток не станет равный фазному току при подключении треугольником.

Поэтому и говорят, что мощность при подключении обмоток электродвигателя звездой меньше, чем при соединении треугольником.

Электродвигатель аолб 31 4 схема подключения

Здравствуйте дорогие читатели. Частенько в любительских самодельных устройствах используются различного рода двигатели. В зависимости от предназначения, двигатели в этих устройствах, согласно конструкторскому замыслу должны вращаться в обе стороны.

То есть схемы их включения должны предусматривать реверсирование. Самое простой реверс имеют двигатели постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов. Поменял концы проводов питания местами и все – движок вращается в другую сторону. Поэтому и схемы реверсирования для этих двигателей простые.

А как быть с другими двигателями? Вот об этом и поговорим.

Двигатель Д5-ТР

Двигатель с электромагнитным возбуждением. Двигатель имеет разные варианты исполнения и схем включения, но какие бы они не были, нам нужны всего четыре конца – два от статорной обмотки и два от роторной, т.е. от коллекторных щеток.

Для того, чтобы такие двигатели вращались в другую сторону, необходимо, чтобы полярность питающего напряжения на одной из обмоток оставалась постоянной, а полярность другой менялась на противоположную.

Схема включения этого, как и любого другого с электромагнитами, показана на рис.1. Здесь постоянную полярность включения имеет статорная обмотка (обмотка возбуждения), что обеспечивается применением выпрямительного моста, а полярность роторной можно менять.

Теперь реверс производится так же переполюсовкой напряжения питания.

Переключение на нужное напряжение

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

Увеличение напряжения

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

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

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

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

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

Уменьшение напряжения

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Двигатель ЭДГ-2

Двигатель ЭДГ-1 раньше применялся в ЭПУ – электропроигрывающих устройствах. Двигатели типа ЭДГ-2 применялись в магнитофонных приставках. Эти двигатели рассчитаны на работу в сети переменного тока напряжением 127В.

Но поменяв схему включения[1] обмоток и фазосдвигающего конденсатора, их можно питать и от сети напряжением 220В. Схема включения двигателей с реверсированием и его управлением показана на рисунке 2. «Лево», «Право» на схеме поставлены для виду. Все зависит от того, как первоначально подключить концы обмоток.

Не понравится сторона, в которую первоначально крутится двигатель – перекиньте концы одной из обмоток.

Однофазный

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

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

Схема однофазного асинхронного двигателя

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

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

Двигатель АВЕ – 071 – 4С

Эти двигатели однофазные, асинхронные применялись в стиральных машинах прошлого века и я думаю, что еще переживут и меня с вами.

Десятки лет они исправно вертели активатор, стирая белье и еще послужат нашим Самоделкиным. Двигатель имеет четыре вывода от двух обмоток.

Одна пусковая, имеющая активное сопротивление 20 ОМ и рабочая с сопротивлением по постоянному току 50 Ом. Схема включения показана на Рис.3.

Двигатель АОЛБ-22-4 2сер

Почему при пуске применяют схему звезда-треугольник

Формула мощности в момент пуска не действует, т.к. двигатель не вращается – ЭДС Самоиндукции отсутствует (индуктивное сопротивление).

По факту у нас есть обмотка с очень маленьким сопротивлением и напряжение, подаваемое на двигатель. И ток здесь рассчитывается по закону Ома. Чем меньше у нас подаваемое напряжение на обмотку электродвигателя, тем меньше будет ток в обмотке.

А мы помним, что при треугольнике у нас на обмотку подаётся линейное напряжение, а при звезде напряжение будет в 1.73 раза меньше чем на треугольнике. Следовательно, и пусковые токи будут меньше.

Но не забываем, что закон Ома действует только в момент пуска электродвигателя. Когда двигатель выходит на номинальные обороты, ему необходимо поддерживать мощность, которая присутствует на валу. А так как напряжение при звезде меньше в 1.73 раза, то начинает подниматься ток, чтобы компенсировать падение напряжения на обмотках электродвигателя.

Однофазный двигатель с конденсатором

Схема подключения двигателя через конденсатор

Есть 2 типа однофазных асинхронных двигателей — бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные. Их различие в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле (в холодильниках). Это нужно потому, что после разгона она снижает КПД.

В конденсаторных однофазных двигателях конденсаторная обмотка работает все время. Две обмотки — основная и вспомогательная, они смещены относительно друг друга на 90°. Благодаря этому можно менять менять направление вращения. Конденсатор на таких двигателях обычно крепится к корпусу и по этому признаку его несложно опознать.

Рождённый с паяльником

Для тех, кто ищет

Пусковой и рабочий конденсатор? Есть ли различие?

Я думал, что «все знаю», а тут на такое наткнулся:

Пусковые, электролитические, электролит вскипает, конденсатор взрывается, «пусковой должен выдержать напряжение необходимое для запуска».

Менеджер интернет-магазина сказал, что рабочие это 450В а пусковые это на меньшее напряжение.(?)

Так есть ли разница?

Вопрос возник из-за того, что в псевдо 3х фазном двигателе поменяли фазосдвигающую емкость (35мкф, 450в) а она через 2 дня взорвалась. Емкость покупали на местном рынке.

PS: как мне сказали рабочая обмотка 2,5 Ом ток 3,5А. Фазосдвигающая обмотка 7 Ом и ток 3,9А (?)

  • 18 comments
  • Leave a comment

имхо, пусковой должен выдерживать большой импульсный ток без деградации своих характеристик. Через него же протекает большая реактивная, так сказать, мощность в количестве ста двадцати едлиниц.

Edited at 2016-04-06 09:33 am (UTC)

Да, есть пусковые электолиты, причём на вид очень похожи на обычные фазосдвигающие. Наверное на них есть какая-то надпись или аббревиатура, но кто же их читает. Ёмкость подходящая, напряжение тоже, значит подходят. Отличие в том, что электролиты при работе греются. Не быстро так, но минут за десять могут закипеть и потечь. У меня в точиле стоял такой пол-года. В режиме «заточить сверло или стамеску» я и не знал какой там конденсатор. А когда пришлось поработать пол-часика, то он зараза завонял и потёк. Вынял его с точила, поставил в сверлилку в качестве пускового. Работает. Он там стоит на подвижной кнопке, и включается на секунду при запуске. А фазосдвигающий там какой-то древний МБГ, из расчёта 70 мк на киловатт.

Edited at 2016-04-06 10:12 am (UTC)

Пусковой конденсатор позволяет организовать начальный момент вращения вала ротора электромотора. Подключение электрических двигателей в сеть напряжением 220 вольт требует кратковременного присоединения пусковой обмотки через подобную электрическую ёмкость.

Схема подключения однофазного двигателя через конденсатор

При подключении однофазного конденсаторного двигателя есть несколько вариантов схем подключения. Без конденсаторов электромотор гудит, но не запускается.

  • 1 схема — с конденсатором в цепи питания пусковой обмотки — хорошо запускаются, но при работе мощность выдают далеко не номинальную, а намного ниже.
  • 3 схема включения с конденсатором в цепи подключения рабочей обмотки дает обратный эффект: не очень хорошие показатели при пуске, но хорошие рабочие характеристики. Соответственно, первую схему используют в устройствах с тяжелым пуском, а с рабочим конденсором — если нужны хорошие рабочие характеристики.
  • 2 схема — подключения однофазного двигателя — установить оба конденсатора. Получается нечто среднее между описанными выше вариантами. Эта схема и используется чаще всего. Она на втором рисунке. При организации данной схемы тоже нужна кнопка типа ПНВС, которая будет подключать конденсатор только не время старта, пока мотор «разгонится». Потом подключенными останутся две обмотки, причем вспомогательная через конденсатор.


Устройство и предназначение конденсаторов

Этот элемент электрической схемы состоит из двух пластин (обкладок). Обкладки расположены по отношению друг к другу так, что между ними оставлен зазор. При включении конденсатора в цепь электрического тока на обкладках накапливаются заряды. Из-за физического зазора между пластинами устройство обладает маленькой проводимостью.

Внимание! Этот зазор бывает воздушным или заполнен диэлектриком. В качестве диэлектрика применяются: бумага, электролит, оксидные плёнки.

Схема подключения трёхфазного двигателя через конденсатор

Здесь напряжение 220 вольт распределяется на 2 последовательно соединенные обмотки, где каждая рассчитана на такое напряжение. Поэтому теряется мощность почти в два раза, но использовать такой двигатель можно во многих маломощных устройствах.

Максимальной мощности двигателя на 380 В в сети 220 В можно достичь используя соединение типа треугольник. Кроме минимальных потерь по мощности, неизменным остается и число оборотов двигателя. Здесь каждая обмотка используется на свое рабочее напряжение, отсюда и мощность.

Важно помнить: трехфазные электродвигатели обладают более высокой эффективностью, чем однофазные на 220 В. Поэтому если есть ввод на 380 В — обязательно подключайте к нему — это обеспечит более стабильную и экономичную работу устройств. Для пуска мотора не понадобятся различные пусковики и обмотки, потому что вращающееся магнитное поле возникает в статоре сразу после подключения к сети 380 В.

Величина емкости: рабочей и пусковой

Удельную ёмкость этих элементов можно высчитать, используя онлайн-калькулятор в сети интернет. Расчёт делают, самостоятельно пользуясь формулами.

Для запускающего элемента

Известны две формулы для определения ёмкости пускового двухполюсника:

  • для схемы «звезда» – Cп = 2800*I/U;
  • для схемы «треугольник» – Cп = 4800*I/U.

Номинальный ток рассчитывают, пользуясь выражением:

Здесь:

  • P – мощность мотора;
  • U – напряжение сети;
  • η – КПД;
  • cosϕ – коэффициент мощности.

Для рабочего элемента

Подобрать рабочий конденсатор можно из расчёта:

Запущенный и устойчиво работающий двигатель нуждается в применении рабочей ёмкости для вращения под нагрузкой.

Онлайн расчет емкости конденсатора мотора

Введите данные для расчёта конденсаторов — мощность двигателя и его КПД

Есть специальная формула, по которой можно высчитать требуемую емкость точно, но вполне можно обойтись онлайн калькулятором или рекомендациями, которые выведены на основании многих опытов:

Рабочий конденсатор берут из расчета 0,8 мкФ на 1 кВт мощности двигателя; Пусковой подбирается в 2-3 раза больше.

Конденсаторы должны быть неполярными, то есть не электролитическими. Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть минимум в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети 220 В берем емкости с рабочим напряжением 350 В и выше. А чтобы пуск проходил проще, в пусковую цепь ищите специальный конденсатор. У них в маркировке присутствует слова Start или Starting.


Пусковые конденсаторы для моторов

Эти конденсаторы можно подбирать методом от меньшего к большему. Так подобрав среднюю емкость, можно постепенно добавлять и следить за режимом работы двигателя, чтобы он не перегревался и имел достаточно мощности на валу. Также и пусковой конденсатор подбирают добавляя, пока он не будет запускаться плавно без задержек.

При нормальной работе трехфазных асинхронных электродвигателей с конденсаторным пуском, включенных в однофазную сеть предполагается изменение (уменьшение) емкости конденсатора с увеличением частоты вращения вала. В момент пуска асинхронных двигателей (особенно, с нагрузкой на валу) в сети 220 В требуется повышенная емкость фазосдвигающего конденсатора.

Выбор пускового конденсатора для электродвигателя

Современный подход к данному вопросу предусматривает использование специальных калькуляторов в интернете, которые проводят быстрый и точный расчет.

Для проведения расчета следует знать и ввести нижеприведенные показатели:

  1. Тип соединения обмоток двигателя: треугольник или звезда. От типа соединения зависит также и емкость.
  2. Мощность двигателя является одним из определяющих факторов. Этот показатель измеряется в Ваттах.
  3. Напряжение сети учитывается при расчетах. Как правило, оно может быть 220 или 380 Вольт.
  4. Коэффициент мощности – постоянное значение, которое зачастую составляет 0,9. Однако, есть возможность изменить этот показатель при расчете.
  5. КПД электродвигателя также оказывает влияние на проводимые расчеты. Эту информацию, как и другую, можно узнать, изучив нанесенную информацию производителем. Если ее нет, следует ввести модель двигателя в интернете для поиска информации о том, какой КПД. Также, можно ввести приблизительное значение, которое свойственно для подобных моделей. Стоит помнить, что КПД может изменяться в зависимости от состояния электродвигателя.

Подобная информация вводится в соответствующие поля и проводится автоматический расчет. При этом, получаем емкость рабочего конденсата, а пусковой должен иметь показатель в 2,5 раза больше.

Провести подобный расчет можно самостоятельно.

Для этого можно воспользоваться следующими формулами:

  1. Для типа соединения обмоток «звезда», определение емкости проводится при использовании следующей формулы: Cр=2800*I/U. В случае соединения обмоток «треугольником», используется формула Cр=4800*I/U. Как видно из вышеприведенной информации, тип соединения является определяющим фактором.
  2. Вышеприведенные формулы определяют необходимость расчета величины тока, который проходит в системе. Для этого используется формула: I=P/1,73Uηcosφ. Для расчета понадобятся показатели работы двигателя.
  3. После вычисления тока можно найти показатель емкости рабочего конденсатора.
  4. Пусковой, как ранее было отмечено, в 2 или 3 раза должен превосходить по показателю емкости рабочий.

Реверс направления движения двигателя

Если после подключения мотор работает, но вал крутится не в том направлении, которое вам надо, можно поменять это направление. Это делают поменяв обмотки вспомогательной обмотки. Такую операцию может делать двухпозиционный переключатель, на центральный контакт которого подключается вывод от конденсатора, а на два крайних вывода от «фазы» и «нуля».

Почему используются параллельные емкости?

Любой человек, в свое время не зевавший на уроках физики, должен помнить, что максимальное потребление энергии 3ех фазным двигателем наблюдается именно в момент его запуска, когда происходит рост частоты вращения от 0 до номинала. Чем больше мощность, тем это пиковое потребление электричества выше. Из чего следует логический вывод – емкости, которая будет поддерживать работу на 220В скорее всего не хватит для старта. Поэтому, для вывода мотора на режим ее по расчету нужно увеличить примерно вдвое относительно рабочей.
После запуска, когда будут достигнуты оптимальные обороты (не менее 70% от номинальных), пусковые конденсаторы отключают, отпуская кнопку SA. Сделать это нужно обязательно, иначе большая суммарная емкость вызовет серьезный перекос фаз и перегрев обмоток.

Если же мощность мотора невелика или он не работает под серьезной нагрузкой, то скорее всего можно будет обойтись пуском через рабочий контур.

Асинхронный или коллекторный: как отличить

Вообще, отличить тип двигателя можно по табличке — шильдику — на которой написаны его данные и тип. Но это только в том случае, если его не ремонтировали. Ведь под кожухом может быть что угодно. Так что если вы не уверены, лучше определить тип самостоятельно.

Так выглядит новый однофазный конденсаторный двигатель

Как устроены коллекторные движки

Отличить асинхронный и коллекторный двигатели можно по строению. У коллекторных обязательно есть щетки. Они расположены возле коллектора. Еще обязательный атрибут движка этого типа — наличие медного барабана, разделенного на секции.

Такие двигатели выпускаются только однофазные, они часто устанавливаются в бытовой технике, так как позволяют получить большое число оборотов на старте и после разгона. Также они удобны тем, что легко позволяют менять направление вращения — необходимо только поменять полярность. Несложно также организовать изменение скорости вращения — изменением амплитуды питающего напряжения или угла его отсечки. Потому и используются подобные двигатели в большей части бытовой и строительной техники.

Строение коллекторного двигателя

Недостатки коллекторных двигателей — высокая шумность работы на больших оборотах. Вспомните дрель, болгарку, пылесос, стиральную машину и т.д.. Шум при их работе стоит приличный. На малых оборотах коллекторные двигатели не так шумят (стиральная машина), но не все инструменты работают в таком режиме.

Второй неприятный момент — наличие щеток и постоянного трения приводит к необходимости регулярного технического обслуживания. Если токосъемник не чистить, загрязнение графитом (от стирающихся щеток) может привести к тому, что соседние секции в барабане соединятся, мотор попросту перестанет работать.

Асинхронные

Асинхронный двигатель имеет статор и ротор, может быть одно и трёхфазным. В данной статье рассматриваем подключение однофазных двигателей, потому речь пойдет только о них.

Асинхронные двигатели отличаются невысоким уровнем шумов при работе, потому устанавливаются в технике, шум работы которой критичен. Это кондиционеры, сплит-системы, холодильники.

Строение асинхронного двигателя

Есть два типа однофазных асинхронных двигателей — бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные. Вся разница состоит в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле (в холодильниках). Это необходимо, так как после разгона она только снижает КПД.

В конденсаторных однофазных двигателях конденсаторная обмотка работает все время. Две обмотки — основная и вспомогательная — смещены относительно друг друга на 90°. Благодаря этому можно менять направление вращения. Конденсатор на таких двигателях обычно крепится к корпусу и по этому признаку его несложно опознать.

Более точно определить бифилярный или конденсаторный двигатель перед вами, можно при помощи измерений сопротивления обмоток. Если сопротивление вспомогательной обмотки больше в два раза (разница может быть еще более значительная), скорее всего, это бифилярный двигатель и эта вспомогательная обмотка пусковая, а значит, в схеме должен присутствовать выключатель или пусковое реле. В конденсаторных двигателях обе обмотки постоянно находятся в работе и подключение однофазного двигателя возможно через обычную кнопку, тумблер, автомат.

Схемы подключения однофазных асинхронных двигателей

С пусковой обмоткой

Для подключения двигателя с пусковой обмоткой потребуется кнопка, у которой один из контактов после включения размыкается. Эти размыкающиеся контакты надо будет подключить к пусковой обмотке. В магазинах есть такая кнопка — это ПНВС. У нее средний контакт замыкается на время удержания, а два крайних остаются в замкнутом состоянии.

Внешний вид кнопки ПНВС и состояние контактов после того как кнопка «пуск» отпущена»

Сначала при помощи измерений определяем какая обмотка рабочая, какая — пусковая. Обычно вывод от мотора имеет три или четыре провода.

Рассмотрим вариант с тремя проводами. В этом случае две обмотки уже объединены, то есть один из проводов — общий. Берем тестер, измеряем сопротивление между всеми тремя парами. Рабочая имеет самое меньшее сопротивление, среднее значение — пусковая обмотка, а наибольшее — это общий выход (меряется сопротивление двух последовательно включенных обмоток).

Если выводов четыре, они звонятся попарно. Находите две пары. Та, в которой сопротивление меньше — рабочая, в которой больше — пусковая. После этого соединяем один провод от пусковой и рабочей обмотки, выводим общий провод. Итого остается три провода (как и в первом варианте):

  • один с рабочей обмотки — рабочий;
  • с пусковой обмотки;
  • общий.

Как подключить однофазный асинхронный двигатель через конденсатор?

На промышленных объектах особых проблем, как подключить электродвигатель, не испытывают, там подводится трехфазная сеть. Работают асинхронные электродвигатели с тремя подключенными обмотками, расположенными по периметру цилиндрического статора. На каждую обмотку подсоединяемого двигателя производятся включения отдельной фазы, схема подключения электродвигателя обеспечивает сдвиг фаз переменного тока, создает крутящий момент, и моторы успешно вращаются.

В случае с бытовыми условиями на жилых объектах в частных домах и квартирах трехфазных электрических линий нет, прокладываются однофазные сети, где напряжение 220 вольт. Поэтому однофазный асинхронный двигатель подключается по другой схеме, требуется устройство с пусковой обмоткой.

Принцип подключения трехфазного устройства к одной фазе

Во всех квартирах и большинстве частных домов все внутреннее энергоснабжение осуществляется по однофазным сетям. В этих условиях иногда необходимо выполнить подключение трехфазного двигателя к однофазной сети. Эта операция вполне возможна с физической точки зрения, поскольку отдельно взятые фазы различаются между собой лишь сдвигом по времени.

Подобный сдвиг легко организовать путем включения в цепь любых реактивных элементов – емкостных или индуктивных. Именно они выполняют функцию фазосдвигающих устройств когда используются рабочего и пускового элементов.

Следует учитывать то обстоятельство, что обмотка статора сама по себе обладает индуктивностью. В связи с этим, вполне достаточно снаружи двигателя подключить конденсатор с определенной емкостью. Одновременно, обмотки статора соединяются таким образом, чтобы первая из них сдвигала фазу другой обмотки в одну сторону, а в третьей обмотке конденсатор выполняет эту же процедуру, только в другом направлении. В итоге образуются требуемые фазы в количестве трех, добытые из однофазного питающего провода.

Таким образом, трехфазный двигатель выступает в качестве нагрузки лишь для одной фазы подключенного питания. В результате, в потребляемой энергии образуется дисбаланс, отрицательно влияющий на общую работу сети. Поэтому такой режим рекомендуется использовать в течение непродолжительного времени для электродвигателей небольшой мощности. Подключение обмоток в однофазную сеть может быть выполнено двумя способами – звездой или треугольником.

Конструкция и принцип работы

Подключают электродвигатель через конденсатор по причине, что одна обмотка на статоре электродвигателя на 220 В с переменным током создает магнитное поле, которое компенсирует свои импульсы за счет смены полярности с частотой 50 Гц. В этом случае движок гудит, ротор остается на месте. Для создания крутящего момента делают дополнительные подсоединения пусковых обмоток, где электрический сдвиг по фазе будет 90° по отношению к рабочей обмотке.

Не путайте геометрические понятия угла расположения с электрическим сдвигом фаз. В геометрическом измерении обмотки в статоре размещаются друг напротив друга.

Чтобы осуществить это технически, конструкция электромотора предусматривает большое количество механических деталей и составляющих электрической схемы:

  • статор с основной и дополнительной обмоткой пуска;
  • короткозамкнутый ротор;
  • борно с группой контактов на панели;
  • конденсаторы;
  • центробежный выключатель и многие другие элементы, показанные выше на рисунке.

Что такое конденсатор

Это устройство для накопления электрического заряда. Он состоит из пары проводящих пластин, находящихся на малом отстоянии друг от друга и разделенных слоем изолирующего материала.

Широко распространены следующие виды накопителей электрического заряда:

  • Полярные. Работают в цепях с постоянным напряжением, подключаются в соответствии с указанной на них полярностью.
  • Неполярные. Работают в цепях с переменным напряжение, подключать можно как угодно
  • Электролитические. Пластины представляют собой тонкие оксидные пленки на листе фольги.

Неполярный конденсатор

Электролитические лучше других подходят на роль конденсатора для пуска электродвигателя.

Схемы подключения

Варианты подключения двигателя через конденсатор:

  • схема подключения однофазного двигателя с использованием пускового конденсатора;
  • подключение электродвигателя с использованием конденсатора в рабочем режиме;
  • подключение однофазного электродвигателя с пусковым и рабочим конденсаторами.

Все эти схемы успешно применяются при эксплуатации асинхронных однофазных двигателей. В каждом случае есть свои достоинства и недостатки, рассмотрим каждый вариант более подробно.

Схема с пусковым конденсатором

Идея заключается в том, что конденсатор включается в цепь только при пуске, используется пусковая кнопка, которая размыкает контакты после раскрутки ротора, по инерции он начинает вращаться. Магнитное поле основной обмотки поддерживает вращение длительное время. В качестве кратковременного переключателя ставят кнопки с группой контактов или реле.

Поскольку схема кратковременного подключения однофазного двигателя через конденсатор предусматривает кнопку на пружине, которая при отпускании размыкает контакты, это дает возможность экономить, провода пусковой обмотки делают тоньше. Чтобы исключить межвитковое короткое замыкание, используют термореле, которое при достижении критической температуры отключает дополнительную обмотку. В некоторых конструкциях ставят центробежный выключатель, который при достижении определенной скорости вращения размыкает контакты.

Схемы и конструкции регулировки скорости вращения и предотвращения перегрузок электродвигателя на автомате могут быть различны. Иногда центробежный выключатель устанавливается на валу ротора или на других элементах, вращающихся от него с прямым соединением, или через редуктор.

Под действием центробежных сил груз оттягивает пружины с контактной пластиной, при достижении установленной скорости вращения замыкает контакты, переключатель реле обесточивает двигатель или подает сигнал на другой механизм управления.

Бывают варианты, когда тепловое реле и центробежный выключатель устанавливаются в одной конструкции. В этом случае тепловое реле отключает двигатель при воздействии критической температуры или усилиями раздвигающегося груза центробежного выключателя.

В связи с особенностями характеристик асинхронного двигателя конденсатор в цепи дополнительной катушки искажает линии магнитного поля, от круглой формы до эллиптической, в результате этого потери мощности увеличиваются, снижается КПД. Пусковые характеристики остаются хорошие.

Схема с рабочим конденсатором

Отличие этой схемы в том, что конденсатор после пуска не отключается, и вторичная обмотка на протяжении всей работы импульсами своего магнитного поля раскручивает ротор. Мощность электродвигателя в этом случае значительно увеличивается, форму электромагнитного поля можно попытаться приблизить от эллиптической формы к круглой подбором емкости конденсатора. Но в этом случае момент пуска более продолжительный по времени, и пусковые токи больше. Сложность схемы заключается в том, что емкость конденсатора для выравнивания магнитного поля подбирается с учетом токовых нагрузок. Если они будут меняться, то и все параметры будут не постоянными, для стабильности формы линий магнитного поля можно установить несколько конденсаторов с различными емкостями. Если при изменении нагрузки включать соответствующую емкость, это улучшит рабочие характеристики, но существенно усложняет схему и процесс эксплуатации.

Комбинированная схема с двумя конденсаторами

Оптимальным вариантом для усреднения рабочих характеристик является схема с двумя конденсаторами — пусковым и рабочим.

Способы присоединения

Первый конденсатор в самом распространённом случае подключается в разрыв одной из обмоток асинхронного электродвигателя, которая также часто называется «вспомогательной». Другая присоединяется напрямую к электрической сети, а третья остаётся незадействованной. Тип этой схемы носит название «звезда». Есть также подключение в «треугольник». Оно различается и по способу соединения, и по сложности.

Второй ёмкостный элемент, в отличие от рабочего, присоединяется параллельно последнему через кнопку или центробежный выключатель. В первом случае управление осуществляется человеком, а во втором — самим приводом. Оба этих коммутатора кратковременно замыкают эту цепь на момент запуска электрического мотора, а после того, как он выйдет на рабочий режим — размыкают.

Как подключить однофазный двигатель

Чаще всего наши дома, участки, гаражи подключены к однофазной сети 220 В. Поэтому технику и все бытовые изделия заставляют работать от этого источника питания. В этой статье мы рассмотрим, как правильно подключить однофазный двигатель.

Содержание

  1. Асинхронный или коллекторный: как отличить
  2. Как устроены коллекторные движки
  3. Асинхронные
  4. Схемы подключения однофазных асинхронных двигателей
  5. С пусковой обмоткой
  6. Конденсаторный
  7. Схема с двумя конденсаторами
  8. Подбор конденсаторов
  9. Изменение направления движения мотора

Асинхронный или коллекторный: как отличить

Вообще отличить тип мотора можно по шильдику, на котором написаны его данные и тип. Но это только в том случае, если он не ремонтировался. Ведь под кожухом может быть что угодно. Так что, если вы не уверены, лучше определить тип самостоятельно.

Похоже на новый однофазный конденсаторный двигатель

Как устроены коллекторные движки

Различить асинхронные двигатели и коллекторы можно по конструкции. У коллекторов должны быть кисти. Они расположены возле коллектора. Еще одним обязательным атрибутом этого типа двигателя является наличие разделенного на секции медного барабана.

Такие моторы выпускаются только однофазные, их часто устанавливают в бытовую технику, так как они позволяют получить большое количество оборотов на старте и после разгона. Удобны они еще и тем, что позволяют легко менять направление вращения; нужно просто поменять полярность. Также легко организовать изменение скорости вращения, изменяя амплитуду питающего напряжения или угол его отсечки. Поэтому такие моторы используются в большинстве бытовой и строительной техники.

Строение коллекторного двигателя

Недостатками коллекторных двигателей являются высокий уровень шума при работе на высоких оборотах. Подумайте о дрели, шлифовальной машине, пылесосе, стиральной машине и т д. Шум на ваших затратах на достойную работу. На малых оборотах коллекторные моторы не такие шумные (стиральная машина), но не все инструменты работают в таком режиме.

Второй неприятный момент – наличие щеток и постоянное трение приводят к необходимости регулярного обслуживания. Если токосъемник не чистить, графитовые загрязнения (от переносных щеток) могут привести к соединению соседних секций в барабане, двигатель просто перестанет работать.

Асинхронные

Асинхронный двигатель имеет статор и ротор, он может быть однофазным или трехфазным. В этой статье мы рассмотрим подключение однофазных двигателей, потому будем говорить только о них.

Асинхронные двигатели отличаются низким уровнем шума при работе, поэтому их устанавливают в оборудование, шум работы которого критичен. Это кондиционеры, сплит-системы, холодильники.

Структура асинхронного двигателя

Однофазные асинхронные двигатели бывают двух типов: бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные. Вся разница в том, что в однофазных двухпроводных двигателях пусковая обмотка работает только до тех пор, пока двигатель не разгонится. После этого он отключается с помощью специального устройства – центробежного выключателя или пускового реле (в холодильниках). Это необходимо, потому что после разгона это только снижает КПД.

В однофазных конденсаторных двигателях обмотка конденсатора работает постоянно. Две обмотки, основная и вспомогательная, смещены относительно друг друга на 90°. Это позволяет изменить направление вращения. Конденсатор на этих двигателях обычно прикреплен к корпусу и его легко идентифицировать по этому знаку.

Для более точного определения двухпроводного или конденсаторного двигателя перед вами можно воспользоваться замерами сопротивления обмотки. Если сопротивление вспомогательной обмотки увеличено в два раза (разница может быть еще более существенной), то, скорее всего, речь идет о двухпроводном двигателе и эта вспомогательная обмотка является пусковой, а значит, должен присутствовать выключатель или реле пуска в цепи. В конденсаторных двигателях постоянно работают обе обмотки и подключение однофазного двигателя возможно через обычный автоматический кнопочный, кулисный переключатель.

Схемы подключения однофазных асинхронных двигателей

С пусковой обмоткой

Для подключения двигателя с пусковой обмоткой понадобится кнопка, у которой после включения размыкается один из контактов. Эти размыкающие контакты должны быть подключены к пусковой обмотке. В магазинах есть такая кнопка — это ПНВС. Его средний контакт замыкается на время удержания, а два конца остаются в замкнутом состоянии.

Внешний вид кнопки ПНВС и состояние контактов после отпускания кнопки «старт»

Сначала с помощью замеров определяем, какая обмотка рабочая, какая пусковая. Обычно выход двигателя имеет три или четыре провода.

Рассмотрим вариант с тремя кабелями. При этом две обмотки уже объединены, то есть один из проводов общий. Берем тестер, измеряем сопротивление между всеми тремя парами. Наименьшее сопротивление имеет рабочая, среднее значение — начальная обмотка, наибольшее — суммарное выходное (измеряется сопротивление двух последовательно соединенных обмоток).

Если проводов четыре, то они называются парами. Найдите две пары. Тот, у которого сопротивление меньше — рабочий, у того больше — пусковой. После этого подсоединяем провод от пусковой и рабочей обмоток, вытягиваем общий провод. Всего остается три провода (как и в первом варианте):

  • одна из рабочих обмоток — рабочая;
  • от пусковой обмотки;
  • общее.

С этими тремя проводами работаем дальше — используем для подключения однофазного двигателя.

Со всеми этими

Подключаем все три провода к кнопке. У него также есть три контакта. Обязательно пусковой провод кладем на средний контакт (который замыкается только на время пуска), два других — на крайний (произвольно). Подключаем кабель питания (от 220 В) к крайним входным контактам ПНВС, средний контакт подключаем перемычкой к рабочему (внимание! Не с общим). Вот и вся схема запуска однофазного двигателя с пусковой обмоткой (бифилярной) через кнопку.

Конденсаторный

При подключении однофазного конденсаторного двигателя возможны варианты — схемы подключения три и все с конденсаторами. Без них мотор гудит, но не заводится (если подключить по описанной выше схеме).

Схемы подключения однофазного конденсаторного двигателя

Первая схема, с конденсатором в цепи питания пусковой обмотки, запускается хорошо, но при работе мощность отдается далеко от номинальной, но значительно ниже. Схема включения с конденсатором в цепи подключения рабочей обмотки имеет обратный эффект — не очень хорошие пусковые характеристики, но хорошие. Соответственно, первая схема применяется в устройствах с затрудненным пуском (бетономешалки, например) и с ходовым конденсатором, если нужна хорошая производительность.

Схема с двумя конденсаторами

Есть и третий вариант подключения однофазного (асинхронного) двигателя – установить оба конденсатора. Получается нечто промежуточное между описанными выше вариантами. Эта схема реализуется чаще всего. Он на фото выше посередине или на фото ниже подробнее. При обустройстве этой схемы также необходима кнопка типа ПНВС, которая будет подключать только конденсатор, а не при запуске, пока двигатель не «разгонится». Тогда две обмотки останутся подключенными и вспомогательная обмотка через конденсатор.

Подключение однофазного двигателя: схема с двумя конденсаторами: рабочим и пусковым

При реализации других схем, с конденсатором, понадобится обычная кнопка, автомат или тумблер. Там все просто соединяется.

Подбор конденсаторов

Существует достаточно сложная формула, по которой можно точно рассчитать требуемую мощность, но вполне можно обойтись рекомендациями, выведенными из множества экспериментов:

  • рабочий конденсатор берется из расчета 70-80 мкФ на 1 кВт мощности двигателя;
  • кувшин — в 2-3 раза больше.

Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше напряжения сети, то есть для сети 220 вольт принимаем емкости с рабочим напряжением 330 В и выше. А чтобы облегчить запуск, ищите специальный конденсатор для пусковой цепи. У них в разметке есть слова Start или Starting, но можно взять и обычные.

Изменение направления движения мотора

Если после подключения двигатель работает, но вал вращается не в том направлении, которое вам нужно, вы можете изменить это направление. Это делается заменой витков вспомогательной обмотки. При сборке схемы один из проводов прикладывался к кнопке, второй подключался к проводу рабочей обмотки, вытягивался обычный. Здесь нужно тянуть проводники.

Однофазный асинхронный электродвигатель: устройство, принцип работы, подключение

Практически всем хорошо известны трехфазные электродвигатели, они широко применяются в промышленности, позволяют решать самые различные задачи. Да и принцип получения переменного тока, как физической величины мы привыкли рассматривать на примере тех же трехфазных асинхронных генераторов. Но как быть в бытовых условиях, где присутствует только одна фаза, народные умельцы научились выполнять подключение трехфазных электрических машин, но это не обязательно. На практике давно используется  однофазный асинхронный электродвигатель, который может выполнять все свои функции даже в домашней сети переменного тока.

Конструктивные особенности

Если сравнивать однофазный электродвигатель с другими электрическими машинами, то конструктивно он также состоит из подвижного и неподвижного элемента –  статора и ротора. Статор, за счет протекания электрического тока по его обмоткам, создает магнитное поле, вступающее во взаимодействие с ротором. В результате электромагнитного взаимодействия ротор приводится во вращение.

Рис. 1. Конструкция однофазного асинхронного электродвигателя

Однако все не так просто, как может показаться на первый взгляд, если бы вы убрали из обычного трехфазного электродвигателя лишние две обмотки и подключили в розетку, вращение бы не началось. Мотору  попросту не хватит момента для вращения ротора. Поэтому конструкция однофазного асинхронного электродвигателя имеет ряд особенностей.

Ротор

Ротор однофазного электродвигателя представляет собой такой же металлический вал, который оснащается обмоткой. На валу собирается ферромагнитный каркас из шихтованной стали по ее внешней поверхности проделываются пазы. В пазах на валу ротора устанавливаются стержни из меди или алюминия, которые выступают в роли обмотки, проводящей электрический ток. На концах стержни соединяются двумя кольцами, из-за такой конструкции его также называют беличьей клеткой.

При воздействии электромагнитного потока от статора на короткозамкнутые обмотки ротора в беличьей клетке начинает протекать ток. Ферромагнитная вставка на валу помогает усилить поток, проходящий через него. Однако далеко не во всех моделях существует магнитный проводник, в некоторых он выполняется из немагнитных сплавов.

Статор

Конструкция статора в однофазном электродвигателе имеет такой же состав, как и в большинстве электрических машин:

  • металлический корпус;
  • установленный внутри магнитопровод из ферромагнитного материала;
  •  обмотка статора, представленная медными проводниками.

Обмотки статора такого электродвигателя подразделяются на две – основную, она же рабочая, через которую осуществляется постоянная циркуляция нагрузки и пусковая, которая задействуется только в момент запуска. Обе обмотки однофазного двигателя расположены под углом 90° друг относительно друга. Такая конструкция делает их схожими с двухфазными электродвигателями, где также применяются две обмотки.

Но их объем, относительно всего пространства асинхронного двигателя  отличается, основная составляет только 2/3 от общего числа пазов, а пусковые обмотки занимают 1/3.

Принцип работы

Принцип действия однофазного асинхронного электродвигателя заключается в создании пульсирующего магнитного потока от протекания электрического тока по основной обмотке статора, если рассматривать вариант пуска от вспомогательного витка. Таким образом, подключение однофазного мотора к сети мы рассмотрим на примере одно витка.

Рис. 2. Принцип формирования магнитного потока в статоре

Как видите на рисунке выше, переменный электрический ток, протекая по проводнику, согласно правила буравчика, создает концентрические магнитные потоки. При появлении максимума синусоиды магнитный поток также достигнет своего максимума. Однако в сети однофазного переменного электрического напряжения ток  меняет свое направление движения в витке с частотой в 50 Гц. Это означает, что как только кривая пересечет ось  абсцисс, ток будет протекать по витку обмотки в противоположном направлении и создаваемый ним магнитный поток получит противоположные полюса и направленность результирующего вектора:

Рис. 3. Формирование потока обратного направления

С физической точки зрения оба потока равнозначны, поэтому их смена с периодичностью 100 раз в секунду даст нулевой результат при сложении. Прямой магнитный поток окажется равным обратному:

Фпр = Фобр

Это означает, что если в таком поле окажется ротор электродвигателя, вращаться он не будет. 100 раз в минуту в нем произойдет смена магнитного потока, и короткозамкнутый ротор будет просто гудеть, оставаясь на месте.  Однако ситуация в корне измениться, если возникнет импульс к начальному движению. В таком случае появиться скольжение, которое и приведет к постоянному вращению вала:

Sпр = (n1 – n2) / n1, где

  • n1 – частота вращения магнитного поля однофазного электродвигателя;
  • n2 – частота вращения ротора асинхронного электродвигателя;
  • S – величина скольжения однофазного индукционного мотора.

При смене магнитного потока направление вращения и поля статора и ротора электродвигателя совпадут, поэтому скольжение получит иное выражение для вычисления:

Sобр = (n1 – ( – n2)) / n1, где

Попеременное пересечение стержней магнитными потоками разного направления создаст в них ЭДС, которая сгенерирует электрический ток в роторе и ответный магнитный поток. А он, в свою очередь, также вступит во взаимодействие с полем статора однофазного электродвигателя, как показано на рисунке ниже.

Рис. 4. Получение ЭДС в роторе

Как видите, чтобы подключить трехфазный электродвигатель, достаточно подать на него напряжение, но с однофазным такой вариант не сработает.

Для запуска мотора необходим первичный импульс, который на практике может быть получен посредством:

  • раскрутки вала вручную;
  • кратковременного введения пусковой катушки;
  • расщепления магнитного поля короткозамкнутым контуром.

Из вышеприведенных способов сегодня первый используется только в лабораторных экспериментах, из практического применения он вышел из-за опасности травмирования оператора.

Схемы подключения

Для получения базового импульса вращения могут использоваться различные схемы подключения. Со временем, некоторые из них утрачивали свою актуальность и сменялись более прогрессивными, поэтому далее мы рассмотрим наиболее эффективные, которые применяются и сейчас.

С пусковым сопротивлением

Так как в индукционных электродвигателях сопротивление обмоток имеет комплексную форму, вектор магнитного потока можно легко сместить, если в пусковую обмотку добавить сопротивление. Наличие активной составляющей даст необходимый угол сдвига между рабочими катушками однофазного электродвигателя и пусковой, от 15° до  50°, что и обеспечит разницу для начального вращения.

Рис. 5. Схема с пусковым сопротивлением

С конденсаторным запуском

В отличии от предыдущего способа, в схеме с конденсаторным пуском электродвигателя применяется емкостной элемент, который позволяет сместить электрические величины в основной и пусковой катушках на 90°, обеспечивая максимальное усилие.

Рис. 6. Схема с конденсаторным пуском

На практике пусковой конденсатор вместе с дополнительной обмоткой вводятся кнопкой пуска одновременно с подачей основного питания. Пусковая кнопка устроена таким образом, что контакт Cn возвращается пружиной в изначальное положение, сразу после окончания конденсаторного запуска.

С расщепленными полюсами

В отличии от конденсаторных двигателей, такой способ пуска предусматривает наличие особой конструкции статорного магнитопровода. В этом случае каждый полюс разделяется на два, один из которых комплектуется короткозамкнутым витком, изменяющим характеристики магнитного потока.

Рис. 7. Схема с расщепленными полюсами

Существенным недостатком этого метода пуска однофазного электродвигателя является постоянная потеря мощности и снижение КПД мотора. Поэтому его применяют только в электрических машинах до 100 кВт.

Область применения

Однофазные электродвигатели находят широкое применение в бытовых устройствах или промышленных аппаратах малой механизации. Они охватывают относительно маломощное однофазное оборудование, которое питается от 220В.

Это различные станки для обработки древесины, металла, пластика и т.д. Также однофазные электродвигатели используются в установках сельскохозяйственной отрасли для смешивания зерновых, изготовления бетона и т. д. В быту их применяют в некоторых моделях микроволновок, вытяжек, стиральных машин и куллеров, питающихся от однофазного источника.

Видео по теме

Шум электродвигателя: Как определить причину и найти решение

В этой статье:

  • Магнитный шум
  • Механический шум
  • Шум ветра


Определить источник шума в электродвигателе часто бывает сложнее, чем устранить его. Однако методичный исследовательский подход может сузить возможности и облегчить решение проблемы — с одной оговоркой. Если шум вызван чем-то в конструкции двигателя (например, производственным дефектом или аномалией), решение может быть невозможным или нецелесообразным. Имея это в виду, давайте рассмотрим основные источники шума в электродвигателях — магнитный, механический и аэрационный, а также их причины и способы их уменьшения или устранения.

Магнитный шум


(Примечание. Все шумы возникают из-за механических сил, передающих волны давления через воздух, жидкости или твердые материалы. Компоненты частоты шума в диапазоне человеческого слуха обычно находятся в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц.) Магнитный шум в двигателе (также известный как «электромагнитный» или «электрический» шум) возникает из-за механических сил (например, давления), создаваемых притяжением и отталкиванием намагниченных частей в его переменном магнитном поле. Переменное магнитное поле возбуждает вибрацию и шум с удвоенной частотой сети (например, гул), но только при включенном двигателе. (Совет: если шум сразу прекращается после отключения питания, его источником является магнит.)

Магнитный шум, как правило, является вторым по величине источником шума для двух- и четырехполюсных двигателей (первым является ветер) и может быть основным для двигателей с шестью и более полюсами. Это в первую очередь связано с тем, что низкоскоростные сердечники имеют меньшую глубину статора, чем высокоскоростные сердечники с меньшим количеством полюсов (см. рис. 1), что делает их более восприимчивыми к деформации и приводит к большей амплитуде вибрации от меньших сил. Низкоскоростные двигатели с шестью или более полюсами подвержены более высокому уровню шума из-за меньших воздушных зазоров и эффектов эксцентриситета из-за неправильной посадки подшипника и корпуса.

Если магнитный шум является его основным источником, общий шум двигателя имеет тенденцию увеличиваться при приложении нагрузки (см. Таблицу 1). Обычно разница в общем уровне шума на холостом ходу и при полной нагрузке невелика для двух- и четырехполюсных двигателей, но может быть существенной для двигателей с шестью и более полюсами.

Разработчики двигателей управляют магнитным шумом, максимально увеличивая воздушный зазор (при сохранении приемлемого коэффициента мощности). Они также могут уменьшить магнитные силы, возникающие из-за изменений воздушного зазора, и в целом улучшить коэффициент мощности за счет использования более длинного сердечника для уменьшения плотности потока воздушного зазора.

Другое соображение заключается в том, что закрытые пазы никогда не вызывают увеличения магнитного шума, что объясняет, почему разработчики предпочитают роторы с закрытыми пазами. Они также предпочитают полузакрытые пазы с минимальными отверстиями для статоров с произвольной обмоткой, хотя более широкие отверстия пазов облегчают вставку обмоток.

Шум скольжения. Родственной формой магнитного шума является шум скольжения. Это относительно небольшое по объему низкочастотное биение высокочастотных компонентов может вызывать возражения, поскольку оно носит прерывистый характер. Будучи функцией проскальзывания, она более заметна под нагрузкой, при этом частота напрямую зависит от проскальзывания. Причины могут включать в себя открытый стержень ротора или концевое кольцо, но шум проскальзывания обычно связан с дефектом однородности короткозамкнутого ротора, устранением которого является новый ротор.

Перекос. Перекос пазов ротора снижает магнитный шум, но нет единого мнения об оптимальной величине или даже точном способе расчета его влияния на создаваемый шум. Распространенное предложение состоит в том, чтобы перекосить ротор, по крайней мере, один паз ротора или статора (в зависимости от того, у кого меньше пазов). Все, что меньше, не уменьшит заметно магнитный шум, а большие перекосы обычно ухудшают работу двигателя.

Неравномерный воздушный зазор. Неравномерный воздушный зазор вызывает неуравновешенное магнитное притяжение с более сильными магнитными силами в направлении минимального воздушного зазора (см. рис. 2). Это может деформировать статор, ротор и раму, создавая электромагнитные помехи. Запуск двигателя при пониженном напряжении — это простой диагностический инструмент. Например, если двигатель шумит при полном напряжении, но нормально звучит при половине номинального напряжения, сосредоточьтесь на воздушном зазоре и таких проблемах, как неправильно обработанный корпус или эксцентрик ротора.

Причины неравномерного воздушного зазора:

  • Эксцентриковый ротор
  • Эксцентриковый статор
  • Изогнутый вал
  • Шейки валов, обработанные не соосно корпусу ротора
  • Корпуса подшипников (или подшипников скольжения) неконцентрические
  • Концевой кронштейн к статору подходит не соосно
  • Искаженный кадр

Производственные отклонения влияют на магнитный шум малоскоростных двигателей в большей степени, чем двухполюсные двигатели. Это связано с тем, что двигатели с четырьмя или более полюсами имеют гораздо меньший воздушный зазор, чем двухполюсные двигатели, что делает для них погрешность намного меньше. Например, воздушный зазор для шестиполюсного двигателя с наружным диаметром статора 22 дюйма (560 мм) может составлять 0,022 дюйма (0,55 мм), а для двухполюсного двигателя с такими же размерами статора — 0,055 дюйма. (1,4 мм).

Механический шум


Источники механического шума в двигателе включают незакрепленный сердечник статора; изношенные, поврежденные или плохо смазанные подшипники; и трение внутренних компонентов. Кроме того, любая конструктивная часть двигателя, которая возбуждается на собственной частоте, может стать источником воздушного шума.

Незакрепленный сердечник статора. Сердечник статора, незакрепленный в раме, будет вызывать жужжание. На двигателях с рамой из катаной стали это легко проверить, постукивая по внешней стороне рамы (корпуса) киянкой при работающем двигателе. Если постукивание деформирует прилегание рамы к сердечнику, уровень шума изменится или может даже исчезнуть. Строго говоря, источник этого шума магнитный, поэтому шум также прекратится при отключении питания.

Подшипники. Подшипники являются частым источником механического шума в двигателях. Чрезмерно шумные подшипники качения, например, могут быть связаны с неравномерностью шариков или роликов, дребезжанием держателей шариков или роликов, плохой обработкой поверхности или эксцентриситетом. Помимо ударного шума, эти условия могут привести к резонансному возбуждению корпусов подшипников, дефлекторов (дефлекторов) и других деталей, эффективно излучающих шум.

Некоторые источники шума подшипников различимы и легко идентифицируемы. Например:

  • Бринеллирование производит низкий шум.
  • Грязь в подшипниках вызывает резкий шум.
  • Проскальзывание шариков или роликов при низких температурах при недостаточной смазке создает высокочастотный шум.
  • Часто причиной прерывистого хлопка является смазка.

Шум в диапазоне частот от 100 до 300 Гц характерен для подшипников качения и может быть вызван прохождением шариков или роликов. Обычно этот шум имеет низкую амплитуду и не представляет физического вреда, если только он не возбуждает собственные частоты других частей двигателя и не вызывает разрушительную вибрацию.

Одним из способов снижения и подавления шума подшипников является предварительный осевой натяг подшипников с помощью шайбы с волнистой пружиной. Обычно шайба оказывает усилие на внешнее кольцо шарикоподшипника со свободным в осевом направлении (как правило, на неприводной конец), чтобы устранить внутренний зазор между ним и заблокированным подшипником. Это заставляет каждый шарик двигаться по одной и той же дорожке качения в каждом подшипнике, что снижает шум от грохота шариков внутри дорожки качения и сепаратора, а также снижает высокочастотную вибрацию. Преднатяг подшипника также улучшает динамическую балансировку за счет устранения люфта подшипника. Однако слишком большая предварительная нагрузка на подшипники вызывает низкочастотный шум и может привести к перегреву подшипников.

Шум трения в подшипнике возникает из-за недостаточной смазки. Это обеспечивает быстрый прерывистый контакт между двумя поверхностями скольжения, что вызывает сильную ударную вибрацию. Шум в месте контакта высокочастотный и похож на шипение воздуха. При передаче на резонансную часть внутри двигателя ударная вибрация издает визг.

Другие статьи о промышленных двигателях


Факторы Большой четверки, влияющие на состояние двигателя

Решения для испытаний и диагностики промышленных двигателей

Что нового в стандарте ремонта двигателей ANSI/EASA AR100-2020?

Протирка внутренних компонентов. Помимо изношенных или поврежденных подшипников, другими источниками механического шума в двигателе являются физическое трение внешнего вентилятора и крышки, внутреннего вентилятора и дефлекторов воздуха, а также ротора и статора. Исправление этих проблем требует правильного расположения вентиляторов и восстановления концентричности ротор-статор с надлежащими допусками.

Воздушный шум. Как упоминалось ранее, любая конструктивная часть двигателя может стать источником воздушного шума, если она возбуждается с достаточной энергией на собственной частоте. Например, вращательный дисбаланс сам по себе может не издавать слышимого воздушного шума, но может действовать как источник энергии для вибрации. Затем вибрация передается через опорную конструкцию и преобразуется в воздушные звуковые волны на резонансной составляющей, в результате чего вибрирующая часть кажется источником шума.

Если воздушный дефлектор, каплеуловитель или аналогичный компонент вибрируют, применение шумопоглощающего материала часто может преобразовать вибрационное движение в тепловую энергию за счет внутреннего трения материала. Примером этого может быть использование вулканизирующегося при комнатной температуре силикона RTV между воздушным дефлектором и концевым кронштейном для снижения шума.

Пористые звукопоглощающие материалы также могут уменьшить выбросы воздушного шума, создаваемого двигателем, за счет преобразования энергии звуковых волн, проникающих в их поры, в тепловую энергию. Поглощающая способность этих материалов увеличивается с их плотностью, толщиной и плотностью или структурой пор. Если возможно, барьер должен полностью закрывать источник. Потенциальным недостатком звукопоглощающего материала является то, что он может ограничивать поток воздуха или теплопередачу, тем самым повышая температуру двигателя.

Шум ветра


Шум ветра, который обычно составляет большую часть шума от электродвигателя, наиболее распространен в высокоскоростных (например, двух- и четырехполюсных) двигателях. Поскольку это вызвано турбулентным воздушным потоком на препятствиях рядом с вращающейся частью, которая перемещает воздух, лучший способ уменьшить его — свести к минимуму препятствия. Шум ветра отличается от большинства источников шума двигателя, потому что он возникает в воздушном потоке, а не в деталях двигателя. Обычно это широкополосный шум (широкий диапазон частот) практически без существенных составляющих чистого тона (синусоидальная форма волны).

Большая часть шума ветра от больших двигателей с открытым корпусом исходит от вращения стержней ротора, а не от охлаждающих вентиляторов или ребер. Из-за этого уменьшение диаметра охлаждающего вентилятора, вероятно, не приведет к значительному снижению шума, но может значительно уменьшить поток охлаждающего воздуха.

Большие открытые двигатели с радиальными вентиляционными каналами, проходящими через ротор и статор, могут создавать раздражающие чистые тональные компоненты шума воздушного потока, обычно с частотой выше 1000 Гц. Часто называемый эффектом сирены, этот шум возникает из-за внезапных прерываний воздушного потока, выходящего из радиальных каналов ротора. Смещение каналов ротора относительно каналов статора может помочь уменьшить громкость этого шума.

Для полностью закрытых двигателей с вентиляторным охлаждением (TEFC) уменьшение внешнего диаметра вентилятора или изменение типа вентилятора является хорошим способом снижения шума, особенно в однонаправленных приложениях. Но уменьшение диаметра вентилятора или вентиляционного канала приведет к более сильному нагреву двигателя, что сократит срок службы его смазки и обмотки. Увеличение зазора между вентилятором и стационарными частями или асимметричное расположение лопастей вентилятора также может уменьшить частотный шум лопастей вентилятора двигателя TEFC.

В заключение, воздух, обтекающий поверхности или обтекающий их, создает турбулентность, которая является потенциальным источником неприятного шума. С точки зрения дизайна воздушного потока, вот некоторые соображения, которые производители используют, чтобы избежать проблем с шумом от ветра:

  • Устранить острые края и заусенцы на всех деталях, контактирующих с воздушным потоком.
  • Сведите к минимуму резкие изменения направления воздушного потока.
  • Держите граничные поверхности гладкими.
  • Обеспечивает постепенное изменение поперечного сечения воздушного потока.

Эта статья впервые появилась в выпуске Plant Services за май 2021 года. Подпишитесь на услуги завода здесь.

Об авторе: Том Бишоп. сервисные фирмы. Бишоп является автором десятков технических статей и документов и провел множество семинаров по применению, техническому обслуживанию и ремонту электродвигателей. Кроме того, он является председателем Комитета по техническим услугам EASA и главным членом Комитета по обслуживанию электрооборудования Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA 70B). Свяжитесь с ним по адресу [email protected].

Ваш электродвигатель пытается вам что-то сказать?

Инженеры-технологи часто обладают интуитивным нюхом на неприятности, поэтому способны предсказать возможные проблемы с оборудованием и принять упреждающие меры для их предотвращения. Это не результат магических сил, а результат длительного опыта работы с установками и машинами. Билл Бертрам из производителя двигателей Marathon Electric объясняет, как можно интерпретировать различные звуки двигателей.

Если вы пройдете мимо работающего растения, вы услышите, как оно издает шум. Если вы внимательно послушаете, вы сможете выделить отдельные элементы в общем звучании. Например, вы можете услышать жужжание вентилятора, стук насоса и грохот конвейера.

Поэтому неудивительно, что опытный инженер завода сможет выбрать отдельные электродвигатели и узнать их специфические «звуковые сигнатуры». Если звук двигателя начинает меняться, это может быть признаком проблемы, поэтому проницательный инженер не пожалеет времени на расследование и, таким образом, может пресечь потенциально серьезную поломку в зародыше.

Посторонние шумы в двигателях бывают двух основных классов – механические и электрические. Наиболее вероятными механическими причинами шума являются изношенные подшипники, трение или столкновение движущихся частей, погнутый вал, ослабленный или отсутствующий винт или другая незначительная деталь. Тип шума вполне может указывать на проблему, а соответствующую часть двигателя можно осмотреть и при необходимости отремонтировать.

Наиболее вероятными электрическими причинами шума являются потеря одной из трех фаз, приводящая к дисбалансу фаз (только для трехфазных двигателей), или гармоники, вызванные использованием инвертора. Опять же, характер шума может указывать на проблему; решение может быть простым, но может быть и немного сложнее.

Анализ звуковых характеристик двигателя на самом деле представляет собой высокоразвитую область исследований, но, как правило, его можно применять только в очень особых ситуациях, таких как главный приводной двигатель на атомной подводной лодке или огромные насосные двигатели, используемые в шахтах с глубоким стволом. В крупных промышленных приложениях, таких как электростанции, аналогичная дисциплина анализа вибрации иногда используется как способ контроля «здоровья» больших двигателей. Но в большинстве случаев шум двигателя оценивается интуитивно инженерами, ежедневно работающими с заводом.

Причина и следствие

Распространенными причинами повреждения двигателя являются физическое воздействие, электрические или механические перегрузки и плохое обслуживание. Вероятно, наиболее распространенным из всех является удар, который повреждает относительно хрупкую крышку вентилятора и приводит к ее удару по вентилятору. В то время как повреждение крышки будет сразу видно, лопасть вентилятора также может быть сломана или погнута, или может пострадать крепление или вал вентилятора. Простой визуальный осмотр покажет все эти проблемы, за исключением небольшого изгиба вала, который, вероятно, приведет к жужжанию или гудению при работе.

Более сильный удар может погнуть главный вал, повредить подшипники, сместить незначительную деталь или даже повредить корпус. Большинство из них может потребовать капитального ремонта или даже утилизации двигателя.

Центральный приводной вал двигателя также может погнуться, если он подвергается чрезмерной нагрузке: например, кран пытается поднять слишком тяжелый предмет или двигатель конвейера продолжает работать, несмотря на физическую блокировку конвейера. Стоит отметить, что приводные валы часто воспринимают свою нагрузку как асимметричную, т.е. подвержены постоянному изгибающему моменту.

Слегка смещенный или изогнутый вал двигателя будет издавать гудящий звук. Подобный шум может создаваться при незначительной неисправности трансмиссионного оборудования, прикрепленного к валу двигателя. В последнем можно убедиться, отключив вал двигателя от нагрузки и включив ее. Если шум исчезнет, ​​неисправность не в двигателе.

Если шум по-прежнему присутствует, необходимо выполнить второй тест. Включите двигатель, затем выключите его; если двигатель мгновенно перестает вращаться, проблема почти наверняка электрическая, а не механическая. Запах гари или нагар указывают на неисправное соединение, которое можно легко починить. Возможно, что одна из катушек ротора вышла из строя (размоталась или отсоединилась), в результате чего электромагнитное поле стало асимметричным и возникло колебание ротора. Если одна из катушек чувствует себя неплотно набитой, вероятно, требуется перемотка.

Перемотку почти всегда должен выполнять профессионал, как и замену поврежденных валов и изношенных подшипников. Многие другие виды ремонта могут быть выполнены на месте, хотя с экономической точки зрения может быть более целесообразным просто заменить двигатель.

Все чаще используется двигатель в сочетании с инвертором или приводом с регулируемой скоростью. Привод можно использовать для снижения энергопотребления за счет работы двигателя на более низкой скорости (экономия энергии часто бывает очень значительной) или для обеспечения дополнительного уровня оперативного контроля (например, двигатель центрифуги можно настроить на три оборота). заданных скоростей, две скорости ускорения и две скорости замедления).

Однако следует отметить, что инвертор может увеличить как электрические, так и механические нагрузки на двигатель, поэтому может потребоваться более тщательное техническое обслуживание и контроль.

Заключение

Промышленные электродвигатели являются прочными и надежными элементами оборудования, которые требуют минимального обслуживания в течение всего срока службы. Есть много-много примеров того, как мотор безукоризненно служит буквально десятилетиями, особенно если его регулярно осматривать и оперативно устранять мелкие проблемы.

Техническое обслуживание обычно состоит из очистки, смазки, проверки креплений и выравнивания нагрузки, проверки рабочей температуры (и обеспечения свободной циркуляции воздуха), прослушивания/ощущения вибрации и проверки электрических соединений.

Обычный мелкий ремонт может включать подтяжку винтов и болтов, переделку электрических соединений и установку нового охлаждающего вентилятора и/или кожуха. Более крупный ремонт включает в себя замену изношенных подшипников и перемотку катушек, что может быть лучше выполнено специализированным подрядчиком.

Один из лучших способов проверить мотор — узнать его звуковой почерк и регулярно его слушать. Это не только просто сделать, но и сделать почти интуитивно понятным инженеру, работающему на заводе, и, вероятно, это лучшая доступная система раннего предупреждения!

О компании Regal

Компания Regal является ведущим производителем электрических и механических устройств управления перемещением, обслуживающим широкий спектр рынков от тяжелой промышленности до высоких технологий. Производственные и сервисные предприятия Regal расположены по всему миру. Для получения дополнительной информации: www.rotor.co.uk

 

 

 

 

Трансформаторы, фазопреобразователи и ЧРП | Двигатель с заштрихованными полюсами гудит, запуск невозможен | Практик-механик

Дуг В
Горячекатаный