Схема подключения однофазного двигателя с реверсом. Реверс однофазного конденсаторного двигателя: схемы и способы изменения направления вращения

На схеме:

• M — однофазный конденсаторный двигатель
• C — рабочий конденсатор
• SA — трехпозиционный переключатель
• L, N — фаза и нейтраль питающей сети

Переключатель SA позволяет менять подключение выводов рабочей обмотки, обеспечивая реверс двигателя.

Особенности реверса однофазного конденсаторного двигателя

При реверсировании однофазного конденсаторного двигателя нужно учитывать следующие моменты:

• Реверс необходимо выполнять только на остановленном двигателе
• Частое реверсирование может привести к перегреву обмоток
• Мощность и КПД двигателя при реверсе могут незначительно снизиться
• Необходимо правильно подобрать емкость конденсатора
• Схема реверса должна обеспечивать надежную коммутацию

Выбор емкости конденсатора для реверса

При реверсировании однофазного двигателя важно правильно подобрать емкость рабочего конденсатора. Для этого можно воспользоваться следующей формулой:

C = 68 * P / U^2

Где:

• C — емкость конденсатора в мкФ
• P — мощность двигателя в Вт
• U — напряжение сети в В

Например, для двигателя мощностью 500 Вт при напряжении 220 В потребуется конденсатор:

C = 68 * 500 / 220^2 = 7 мкФ

Рекомендуется выбирать ближайшее большее стандартное значение емкости.

Преимущества и недостатки реверса однофазного конденсаторного двигателя

Реверсирование однофазного конденсаторного двигателя имеет свои плюсы и минусы:

Преимущества:

• Возможность изменения направления вращения
• Простота реализации
• Низкая стоимость комплектующих

Недостатки:

• Снижение КПД при частом реверсировании
• Необходимость остановки двигателя для смены направления
• Возможный перегрев обмоток при частых реверсах

Применение реверса однофазного конденсаторного двигателя

Реверс однофазного конденсаторного двигателя находит применение в различных бытовых и промышленных устройствах:

• Станки и инструменты (дрели, пилы)
• Вентиляционные системы
• Приводы ворот и жалюзи
• Насосы и компрессоры
• Бытовая техника (стиральные машины, миксеры)

В этих устройствах возможность изменения направления вращения двигателя позволяет расширить их функциональность и удобство использования.

Реверс однофазного двигателя | Заметки электрика

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

В прошлой статье мы говорили про однофазный конденсаторный двигатель АИРЕ 80С2, знакомились со схемой его подключения к электрической сети напряжением 220 (В), обозначением и маркировкой выводов.

В той же статье я обещал Вам в ближайшее время рассказать о том, как можно организовать его реверс, т.е. управлять направлением вращения двигателя дистанционно, а не с помощью перемычек в клеммной коробке.

Итак, приступим.

В принципе ничего сложного нет. Принцип схемы управления аналогичен реверсу трехфазного двигателя, за исключением некоторых деталей. Вообще то раньше мне не приходилось сталкиваться со схемой реверса однофазных двигателей, и данная схема была воплощена мною на практике впервые.

Суть схемы сводится к изменению направления вращения вала однофазного конденсаторного двигателя дистанционно с помощью кнопок (кнопочного поста). Помните, в предыдущей статье мы вручную меняли на клеммнике двигателя положение двух перемычек, чтобы изменить направление рабочей обмотки (U1-U2). Теперь Вам нужно убрать эти перемычки, т.к. их роль в данной схеме будут осуществлять нормально-открытые (н.о.) контакты контакторов.

Подготовка оборудования для реверса однофазного двигателя

Для начала перечислим все электрооборудование, которое нам необходимо приобрести для организации реверса конденсаторного двигателя АИРЕ 80С2:

1. Автоматический выключатель

Применяем двухполюсный автоматический выключатель с номинальным током 16 (А), с характеристикой «С» от фирмы IEK.

2. Кнопочный пост ПКЕ 222-3

В этом кнопочном посту есть 3 кнопки:

• кнопка «вперед» (черного цвета)
• кнопка «назад» (черного цвета)
• кнопка «стоп» (красного цвета)

Разберем кнопочный пост.

Мы видим, что каждая кнопка имеет 2 контакта:

• нормально-открытый контакт (1-2), который замыкается в том случае, когда нажмете на кнопку
• нормально-закрытый контакт (3-4), который замкнут до тех пор, пока не нажать кнопку

Прошу заметить, что на фотографии самая крайняя кнопка слева перевернута. Если будете подключать схему реверса однофазного двигателя самостоятельно, то будьте внимательны, кнопки в кнопочном посту могут быть перевернуты. Ориентируйтесь на маркировку контактов (1-2) и (3-4).

3. Контакторы

Также необходимо приобрести два контактора. В своем примере я использую малогабаритные контакторы КМИ-11210 от фирмы IEK, которые устанавливаются на DIN-рейку. Эти контакторы имеют 4 нормально-открытых (н.о.) контакта и способны коммутировать нагрузку до 3 (кВт) при переменном напряжении 230 (В). Вот они как раз нам и подходят, т.к. наш испытуемый однофазный двигатель АИРЕ 80С2 имеет мощность 2,2 (кВт).

Вместо контакторов можно приобрести магнитные пускатели ПМЛ-1100, на примере которых я рассказывал их устройство и принцип действия. 

Катушки этого контактора рассчитаны на переменное напряжение 220 (В), что нужно будет учесть при сборке схемы управления реверсом однофазного двигателя.

Схема реверса однофазного двигателя

Вот, собственно говоря, мое произведение.

Я уже говорил в прошлой статье, что один из читателей сайта «Заметки электрика» по имени Владимир, попросил меня помочь ему подключить однофазный двигатель АИРЕ 80С2 мощностью 2,2 (кВт) и составить (придумать) для него схему реверса. По моим эскизам (в том числе монтажным) Владимир собрал вышеприведенную схему в электрическом щитке. Чуть позже отписался мне в почту, что схему испытал, все работает, претензий нет.

Если у Вас по материалам сайта имеются какие то вопросы, то задавайте мне их в комментариях или на личную почту. В течение 12-24 часов, а может и быстрее, все зависит от моей занятости, я отвечу Вам.

А сейчас я расскажу, как эта схема работает.

Принцип работы схемы реверса однофазного двигателя

Первым делом включаем питающий автомат.

1. Вращение в прямом направлении

При нажатии на кнопку «вперед» катушка контактора К1 получает питание по следующей цепи: фаза — н.з. контакт (3-4) кнопки «стоп» — н.з. контакт (3-4) кнопки «назад» — н.о.  контакт (1-2) нажатой кнопки «вперед» — катушка контактора К1 (А1-А2) — ноль.

Контактор К1 подтягивается и замыкает все свои нормально-открытые (н.о.) контакты:

• 1L1-2T1 (самоподхват катушки К1)
• 3L2-4T2 (фаза на двигатель в силовой цепи)
• 5L3-6T3 (имитирует перемычку U1-W2)
• 13НО-14НО (имитирует перемычку V1-U2)

Кнопку «вперед» удерживать не нужно, т.к. катушка контактора К1 встает на «самоподхват» через свой же н.о. контакт (1L1-2T1).

Однофазный двигатель начинает вращаться в прямом направлении.

Чтобы остановить двигатель, нужно нажать на кнопку «стоп».

2. Вращение в обратном направлении

При нажатии на кнопку «назад» катушка контактора К2 получает питание по следующей цепи: фаза — н.з. контакт (3-4) кнопки «стоп» — н.з. контакт (3-4) кнопки «вперед» — н.о.  контакт (1-2) нажатой кнопки «назад» — катушка контактора К2 (А1-А2) — ноль.

Контактор К2 срабатывает и замыкает следующие свои нормально-открытые (н.о.) контакты:

• 1L1-2T1 (самоподхват катушки К2)
• 3L2-4T2 (фаза на двигатель в силовой цепи)
• 5L3-6T3 (имитирует перемычку W2-U2)
• 13НО-14НО (имитирует перемычку U1-V1)

Кнопку «назад» удерживать пальцем не требуется, т.к. катушка контактора К2 встает на «самоподхват» через свой же н.о. контакт (1L1-2T1).

Однофазный двигатель начинает вращаться в обратном направлении.

Чтобы остановить двигатель, нужно нажать на кнопку «стоп».

3. Блокировка 

Представленная схема реверса конденсаторного однофазного двигателя имеет блокировку кнопок, т.е. если при включенном двигателе в прямом направлении Вы ошибочно нажмете на кнопку «назад», то вначале отключится контактор К1, а потом уже сработает контактор К2. И наоборот. Таким образом мы имеем блокировку от одновременно двух включенных контакторов К1 и К2.

Можно применить и другие виды блокировок, но я ограничился только этой.

P.S. На этом я завершаю свою статью. Если Вам понравилась моя статья, то буду очень благодарен, если Вы поделитесь ей в социальных сетях. А также не забывайте подписываться на мои новые статьи — дальше будет интереснее. 

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Как поменять вращение на однофазном двигателе

Постановка задачи

Предположим, что у уже подсоединенного с использованием пускозарядной емкости асинхронного однофазного двигателя изначально вращение вала направлено по часовой стрелке, как на картинке ниже.

Уточним важные моменты:

• Точкой А отмечено начало пусковой обмотки, а точкой В – ее окончание. К начальной клемме A подсоединен провод коричневого, а к конечной – зеленого цвета.
• Точкой С помечено начало рабочей обмотки, а точкой D – ее окончание. К начальному контакту подсоединен провод красного, а к конечному – синего цвета.
• Направление вращения ротора обозначено с помощью стрелок.

Ставим перед собой задачу – сделать реверс однофазного двигателя без вскрытия его корпуса так, чтобы ротор начал вращаться в другую сторону (в данном примере против движения стрелки часов). Ее можно решить тремя способами. Рассмотрим их подробнее.

Вариант 1: переподключение рабочей намотки

Чтобы изменить направление вращения двигателя, можно только поменять местами начало и конец рабочей (постоянной включенной) обмотки, как это показано на рисунке. Можно подумать, что для этого придется вскрывать корпус, доставать намотку и переворачивать ее. Этого делать не нужно, потому что достаточно поработать с контактами снаружи:

1. Из корпуса должны выходить четыре провода. 2 из них соответствуют началам рабочей и пусковой намоток, а 2 – их концам. Определите, какая пара принадлежит только рабочей обмотке.
2. Вы увидите, что к этой паре подсоединены две линии: фаза и ноль. При отключенном двигателе произведите реверс путем перекидывания фазы с начального контакта намотки на конечный, а нуля – с конечного на начальный. Или наоборот.

В результате получаем схему, где точки С и D меняются между собой местами. Теперь ротор асинхронного двигателя будет вращаться в другую сторону.

Вариант 2: переподключение пусковой намотки

Второй способ организовать реверс асинхронного мотора 220 Вольт – поменять местами начало и конец пусковой обмотки. Делается это по аналогии с первым вариантом:

1. Из четырех проводов, выходящих из коробки мотора, выясните, какие из них соответствуют отводкам пусковой намотки.
2. Изначально конец В пусковой обмотки соединялся с началом С рабочей, а начало А подключалось к пускозарядному конденсатору. Сделать реверс однофазного двигателя можно, подключив емкость к выводу В, а начало С с началом А.

После описанных выше действий получаем схему, как на рисунке выше: точки А и В поменялись местами, значит ротор стал обращаться в противоположную сторону.

Вариант 3: смена пусковой обмотки на рабочую, и наоборот

Организовать реверс однофазного мотора 220В теми способами, что описаны выше, можно только при условии, что из корпуса выходят отводки от обеих обмоток со всеми началами и концами: А, В, С и D. Но часто встречаются моторы, в которых производитель намеренно оставил снаружи только 3 контакта. Этим он обезопасил устройство от различных «самоделок». Но все же выход есть.

На рисунке выше изображена схема такого, «проблемного», мотора. У него выходят из корпуса только три провода. Они помечены коричневым, синим и фиолетовым цветами. Зеленая и красная линии, соответствующие концу В пусковой и началу С рабочей намотки, соединены между собой внутри. Доступ к ним без разборки двигателя мы получить не сможем. Поэтому изменить вращение ротора одним из первых двух вариантов не представляется возможным.

В этом случае поступают так:

1. Снимают конденсатор с начального вывода А;
2. Подсоединяют его к конечному выводу D;
3. От проводов А и D, а также фазы, пускают отводки (можно сделать реверс с использованием ключа).

Посмотрите на рисунок выше. Теперь, если подключить фазу к отводку D, то ротор вращается в одну сторону. Если же фазный провод перекинуть на ветку A, то можно изменить направление вращения в противоположную сторону. Реверс можно осуществлять, вручную разъединяя и соединяя провода. Облегчить работу поможет использование ключа.

Важно! Последний вариант реверсивной схемы подключения асинхронного однофазного мотора неправильный. Его можно использовать, только если соблюдаются условия:

• Длина пусковой и рабочей намоток одинакова;
• Площадь их поперечного сечения соответствует друг другу;
• Эти провода изготовлены из одного и того же материала.

Все эти величины влияют на сопротивление. Оно у обмоток должно быть постоянным. Если вдруг длина или толщина проводов отличаются друг от друга, то после того, как вы организуете реверс, окажется, что сопротивление рабочей намотки станет таким же, как было раньше у пусковой, и наоборот. Это может стать и причиной того, что мотор не сможет запуститься.

Внимание! Даже если длина, толщина и материал обмоток совпадают, работа при измененном направлении вращения ротора не должна быть продолжительной. Это чревато перегревом и выходом из строя двигателя. КПД при этом тоже оставляет желать лучшего.

Осуществить реверс асинхронного мотора 220В просто, если концы обмоток отводятся из корпуса наружу. Сложнее его организовать, когда выводов всего три. Рассмотренный нами третий способ реверсирования подходит только для кратковременного включения двигателя в сеть. Если работа с обратным вращением обещает быть продолжительной, то мы рекомендуем вскрыть коробку для переключения методами, описанными в 1 и 2 варианте: так безопасно для агрегата, и сохраняется КПД.

Реверсивная схема подключения электродвигателя

Направление вращения вала электродвигателя иногда требуется изменить. Для этого необходима реверсивная схема подключения. Ее вид зависит от того, какой у вас мотор: постоянного или переменного тока, 220В или 380В. И совсем по-другому устроен реверс трехфазного двигателя, включенного в однофазную сеть.

Переменная сеть: мотор 380 к сети 380

Для реверсивного подключения трехфазного асинхронного электродвигателя возьмем за основу схему его включения без реверса:

Эта схема позволяет вращаться валу только в одну сторону – вперед. Чтобы заставить его повернуться в другую, нужно поменять местами любые две фазы. Но в электрике принято менять только А и В, несмотря на то, что к такому же результату привели бы смены А на С и В на С. Схематично это будет выглядеть так:

Для подключения дополнительно понадобятся:

• Магнитный пускатель (или контактор) – КМ2;
• Трехкнопочная станция, состоящая из двух нормально замкнутых и одного нормально разомкнутого контактов (добавлена кнопка Пуск2).

Важно! В электрике нормально замкнутый контакт – это состояние кнопочного контакта, у которого есть только два несимметричных состояния. Первое положение (нормальное) – рабочее (замкнуто), а второе – пассивное (разомкнуто). Точно так же формулируется понятие нормально разомкнутого контакта. В первом положении кнопка пассивна, а во втором – активна. Понятно, что такая кнопка будет называться «СТОП», в то время как две другие: «ВПЕРЕД» и «НАЗАД».

Схема реверсивного подключения мало отличается от простой. Главное ее отличие состоит в электроблокировке. Она необходима для исключения пуска мотора сразу в двух направлениях, что привело бы к поломке. Конструктивно блокировка – это блок с клеммами магнитных пускателей, которые соединены в управляющей цепи.

Для запуска двигателя:

1. Включите автоматы АВ1 и АВ2;
2. Нажмите кнопку Пуск1 (SB1) для вращения вала по часовой стрелке или Пуск2 (SB2) для вращения в обратную сторону;
3. Двигатель работает.

Если нужно сменить направление, то сначала нужно нажать кнопку «СТОП». Затем включить другую пусковую кнопку. Электрическая блокировка не позволяет активировать ее, если мотор не выключен.

Переменная сеть: электродвигатель 220 к сети 220

Реверс электродвигателя 220В возможен только в том случае, если выводы обмоток лежат вне корпуса. На рисунке ниже – схема однофазного включения, когда пусковая и рабочая намотки расположены внутри и выводов наружу не имеют. Если это ваш вариант, вы не сможете изменить направление вращения вала.

В любом другом случае для реверсирования однофазного  конденсаторного АД необходимо поменять направление рабочей обмотки. Для этого вам понадобятся:

• Автомат;
• Кнопочный пост;
• Контакторы.

Схема однофазного агрегата почти ничем не отличается от той, что представлена для трехфазного асинхронного двигателя. Ранее мы перекидывали фазы: А и В. Сейчас при смене направления вместо фазного провода с одной стороны рабочей обмотки будет подключаться нулевой, а с другой – вместо нулевого фазный. И наоборот.

Переменная сеть: 380В к 220В

Для подключения трехфазного асинхронного двигателя к электросети 220В необходимо использовать один или два конденсатора для компенсации отсутствующей фазы: рабочий и пусковой. Направление вращательного движения зависит от того, с чем соединяется третья обмотка.

Чтобы заставить вал вращаться в другую сторону, обмотку №3 необходимо подключить с помощью конденсатора к тумблеру с двумя позициями. Он должен иметь два контакта, соединенных с обмотками №1 и №2. Ниже показана подробная схема.

Такой мотор будет играть роль однофазного, поскольку подключение происходило с помощью одного фазного провода. Чтобы запустить его, необходимо перевести реверсирующий тумблер в нужное положение («вперед» или «назад), затем перевести тумблер «пуск» в положение «включено». На момент запуска необходимо нажать одноименную кнопку – «пуск». Держать ее нужно не более трех секунд. Этого будет достаточно для разгона.

Постоянный электроток: особенности

Двигатели постоянного тока подключаются труднее моторов, питающихся от переменной сети. Потому что для того чтобы соединить обмотки, нужно точно знать, какой марки ваш агрегат. Только потом можно найти подходящую схему.

Но в любом электромоторе постоянного тока есть якорь и намотка возбуждения. От способа их включения их делят на агрегаты:

• с возбуждением независимым,
• с самостоятельным возбуждением (делится еще на три группы: последовательное, параллельное и смешанное подключение).

Электродвигатели постоянного тока с независимым возбуждением (схематично изображены ниже) применяется на производствах. Их намотка никак не связана с якорем, потому что подключается к другому электрическому источнику.

В станках и вентиляторах применяются моторы однофазного питания с параллельным возбуждением. Тут нет надобности во втором источнике.

В электротранспорте применяются агрегаты с последовательным возбуждением.

Если одна намотка параллельна якорю, а другая последовательна, то такой способ подключения – смешанный. Он встречается редко.

Все способы включения электродвигателей постоянного тока могут реверсироваться:

• Если возбуждение последовательное, то направление тока нужно поменять либо в возбуждающей намотке, либо в якоре;
• В любом другом случае рекомендуется менять обмотку только в якоре. Если менять в намотке, то есть опасность, что она оборвется. Это приведет к резкому возрастанию электродвижущей силы, которая приведет к повреждению изоляции.

Реверсирование двигателя постоянного тока с независимым возбуждением выполняется так же.

Имейте в виду, что в розетке ток переменный. Но это не значит, что он переменный во всех электроприборах, оснащенных электродвигателем и включенных в нее. Ток из переменного фазного может стать постоянным, пройдя через выпрямитель. Фазного питания вообще может не быть, если двигатель запитан от батареи.

Реверс однофазного конденсаторного двигателя — Всё о электрике

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

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.

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.

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.

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.

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».

Реверс однофазного двигателя

Однофазным называется такой асинхронный двигатель, на статоре которого имеется лишь одна рабочая обмотка, напрямую питаемая от единственной фазы сети. Есть в однофазном двигателе и вспомогательная (пусковая) обмотка, которая используется только в момент старта двигателя, для того чтобы придать ротору начальный импульс, фактически пусковая обмотка включается с целью вывести ротор из положения равновесия, иначе бы он не сдвинулся с места без посторонней помощи, и его пришлось бы сталкивать как-то иначе.

Как и в любом двигателе, в однофазном тоже имеются ротор, который вращается, и статор, который неподвижен, а служит лишь для создания изменяющегося во времени магнитного поля. Рабочая и пусковая обмотки расположены на статоре друг относительно друга под прямым углом, причем рабочая обмотка занимает вдвое больше пазов, чем пусковая.

Можно сказать, что в момент пуска такой двигатель работает как двухфазный, а после — переходит в однофазный рабочий режим. Ротор однофазного асинхронного двигателя по конструкции самый обычный — короткозамкнутый (типа «беличья клетка») или цилиндрический (полый).

Что получилось бы, если б пусковой обмотки на статоре вообще не было, или она была бы, но не использовалась. В этом случае, при включении двигателя в сеть, в рабочей обмотке появилось бы пульсирующее магнитное поле, и ротор бы попал в условия пронизывающего его изменяющегося магнитного потока.

Но если ротор изначально неподвижен, а мы внезапно подали переменный ток лишь в рабочую обмотку, то ротор с места не сдвинется, потому что суммарный вращательный момент (против часовой стрелки и по часовой стрелке) будет равен нулю, несмотря на индуцируемые в роторе ЭДС, и нет причин для вращения, ведь возникающие силы Ампера друг друга точно компенсируют.

Но совсем другое дело, если ротор подтолкнуть, – тогда он продолжит вращение в том же направлении, что и стартовый толчок, ведь теперь не только по закону электромагнитной индукции в роторе наведутся ЭДС и возникнут соответствующие токи, которые по закону Ампера станут от магнитного поля отталкиваться, но и (поскольку ротор уже имеет вращение) результирующий момент по направлению толчка окажется большим, чем момент против направления толчка. В итоге получим продолжение вращения ротора.

Чтобы пусковая обмотка смогла ротор в начальный момент толкнуть, она должна быть не просто смещена в пространстве относительно рабочей обмотки, но еще и ток в ней должен быть сдвинут по фазе относительно тока рабочей обмотки, тогда совместное действие двух этих обмоток статора окажется эквивалентно не просто пульсирующему магнитному полю, но уже вращающемуся магнитному полю. А это – как раз то, что необходимо для разгона ротора в момент пуска однофазного двигателя.

Для смещения по фазе тока в пусковой обмотке, как правило применяют необходимой емкости конденсатор, включенный последовательно с пусковой обмоткой, и создающий сдвиг фаз в 90 градусов. Это стандартное решение для двигателя с расщепленной фазой.

Как только двигатель включается в сеть, оператор нажимает на кнопку выключателя, который подает питание к цепи пусковой обмотки, и как только обороты достигнут необходимого значения соответствующего номиналу при данной частоте сети, кнопку отпускают.

Для получения реверса однофазного двигателя с конденсаторным пуском, достаточно обеспечить условие, когда пусковой толчок будет подаваться в другом направлении, чем подавался изначально. Это достигается путем изменения относительного порядка чередования фаз в рабочей и пусковой обмотках.

Для обеспечения данных условия, необходимо переключить рабочую или пусковую обмотку, то есть поменять «полярность» подключения ее выводов к сети либо к сети и к конденсатору. Это несложно реализовать, поскольку на однофазном двигателе есть клеммник, на который выведены каждый из концов как пусковой, так и рабочей обмоток. Рабочая обмотка имеет меньшее активное сопротивление, чем пусковая, поэтому ее несложно найти при помощи мультиметра. Лучшее решение — разместить выводы пусковой обмотки на двухполюсный переключатель без фиксации.

Реверсивное подключение однофазного асинхронного двигателя своими руками

Перед выбором схемы подключения однофазного асинхронного двигателя важно определить, сделать ли реверс. Если для полноценной работы вам часто нужно будет менять направление вращения ротора, то целесообразно организовать реверсирование с использованием кнопочного поста. Если одностороннего вращения вам будет достаточно, то подойдет самая простая схема без возможности переключения. Но что делать, если после подсоединения по ней вы решили, что направление нужно все же поменять?

Постановка задачи

Предположим, что у уже подсоединенного с использованием пускозарядной емкости асинхронного однофазного двигателя изначально вращение вала направлено по часовой стрелке, как на картинке ниже.

Уточним важные моменты:

• Точкой А отмечено начало пусковой обмотки, а точкой В – ее окончание. К начальной клемме A подсоединен провод коричневого, а к конечной – зеленого цвета.
• Точкой С помечено начало рабочей обмотки, а точкой D – ее окончание. К начальному контакту подсоединен провод красного, а к конечному – синего цвета.
• Направление вращения ротора обозначено с помощью стрелок.

Ставим перед собой задачу – сделать реверс однофазного двигателя без вскрытия его корпуса так, чтобы ротор начал вращаться в другую сторону (в данном примере против движения стрелки часов). Ее можно решить тремя способами. Рассмотрим их подробнее.

Вариант 1: переподключение рабочей намотки

Чтобы изменить направление вращения двигателя, можно только поменять местами начало и конец рабочей (постоянной включенной) обмотки, как это показано на рисунке. Можно подумать, что для этого придется вскрывать корпус, доставать намотку и переворачивать ее. Этого делать не нужно, потому что достаточно поработать с контактами снаружи:

1. Из корпуса должны выходить четыре провода. 2 из них соответствуют началам рабочей и пусковой намоток, а 2 – их концам. Определите, какая пара принадлежит только рабочей обмотке.
2. Вы увидите, что к этой паре подсоединены две линии: фаза и ноль. При отключенном двигателе произведите реверс путем перекидывания фазы с начального контакта намотки на конечный, а нуля – с конечного на начальный. Или наоборот.

В результате получаем схему, где точки С и D меняются между собой местами. Теперь ротор асинхронного двигателя будет вращаться в другую сторону.

Вариант 2: переподключение пусковой намотки

Второй способ организовать реверс асинхронного мотора 220 Вольт – поменять местами начало и конец пусковой обмотки. Делается это по аналогии с первым вариантом:

1. Из четырех проводов, выходящих из коробки мотора, выясните, какие из них соответствуют отводкам пусковой намотки.
2. Изначально конец В пусковой обмотки соединялся с началом С рабочей, а начало А подключалось к пускозарядному конденсатору. Сделать реверс однофазного двигателя можно, подключив емкость к выводу В, а начало С с началом А.

После описанных выше действий получаем схему, как на рисунке выше: точки А и В поменялись местами, значит ротор стал обращаться в противоположную сторону.

Вариант 3: смена пусковой обмотки на рабочую, и наоборот

Организовать реверс однофазного мотора 220В теми способами, что описаны выше, можно только при условии, что из корпуса выходят отводки от обеих обмоток со всеми началами и концами: А, В, С и D. Но часто встречаются моторы, в которых производитель намеренно оставил снаружи только 3 контакта. Этим он обезопасил устройство от различных «самоделок». Но все же выход есть.

На рисунке выше изображена схема такого, «проблемного», мотора. У него выходят из корпуса только три провода. Они помечены коричневым, синим и фиолетовым цветами. Зеленая и красная линии, соответствующие концу В пусковой и началу С рабочей намотки, соединены между собой внутри. Доступ к ним без разборки двигателя мы получить не сможем. Поэтому изменить вращение ротора одним из первых двух вариантов не представляется возможным.

В этом случае поступают так:

1. Снимают конденсатор с начального вывода А;
2. Подсоединяют его к конечному выводу D;
3. От проводов А и D, а также фазы, пускают отводки (можно сделать реверс с использованием ключа).

Посмотрите на рисунок выше. Теперь, если подключить фазу к отводку D, то ротор вращается в одну сторону. Если же фазный провод перекинуть на ветку A, то можно изменить направление вращения в противоположную сторону. Реверс можно осуществлять, вручную разъединяя и соединяя провода. Облегчить работу поможет использование ключа.

Важно! Последний вариант реверсивной схемы подключения асинхронного однофазного мотора неправильный. Его можно использовать, только если соблюдаются условия:

• Длина пусковой и рабочей намоток одинакова;
• Площадь их поперечного сечения соответствует друг другу;
• Эти провода изготовлены из одного и того же материала.

Все эти величины влияют на сопротивление. Оно у обмоток должно быть постоянным. Если вдруг длина или толщина проводов отличаются друг от друга, то после того, как вы организуете реверс, окажется, что сопротивление рабочей намотки станет таким же, как было раньше у пусковой, и наоборот. Это может стать и причиной того, что мотор не сможет запуститься.

Внимание! Даже если длина, толщина и материал обмоток совпадают, работа при измененном направлении вращения ротора не должна быть продолжительной. Это чревато перегревом и выходом из строя двигателя. КПД при этом тоже оставляет желать лучшего.

Осуществить реверс асинхронного мотора 220В просто, если концы обмоток отводятся из корпуса наружу. Сложнее его организовать, когда выводов всего три. Рассмотренный нами третий способ реверсирования подходит только для кратковременного включения двигателя в сеть. Если работа с обратным вращением обещает быть продолжительной, то мы рекомендуем вскрыть коробку для переключения методами, описанными в 1 и 2 варианте: так безопасно для агрегата, и сохраняется КПД.

{SOURCE}

Схема реверса с описанием подключения

Практически любой электродвигатель можно заставить вращаться как в одну, так и в другую сторону. Это часто необходимо, особенно при конструировании различных механизмов, например, систем закрывания и открывания ворот. Обычно на корпусе двигателя указывается заводское направление движения вала, которое считается прямым. Кручение в другую сторону в этом случае будет реверсивным.

Что такое реверс

Проще говоря, реверс – это изменение направления движения какого-либо механизма в противоположную сторону от выбранного основного. Схему реверса можно получить несколькими способами:

• Механическим
• Электрическим.

В первом случае при помощи переключения шестеренчатых связей, соединяющих ведущий вал с ведомым, добиваются вращения последнего в обратную сторону. По такому принципу работают все коробки передач.

Электрический способ подразумевает непосредственное воздействие на сам двигатель, где в изменении движения ротора принимают участие электромагнитные силы. Этот метод выигрывает тем, что не требует применения сложных механических преобразований.

Для того, чтобы получить реверс электродвигателя, необходимо собрать специальную электрическую схему, которая так и называется – схема реверса двигателя. Она будет отличаться для разных типов электрических машин и питающего напряжения.

Где применяется реверс

Легче перечислить случаи, когда реверс не используется. Практически вся механика построена на передаче крутящего момента по часовой стрелке и наоборот. Сюда можно отнести:

• Бытовую технику: стиральные машины, аудиопроигрыватели.
• Электроинструмент: реверсивные дрели, шуруповерты, гайковерты.
• Станки: расточные, токарные, фрезерные.
• Транспортные средства.
• Спецтехнику: крановое оборудование, лебедки.
• Элементы автоматики.
• Робототехнику.

Ситуация, с которой чаще всего сталкивается обычный человек на практике, это необходимость собрать схему подключения реверса электродвигателя асинхронного переменного тока либо коллекторного мотора постоянного тока.

Подключение асинхронного мотора 380 В к трехфазной сети в реверс

Схема подключения асинхронника в прямом направлении имеет определенную последовательность подачи фаз A, B, C на контакты двигателя. Ее возможно доработать, например, добавив переключатель, который бы менял местами любые две фазы. Таким способом можно получить схему реверса электродвигателя. В практических схемах такими фазами принято считать B и A.

Дополнительное оборудование:

• Пускатели магнитного типа (КМ1 и КМ2).
• Станция на три кнопки, где два контакта имеют нормально разомкнутое положение (в исходном состоянии контакт не проводит ток, при нажатии на кнопку происходит замыкание цепи), один нормально замкнутый.

Схема работает следующим образом:

• Включением автоматических предохранителей АВ1 (силовая линия), АВ2 (цепь управления) ток поступает на трехкнопочный переключатель и клеммы магнитных контакторов, которые в исходном состоянии разомкнуты.
• Нажатием кнопки «Вперед» ток проходит на катушку электромагнита контактора 1, который притягивает якорь с силовыми контактами. Одновременно при этом происходит обрыв цепи управления контактора 2, его теперь невозможно включить кнопкой «Реверс».
• Вал двигателя начинает вращаться в основном направлении.
• Нажатием кнопки «Стоп» ток в цепи обмотки управления прерывается, электромагнит отпускает якорь, силовые контакты размыкаются, замыкается блокировочный контакт кнопки «Реверс», и ее теперь можно нажать.
• При нажатии кнопки «Реверс» происходят аналогичные процессы только в цепи контактора 2. Вал двигателя будет вращаться в обратную сторону от основного направления.

Подключение мотора 220В к однофазной сети в реверс

Добиться реверса движения вала двигателя в этом случае возможно, если есть доступ к выводам его пусковой и рабочей обмоток. Эти моторы имеют 4 вывода: два на пусковую обмотку, подключенную с конденсатором, два на рабочую.

Если нет информации о назначении обмоток, ее можно получить методом прозвонки. Сопротивление пусковой обмотки всегда будет больше, чем рабочей за счет меньшего сечения провода, которым она намотана.

В упрощенном варианте схемы подключения мотора 220 В подают на рабочую обмотку, один конец пусковой обмотки на фазу или ноль сети (без разницы). Двигатель начнет вращаться в определенную сторону. Чтобы получить схему реверса, нужно отсоединить конец пусковой обмотки от контакта и туда подключить другой конец той же обмотки.

Чтобы получить полную рабочую схему включения, необходимо оборудование:

• Защитный автомат.
• Пост кнопочный.
• Электромагнитные контакторы.

Схема реверса и прямого хода в этом случае очень похожа на схему подключения трехфазного мотора, но коммутация здесь происходит не фаз, а пусковой обмотки в одном либо другом направлении.

Схема реверса трехфазного двигателя в однофазной сети

Так как трехфазному асинхронному двигателю будет недоставать двух фаз, их нужно компенсировать конденсаторами – пусковым и рабочим, на которые коммутируют обе обмотки. От того, куда присоединить третью, зависит кручение вала в ту или иную сторону.

На схеме ниже видно, что обмотка под номером 3 через рабочий конденсатор подсоединяется к трехпозиционному тумблеру, который и отвечает за режимы работы двигателя вперед/назад. Два других его контакта объединены с обмотками 2 и 1.

При включении двигателя нужно придерживаться следующего алгоритма действий:

• Подать питание на схему через вилку либо рубильник.
• Тумблер для переключения режимов работы перевести в положение вперед или назад (реверс).
• Тумблер питания поставить в положение ON (вкл).
• Нажать кнопку «Пуск» на время, не превышающее трех секунд, чтобы произвести запуск двигателя.

Схема подключения двигателя с реверсом от постоянного тока

Моторы, работающие от постоянного тока, несколько сложнее подключить, нежели электрические машины переменной сети. Затруднение состоит в том, что конструкции таких устройств могут быть разными, а точнее разным является способ возбуждения обмотки. По этому признаку различают двигатели:

• Независимого способа возбуждения.
• Возбуждения самостоятельного (бывают последовательного, параллельного и смешанного подключения).

Касаемо первого типа устройств, то здесь якорь не связан с обмоткой статора, они питаются каждый от своего источника. Этим добиваются огромных мощностей двигателей, используемых на производстве.

В станочном оборудовании и вентиляторах применяют моторы параллельного возбуждения, где энергия источника одна для всех обмоток. Электрические транспортные средства построены на основе последовательного возбуждения обмоток. Реже встречается смешанное возбуждение.

Во всех описанных типах конструкций двигателей возможно запустить ротор в противоположном направлении от основного хода, то есть реверсом:

• При последовательной схеме возбуждения роли не играет, где менять направление тока в якоре или статоре – в обоих случаях двигатель будет стабильно работать.
• В других вариантах возбуждения машин рекомендовано задействовать только обмотку якоря в целях реверсирования. Это связано с опасностью обрыва в статоре, скачка электродвижущей силы (ЭДС) и, как следствие, повреждения изоляции.

Запуск мотора схемой звезда-треугольник

При прямом запуске мощных трехфазных электродвигателей, применяя схему управления реверсом, происходят просадки напряжения в сети. Это связано с большими пусковыми токами, протекающими в этот момент. Чтобы снизить значение тока, применяют постепенный запуск мотора по схеме звезда-треугольник.

Суть заключается в том, что начало и конец каждой обмотки статора выводят в коробку с клеммами. Управляется схема тремя контакторами. Они поэтапно включают обмотки в звезду, а далее при разгоне двигателя выводят систему на рабочее состояние при подключении треугольником.

Как отличить реверсивный пускатель от прямого

Реверсивный пускатель — более сложное устройство. На самом деле, он состоит из двух обычных прямых пускателей, последние объединены в одном корпусе. Внутренняя схемотехника реверсивного устройства характерна тем, что невозможно запустить одновременно два режима – прямой и реверс. За этот процесс отвечает схема блокировки, которая может быть электрической или механической.

В заключение

Необходимо помнить, что подключать двигатели трехфазного напряжения к сети на 380В дозволено только квалифицированным специалистам, имеющим допуск к работе с высоковольтным оборудованием. Кустарные электрические схемы могут быть причиной возникновения электрических травм!

Как изменить направление вращения однофазного асинхронного двигателя

© 2010-2020 — ZIPSTORE.RU Запчасти и компоненты для торгового оборудования

Наш адрес: г. Москва, ул. Полярная, д. 31, стр. 1. Телефон: +7 495 649 16 77 (Skype, ICQ). Режим работы: понедельник — пятница с 9:00 до 18:00; суббота и воскресенье — выходной. Доставка по России, Белоруссии, Украине, Казахстану: Москва, Подольск, Сергиев Посад, Истра, Рязань, Курск, Липецк, Тула, Иваново, Воронеж, Ярославль, Тверь, Смоленск, Калуга, Белгород, Орел, Тамбов, Кострома, Брянск, Красноярск, Норильск, Кемерово, Новокузнецк, Новосибирск, Омск, Барнаул, Иркутск, Братск, Бийск, Улан-Удэ, Томск, Абакан, Чита, Горно-Алтайск, Кызыл, Санкт-Петербург, СПб, Выборг, Вологда, Череповец, Мурманск, Сыктывкар, Ухта, Архангельск, Северодвинск, Великий Новгород, Петрозаводск, Гомель, Гродно, Витебск, Могилев, Брест, Минск, Алма-Ата, Астана, Ереван, Киев, Днепропетровск, Львов, Ташкент, Могилев, Псков, Калининград, Нарьян-Мар, Уфа, Стерлитамак, Самара, Тольятти, Сызрань, Нижний Новгород, Арзамас, Саратов, Энгельс, Пермь, Ижевск, Казань, Набережные Челны, Бугульма, Пенза, Оренбург, Орск, Чебоксары, Новочебоксарск, Ульяновск, Киров, Йошкар-Ола, Саранск, Екатеринбург, Верхняя Пышма, Серов, Челябинск, Магнитогорск, Снежинск, Тюмень, Курган, Нижневартовск, Сургут, Надым, Ростов-на-Дону, Волгодонск, Таганрог, Волгоград, Волжский, Краснодар, Армавир, Астрахань, Майкоп, Владивосток, Уссурийск, Хабаровск, Комсомольск-на-Амуре, Советская Гавань, Южно-Сахалинск, Благовещенск, Петропавловск-Камчатский, Мирный, Ставрополь, Минеральные Воды, Махачкала, Нальчик, Алушта, Армянск, Джанкой, Евпатория, Керчь, Севастополь, Симферополь, Судак, Крым, Феодосия, Ялта. Сайт отвечает на вопросы: Как отремонтировать, настроить, установить оборудование? Где скачать документацию (инструкцию, мануал)? Где посмотреть партномер? Где купить запчасти (запасные части, зип), комплектующие, аксессуары и термоэтикетка, чековая лента для весов, термопринтеров штрих-кода, чековых принтеров? Обслуживание весов, кассовых аппаратов, термопринтеров, терминалов сбора данных, сканеров штрих-кода: каким образом возможно своими силами? Вас интересует наличие, цена, купить запчасти за наличный и безналичный расчет? — сделайте запрос нашим менеджерам. Официальный сайт компании Zipstore.ru.

Реверсивная схема подключения электродвигателя

В домашнем хозяйстве приходится использовать различные приборы, которые помогают облегчить выполнение какой-то задачи. В некоторых случаях под потребности приходится собирать какой-то конкретный инструмент, который стоит довольно дорого или под него просто есть все необходимые компоненты. Часто для этого важно знать, как сделать схему подключения электродвигателя. Заставить его вращаться не так сложно, а изменить направление движения уже сложнее. В статье будет рассказано о том, как выполнить схему реверсивного подключения двигателя.

Принцип работы

Электрический двигатель представляет собой механизм, в котором вращение осуществляется под воздействием электромагнитных волн. В основу положено всего два компонента:

Вращается только первый элемента, а импульс на него подается со второго элемента. Чем выше мощность двигателя, тем больше его габариты. Из всего разнообразия различают:

• коллекторные;
• асинхронные.

В двигателях коллекторного типа питание на ротор подается через угольные щетки, которые касаются ламелей коллектора. Такие двигатели еще называют короткозамкнутыми. В асинхронных двигателях схема действия несколько отличается. В этом случае вращение происходит под воздействием двух сил:

• магнитного поля;
• индукции.

Напряжение от источника питания подается на фиксированные обмотки статора. При этом в нем возникают электромагнитные волны. Если напряжение переменное, тогда магнитное поле нестабильно и имеет определенные колебания. Благодаря этим колебаниям и происходит смещение ротора. Между ротором и статором есть небольшой воздушный зазор, благодаря которому и возможно беспрепятственное смещение. Магнитные волны из обмоток статора воздействуют на обмотки ротора, создавая напряжение. Благодаря такому воздействию возникает электродвижущая сила или ЭДС. Она заставляет магнитные волны взаимодействовать в обратном направлении тем, что есть в статоре, поэтому двигатель и называется асинхронным.

Обратите внимание! Чаще всего асинхронные двигатели имеют трехфазное подключение. Благодаря использованию дополнительных компонентов его можно переделать на работу от сети 220 вольт.

Требуемые компоненты

Самостоятельное подключение двигателя для реверсивного вращения не вызовет особых сложностей, если руководствоваться приведенной схемой. Одним из важных компонентов, который облегчит такую задачу является магнитный пускатель или контактор. На самом деле магнитный пускатель и контактор не являются тождественными понятиями. Если говорить просто, то контактор входит в состав магнитного пускателя, но для упрощения в статье оба понятия используются как равнозначные. Магнитные пускатели как раз и применяются для запуска, реверсивного движения и остановки асинхронных двигателей.

Возможно, возникает вопрос о том, почему нельзя использовать обычный рубильник или силовой автомат. В принципе, это допустимо, но не всегда пусковые токи, которые необходимы двигателю для нормального начала функционирования являются безопасными для человека. При включении может возникнуть пробой, который выведет из строя как выключатель, так и навредит оператору. Чтобы свести риски к минимуму, потребуется пускатель. В нем контактная часть отделена от той, с которой взаимодействует оператор. В нем есть отдельный модуль с катушкой, которая создает электромагнитное поле. Для работы катушки может потребоваться напряжение в 12 или больше вольт. При подаче этого напряжения происходит взаимодействие с металлическим сердечником, который втягивается внутрь катушки. К сердечнику закреплена пластина, которая уходит к контактной группе. Они замыкаются и происходит запуск двигателя. Остановка происходит в обратном порядке.

Кроме контактора, потребуется трехкнопочная станция. Одна клавиша выполняет функцию остановки, а две других функции запуска с разницей в направлении вращения. В трехкнопочной станции должно быть два нормально разомкнутых контакта и один нормально замкнутый. Если говорить просто, то нормальным положением контактора называется его нерабочее положение. То есть при воздействии на контакт он либо замыкается, либо размыкается. Если в рабочем состоянии он замкнут, то обозначается как НО, а если разомкнут, то обозначается как НЗ. Контакт НЗ применяется для кнопки остановки.

Принципиальная схема

На иллюстрации выше можно видеть принципиальную схему реверсивного подключения двигателя. Она отличается от обычной только наличием дополнительного модуля. Если говорить точнее, то в схеме задействуется два модуля управления. Один из них заставляет вращаться двигатель вправо, а другой влево. Взаимодействие оператора с модулями происходит посредством кнопок SB2 и SB3. Латинскими буквами A, B, C на схеме обозначены подводящие линии трехфазной сети. Они подходят к общему выключателю, который обозначен QF1. Далее идут два контактора КМ и цифровым обозначением. От контакторов цепь уходит к обмоткам двигателя. Каждый из этих контакторов вынесен отдельно и находится справа, где дополнительно можно рассмотреть их составные компоненты.

Процесс включения

Процесс включения двигателя довольно просто описать, используя все ту же схему. Первым делом происходит задействование общего рубильника QF1. Как только он включается, происходит подача напряжения по трем фазам. Но это напряжение не подается непосредственно на сам двигатель, т. к. еще нет четких указаний, в каком направлении он должен вращаться. Далее проводники проходят через автомат SF1 он выполняет защитную функцию, обесточивая всю систему в случае короткого замыкания. Далее следует кнопка выключения, которая также способна быстро разомкнуть цепь питания. Только после этого напряжение следует к клавишам SB2 и SB3, после воздействия на который, питание проходит к двигателю.

Обратите внимание! На схеме хорошо видно, что два контактора не могут быть задействованы одновременно, поэтому сбоя произойти не может.

Чтобы двигатель получил достаточное усилие для обратного вращения, необходимо переключить силовые фазы, для чего и предназначен пускатель КМ2. Если еще раз обратить внимание на схему, то можно заметить, что пускатель КМ1 имеет прямое подключение фаз к двигателю, а КМ2 обеспечивает некоторое смещение. Все происходит за чет первой фазы, она в этой схеме является ждущей. Как только она размыкается, прекращается подача напряжения на двигатель.

Обратите внимание! В реверсивной схеме подключения двигателя должен присутствовать дополнительный защитный модуль, который будет следить за тем, чтобы двигатель был остановлен перед началом нового цикла.

После полной остановки может быть задействована кнопка SB3. Она активирует второй пускатель. Последний меняет положение фаз, как показано на схеме. При этом дежурная фаза остается неизменной, питание от нее все так же подается на первый контакт двигателя. Изменения происходят во второй и третьей фазе. Благодаря этому обеспечивается реверсивное движение.

Этапы подключения

Подключение двигателя для реверсивного движения отличается в зависимости от того, какая сеть будет выступать питающей 220 или 380. Поэтому есть смысл рассмотреть их отдельно.

К трехфазной сети

Руководствуясь представленной схемой легко составить последовательность, в которой должно производиться подключение электродвигателя. Первым делом устанавливается основной силовой автомат. Его номинальное напряжение и сила тока должны быть рассчитаны на те, которые будет потреблять двигатель. Только в этом случае можно быть уверенным в бесперебойной работе. Перед монтажом автомата для двигателя потребуется обесточить сеть. Следующим устанавливается предохранительный выключатель. После него фазный кабель уходит на разрыв, на кнопку стоп, а уже от нее делается подключение к контакторам. На каждом элементе контактора и кнопочного поста обычно делаются соответствующие обозначения, которые упрощают процесс подключения. Видео о сборке тестовой схемы можно посмотреть ниже.

К однофазной сети

В домашних условиях часто приходится задействовать асинхронный двигатель, но не в каждом хозяйстве есть трехфазная сеть, поэтому важно знать, как подключить двигатель к однофазной сети. Для запуска от одной фазы требуется дополнительный импульс, чтобы его обеспечить подбирается конденсатор требуемой емкости. Если говорить проще, то конденсаторов должно быть два. Один из них является пусковым и подключается параллельно первому. Соединение обмоток двигателя выполняется по схеме «звезда». Если обмотки соединены другим способом и нет возможности его изменить, тогда не получиться выполнить требуемую схему.

Чтобы реверсивная схема функционировала потребуется переключение питания, которое поступает от конденсаторов между полюсами. Понадобится два выключателя и одна не фиксируемая кнопка. Одни из выключателей будет отвечать за подачу напряжения в цепь питания двигателя. Второй выключатель должен иметь три положения. В одном из них он будет выключенным, а в двух других изменять подачу питания от конденсаторов на обмотки. Не фиксируемая кнопка будет дополнительно подключать второй конденсатор на момент запуска двигателя.

Два вывода конденсатора подключаются между собой. К двум другим происходит подключение пусковой кнопки. Средний вывод трехпозиционного переключателя подключается к конденсаторам в том месте, где они объединены между собой. Два других вывода подключаются к клеммам двигателя, на которые приходит питание. Конденсаторы подключаются к выходу обмотки, которая применяется для запуска. Кнопка включения ставится в разрыв фазного провода.

Чтобы привести весь механизм в действие, необходимо подать питание на цепь двигателя основным выключателем. После этого задается направление вращения двигателя трехпозиционным выключателем. Далее нажимается кнопка пуска до момента выхода двигателя на рабочие обороты. Если возникает необходимость изменить направление вращения, тогда потребуется обесточить двигатель и дождаться его полной остановки, переключить трехпозиционный тумблер в противоположное крайнее положение и повторить процесс.

Резюме

Как видно реверсивное подключение требует определенных навыков, но может быть осуществлено без особых сложностей при соблюдении всех рекомендаций. Теперь не будет препятствий в использовании трехфазных агрегатов от однофазной сети, при этом следует понимать, что максимальная мощность будет ограничена, т. к. невозможен выход на полное потребление. На компонентах для подключения лучше не экономить, т. к. это скажется на сроке службы всей схемы. Во время сборки и запуска необходимо придерживаться всех правил безопасности работы с электрическим током.

Отправить комментарий

Однофазные двигатели для домашнего использования

1. Введение

Энергосбережение — важный аспект устойчивого развития в современном обществе. В этой области электрические машины играют фундаментальную роль в промышленных, коммерческих и жилых помещениях. Хорошо известно, что энергия, потребляемая электрическими машинами, составляет наибольшую часть от общего потребления электроэнергии в промышленном секторе. Повышение эффективности может привести к значительному сокращению потребления ископаемого топлива, а также к снижению воздействия деятельности человека на окружающую среду.По этой причине в настоящее время и во всем мире все продукты для промышленного или бытового применения классифицируются на основе их энергоэффективности.

Однофазные асинхронные двигатели используются в быту благодаря их прочной и простой конструкции, а также их способности подключаться непосредственно к однофазной сети без использования преобразователей мощности [1, 2]. Однофазные асинхронные двигатели с расщепленными фазами и расщепленными полюсами (SPIM) представляют собой сегодня наиболее распространенные однофазные двигатели общего назначения.Поскольку SPIM по своей природе не запускаются автоматически при прямом подключении к сети, они используют вспомогательную обмотку для улучшения пусковых возможностей. Наиболее важными характеристиками SPIM являются: прочная и относительно дешевая конструкция и способность выдерживать большие перегрузки. По сравнению с трехфазными асинхронными двигателями [3] и другими типами машин, SPIM имеют гораздо более низкий КПД из-за более высоких потерь в меди и сердечнике [4].

Двигатели, используемые в бытовых приборах, часто имеют небольшую номинальную мощность, менее 2 кВт, и работают с постоянной скоростью [5].

В этом диапазоне мощности, чем меньше двигатель, тем ниже КПД машины. В основном это связано с тем, что потери в стали и в меди значительны по сравнению с номинальной мощностью. На самом деле сердечник статора малых двигателей обычно не отжигается; длина воздушного зазора относительно велика, а сопротивление обмоток статора сравнительно велико.

Синхронные двигатели с постоянными магнитами (PMSM) обеспечивают более высокий КПД и высокую плотность крутящего момента, хотя для нормальной работы им необходим инвертор [6].Благодаря значительному улучшению магнитных и тепловых свойств постоянных магнитов (ПМ) материалов за последние 40 лет, наряду со значительным снижением затрат, синхронные двигатели с постоянными магнитами приобрели популярность как в категориях с питанием от инвертора, так и в категориях запуска от сети [ 7, 8].

Благодаря своей простой конструкции и прямому подключению к сети, однофазные двигатели с постоянным током с линейным запуском (SPLSPMM) представляют собой хорошую альтернативу асинхронным двигателям, поскольку они обеспечивают значительную экономию энергии в долгосрочной перспективе.SPLSPMM конструктивно похожи на однофазные асинхронные двигатели с добавлением постоянных магнитов, приклеенных или встроенных в ротор. Двигатели с постоянным пуском от сети имеют более высокий КПД, чем SPIM, и работают с коэффициентом мощности, близким к единице [9]. Также они могут питаться от трехфазного источника питания и могут быть снабжены кожухом ротора [10, 11]. Этот тип двигателя подходит для использования в таких устройствах, как дренажные насосы и электрические вентиляторы [12]. Двигатели с постоянным током с линейным пуском запускаются как асинхронные двигатели и работают синхронно, как любой другой тип синхронного двигателя.

По сравнению с широко распространенными асинхронными двигателями, двигатели с постоянным магнитом и возможностью прямого пуска в режиме онлайн имеют более высокий КПД, высокий коэффициент мощности, низкую чувствительность к колебаниям напряжения и компактные размеры. У них также есть дополнительное преимущество в достижении более высокой плотности мощности, помимо возможности работать с синхронной скоростью [13, 14].

В частности, SPLSPMM можно использовать вместо обычных асинхронных двигателей для таких приложений, как насосы, кондиционеры и вентиляторы [15]. Однако синхронный двигатель с постоянными магнитами, работающий на частоте сети, имеет серьезный недостаток во время переходного процесса пуска, поскольку отверстие в железе статора должно быть точно профилировано для увеличения пускового момента и улучшения способности синхронизироваться с нагрузкой, приложенной к его валу.

Во время запуска двигателя ускоряющий момент двигателя SPLSPMM представляет собой средний крутящий момент клетки (если клетка присутствует) минус момент нагрузки. Постоянные магниты на роторе также создают тормозной момент, который снижает пусковой момент и снижает способность ротора к синхронизации. Оптимизация конструкции этих двигателей улучшает выходной крутящий момент, а также их общий КПД.

Этому вопросу посвящена техническая литература, и в различных работах исследовалось, как повысить эффективность SPLSPMM [16, 17].

Даже если превосходство SPLSPMM по отношению к SPIM хорошо известно, SPIM все еще широко используются во многих различных бытовых приборах.

В этой главе анализируются основные конструкции однофазных двигателей и сравниваются различные конструкции ротора, подходящие для SPLSPMM, с различным расположением магнитов.

Один асинхронный двигатель с расщепленными полюсами (как показано на рисунке 1), используемый в бытовой технике, сравнивается с различными конструкциями недорогого однофазного двигателя с постоянным током (SPLSPMM) [18, 19], чтобы численно оценить улучшение его характеристик.

Рисунок 1.

Прототип ротора с линейным пуском (справа), статор (в центре), ротор с расщепленными полюсами (слева).

Представлены модели с сосредоточенными параметрами однофазного асинхронного двигателя и однофазного двигателя с постоянным током от сети [20, 21] вместе с их эквивалентными схемами.

Эквивалентная схема SPLSPMM очень похожа на схему замещения SPIM. Благодаря этому SPLSPMM можно легко рассматривать как частный случай SPIM с наличием постоянных магнитов в роторе; это упрощает сравнение их общих характеристик.

Таким образом, сравнение конструкций ротора выполняется с помощью анализа методом конечных элементов. Оптимальное решение проверено экспериментально.

Целью исследования является численная оценка характеристик SPLSPMM и его эффективности по сравнению с SPIM с заштрихованными полюсами того же объема и веса [22]. Сравниваемые двигатели в основном имеют одинаковую конструкцию.

Сравнение проводится с использованием метода конечных элементов (МКЭ), аналитической модели и экспериментов.

В разделе 4 показана математическая модель испытываемого двигателя, а в разделе 5 показана процедура проектирования.Результаты экспериментального сравнения приведены в разделе 6.

2. КПД однофазных двигателей

Однофазные асинхронные двигатели с расщепленными полюсами широко используются, но их КПД невелик. Их низкие характеристики обусловлены их внутренними характеристиками. Потребность в устойчивости привела к международным нормам в области энергоэффективности. Стандарт IEC 60034-30-1, опубликованный в марте 2014 года, классифицирует двигатели по четырем уровням энергоэффективности (IE1 – IE4).

Стандарт IEC 60034-30-1 применяется как к однофазным, так и к трехфазным двигателям. Классификация различается для двигателей с разным количеством пар полюсов. Европейский Союз транспонировал стандарт IEC 60034-30-1, введя временную шкалу энергоэффективности всех двигателей, производимых в диапазоне мощности 0,75–375 кВт. С 2017 года все выпускаемые электродвигатели должны иметь КПД не ниже класса IE3 (или IE2, если двигатель питается от инвертора). Ожидается, что в будущем ассортимент будет расширен.Оптимизация двигателей для повседневного использования может сэкономить огромное количество энергии и сохранить конкурентоспособность отраслей.

В литературе много исследований, направленных на улучшение выходных характеристик асинхронных двигателей [23, 24]. Однофазные асинхронные двигатели с пуском от сети бывают двух основных типов:

В первом используется вспомогательная обмотка с внешним сопротивлением. Значение импеданса выбирается с учетом различных аспектов:

• Подавление обратного поля : Конденсатор выбирается для того, чтобы, насколько это возможно, отменить обратный крутящий момент, присутствующий в машине, чтобы получить круговой поле в воздушном зазоре и исключить альтернативные крутящие моменты с двойной пульсацией по отношению к питанию.Однако этот метод позволяет оптимизировать производительность при одной рабочей скорости;

• Минимизация отношения обратного крутящего момента к прямому крутящему моменту : Внешний импеданс выбирается так, чтобы максимизировать производительность в широком диапазоне скоростей;

• Максимизация электромагнитного момента .

• Максимизация соотношения крутящий момент / потребление тока ;

Для достижения тех же целей в асинхронных двигателях с экранированными полюсами используется вспомогательная обмотка, которая, как правило, закорочена и пространственно отстает от основной обмотки.Импеданс вспомогательной обмотки приводит к необходимому запаздыванию.

3. Двигатели с постоянным магнитом и линейным пуском

Синхронные двигатели с постоянным магнитом и линейным пуском конструктивно аналогичны однофазным асинхронным двигателям, за исключением постоянных магнитов, расположенных на роторе. КПД SPLSPMM выше по сравнению с обычными SPIM, и, кроме того, они могут работать с коэффициентом мощности, близким к единице. SPLSPMM в основном используются в домашних условиях, таких как холодильники, компрессоры или вытяжки / вентиляторы.Однако эти преимущества приводят к увеличению производственных затрат. Поскольку стоимость высокоэнергетических постоянных магнитов снижается, можно ожидать, что SPLSPMM завоевал более широкую долю рынка, чтобы соответствовать требованиям по энергоэффективности.

SPLSPMM сочетает в себе преимущества двигателей с постоянными магнитами и преимущества ротора с сепаратором. Беличья клетка обеспечивает возможность асинхронного запуска, в то время как действие магнитов нарушает переходную фазу. Еще одним преимуществом SPLSPMM с сепаратором-ротором является то, что они могут быть прикреплены непосредственно к сетке.

В установившемся режиме двигатель работает с синхронной скоростью. При синхронной скорости токи можно уменьшить. Фактически, в асинхронной машине крутящий момент достигается за счет разницы скоростей между главным магнитным потоком и ротором. Это явление приводит к потерям Джоуля в стержнях ротора и, в меньшей степени, к потерям в сердечнике ротора. Кроме того, ток намагничивания, необходимый для создания магнитного поля, определяет дополнительные потери в статоре. В синхронных машинах магнитное поле создается обмоткой якоря и возбуждением, причем большая часть магнитного потока создается возбуждением, в то время как меньшее количество реактивной мощности поглощается сеткой во время работы.Причем в этом случае поле возбуждения получается с помощью постоянных магнитов; нет потерь в меди в роторе и практически нет потерь в сердечнике.

Основные ограничения машин с линейным запуском (аналогично SPIM) заключаются в том, что поле воздушного зазора является эллиптическим, а возможности запуска ограничены. К счастью, большинство ограничений можно устранить путем соответствующей формы магнитной цепи.

Математические модели SPIM и SPLSPMM основаны на разложении основных потоков на прямые и квадратурные составляющие [25, 26, 27, 28].

В этой главе представлена ​​математическая модель асинхронной машины с расщепленными полюсами и однофазной машины с постоянным магнитом и пуском от сети. Сравниваются характеристики обоих типов двигателей. Модель использует пространственные векторы [23] для описания распределения индукции в воздушном зазоре.

3.1. Схема замещения однофазного асинхронного двигателя

Однофазные асинхронные двигатели широко используются в маломощных приложениях (до нескольких кВт). Конструкция этих машин аналогична трехфазной версии, с одной однофазной обмоткой статора и одним корпусом ротора.Однако они достигают более низкой плотности мощности. На обмотку статора, которая обычно занимает две трети периферии статора, подается синусоидальное напряжение, которое также вызывает синусоидальную MMF. Распределение магнитного поля в воздушном зазоре имеет фиксированное положение, а его амплитуда синусоидально изменяется вместе с током.

3.1.1. MMF и крутящий момент, создаваемый основной обмоткой

Магнитное поле в воздушном зазоре, создаваемое однофазной обмоткой, составляет:

E1

, где p — количество пар полюсов, а α — угловая координата в ссылка статора.

Если в уравнении. 1 установлено:

E2

с N количество витков на пару полюсов; ξ коэффициент намотки; δ ширина воздушного зазора; μo проницаемость вакуума.

Рассматривая случай синусоидального питания:

E3

Используя уравнение. (1):

E4

, который представляет собой электромагнитную волну, меняющую свою амплитуду во времени. Уравнение (4) можно легко переписать, используя тригонометрические допущения:

E5

Это означает, что магнитное поле однофазной обмотки может быть получено как сумма двух разных полей с одинаковой амплитудой и с разным вращением ( Фигура 2).

Рисунок 2.

Направления вращения поля.

Эти два поля оказывают одинаковое влияние на ротор. Поле, вращающееся в том же направлении, что и ротор, называется прямым полем , а другое обратным полем . Точно так же электромеханический крутящий момент (T) можно рассматривать как сумму прямого крутящего момента T _d , вызванного прямым полем, и обратного крутящего момента T _i , вызванного обратным полем.Очевидно, что значения этих моментов зависят от скорости вращения ротора. T _d и T _i равны, если скорость равна нулю, то есть скольжение равно единице (поскольку при нулевом скольжении магнитные поля, имеющие равные амплитуды, вращаются с одинаковой скоростью, но в противоположных направлениях) . Во всех остальных рабочих точках значения крутящего момента другие.

Следовательно, можно определить два проскальзывания, одно прямое и одно обратное:

E6

E7

Для изучения SPIM можно ввести упрощение, рассматривая двигатель как объединение двух трехфазных машин.Систему можно изучать с помощью техники наложения эффектов.

Главный недостаток однофазной асинхронной машины заключается в том, что она не запускается самостоятельно, поскольку в начальной точке результирующий крутящий момент равен нулю. Когда ротор вращается, возникает ненулевой чистый крутящий момент.

3.1.2. Подавление обратного поля

Для решения проблемы подавления обратного поля, создаваемого первичной обмоткой однофазного асинхронного двигателя, могут применяться различные методы.Обычно это делается путем добавления вспомогательной обмотки с магнитной осью, смещенной на γ электрических радиан от основной обмотки, и подачи на две обмотки токами, взаимно смещенными во времени на угол φ (Рисунок 3).

Рисунок 3.

Упрощенная принципиальная схема асинхронного двигателя с расщепленной фазой.

Вспомогательная обмотка создает дополнительное поле. Ba :

E8

Если γ положительный, то вспомогательная обмотка отстает.Если на вспомогательную обмотку подается ток, отстающий на φ от тока в основной обмотке в формуле. 5, распределение плотности потока становится следующим:

E9

Результирующая плотность потока в воздушном зазоре достигается суммированием уравнения. (9) к формуле. (5) и состоит из двух вращающихся полей, одно в прямом направлении :

E10

, а другое в обратном направлении :

E11

Чтобы в идеале отменить обратное поле, должны быть выполнены два условия. считается:

1. 1.Амплитуды MMF первичного и вспомогательного полей должны быть равны:

1. 2. Должно соблюдаться следующее соотношение между геометрическим и временным фазовым лагом:

Наконец, максимальная амплитуда прямого поля достигается, если:

E12

В случае, когда достигаются два условия для подавления обратного магнитного потока, результирующая плотность потока в воздушном зазоре достигается суммированием уравнения. (9) к формуле. (5):

E13

Ур.(13) представляет одно поле, вращающееся в одном направлении, как в трехфазной машине. Очевидно, что идеального гашения можно добиться только в одной рабочей точке, например, при запуске или при номинальной нагрузке.

В машинах с расщепленной фазой условие 2 достигается за счет смещения вспомогательной обмотки на γ = π / 2, что означает φ = — π / 2. Знак минус означает, что вспомогательный ток опережает основного тока.

Таким образом, SPIM с расщепленной фазой включает в себя две обмотки статора: одну основной обмотки и одну вспомогательную обмотку , смещенных на 90 °.Если вспомогательная обмотка используется для запуска, ее можно исключить, когда машина достигнет фиксированного рабочего состояния.

Задержка по току π / 2 создается путем последовательного включения конденсатора во вспомогательную обмотку. Это необходимо для обеспечения возможности самозапуска и улучшения его характеристик, так чтобы сдвиг фаз между токами, циркулирующими в двух обмотках статора, создавал дисбаланс между прямым и обратным крутящим моментом. Такой сдвиг фаз возможен из-за омико-емкостного характера одной из обмоток (из-за наличия конденсатора).

Так как вспомогательная обмотка может отключаться на фиксированной скорости, индукционная машина с конденсаторным запуском может быть разделена на топологию постоянного конденсатора (рисунок 4) и топологию пускового конденсатора (рисунок 5).

Рисунок 4.

Асинхронный двигатель с постоянным конденсатором.

Рис. 5.

Однофазный асинхронный двигатель с конденсаторным пуском.

Для двигателя с конденсаторным пуском значение емкости выбирается для достижения желаемых пусковых характеристик, в то время как для двигателей с постоянным конденсатором это обычно является результатом компромисса между характеристиками при различных условиях нагрузки.

В SPIMS с расщепленными полюсами вспомогательная обмотка состоит из двух короткозамкнутых обмоток, намотанных вокруг полюсных наконечников. Угол ψ варьируется путем изменения количества короткозамкнутых витков до достижения желаемой производительности.

3.2. Анализ однофазного асинхронного двигателя

Основываясь на распределении плотности потока в воздушном зазоре в разделе 3.1.2, можно вычислить ЭДС, индуцированную в обмотках статора и ротора. После этого получается электромагнитный момент и, наконец, выводится эквивалентная схема.

3.2.1. Результирующая плотность потока в воздушном зазоре

Плотность потока в воздушном зазоре является суммой распределения плотности потока обмоток статора и клетки:

E14

, где Bstator и Bcage могут быть получены из формул. (10) и (11):

E15

, где Ifs и Ifr являются прямым и обратным компонентами системы токов статора соответственно. Если подавление обратного потока не является идеальным, амплитуды этих составляющих тока будут разными.То же самое и с клеткой.

В синусоидальном установившемся режиме основная гармоника плотности потока в воздушном зазоре:

E16

3.2.2. Обратные ЭДС статора

ЭДС одной обмотки статора можно получить, суммируя ЭДС каждой катушки.

E17

где D — диаметр станка; zνi — количество проводников в пазу.

ЭДС, индуцированная в обмотках статора, может быть оценена как:

E18

, где было принято следующее уравнение:

3.3. Обратные ЭДС ротора

ЭДС в стержнях ротора получаются так же, как и раньше.

E19

ЭДС, индуцированная в каждом стержне ротора, представляет собой сумму двух синусоидальных составляющих с пульсацией ( ω + pωr ) e ( ω — pωr ):

E20

3.4. Выражение для электромагнитного момента

Электромеханический крутящий момент можно оценить как:

E21

с B ( α, t ) распределение индукции в воздушном зазоре и Θ _r ( α, t ) плотность тока ротора:

E22

где ∆ Fr ( α, t ) — MMF, вызванная только токами ротора:

E23

Eq.22 становится:

E24

Подставляя уравнение. 24 и уравнение. 16 в уравнении. 21 и, наконец, решая, получается выражение для электромагнитного момента:

E25

, где принималось следующее уравнение: Если = Ifs + ρIfr и Ib = Ibs + ρIbr .

Следовательно, электромагнитный момент в однофазном асинхронном двигателе представляет собой сумму трех членов:

1. Прямой электромагнитный момент:

3.5. Математическая модель

Математическая модель SPIM получена путем рассмотрения основной гармоники распределения плотности потока в воздушном зазоре.

Рисунок 6.

Подключение к сети однофазного асинхронного двигателя с конденсаторным пуском.

Полные сопротивления двух цепей (Рисунок 6), включая внешний импеданс, составляют: Z _{1 ​​} = R _{1 ​​} + jX _{1 ​​} и Z _{t 2} = R ₂ + Rc + j ( X ₂ + Xc ).

Токи I _{1 ​​} и I ₂ могут быть выражены как функция прямой и обратной составляющих токов статора:

E26

E27

Уравнения, относящиеся к различным цепям эквивалентных схем, следующие:

, где

E28

, где

Наконец, вызывается выражение электромагнитного момента.

E29

3.6. Эквивалентная схема однофазного асинхронного двигателя

Уравнения, которые определяют математическую модель однофазного асинхронного двигателя со вспомогательной обмоткой и внешним импедансом, могут быть графически преобразованы в эквивалентные схемы.

Ссылаясь на модели Eqs. (28) после некоторых манипуляций можно записать:

E30

4. Синхронный двигатель с постоянным магнитом с линейным запуском

Модель линейного двигателя с постоянным магнитом выводится ниже на основе модели заштрихованных — полюсная машина без вспомогательной обмотки.

4.1. Распределение плотности потока обмотки статора в воздушном зазоре

В однофазной машине с парами полюсов p магнитное поле в воздушном зазоре фиксировано в пространстве и изменяется во времени из-за конструкции двигателя и его обмотки.Поэтому обмотка якоря не может создавать вращающееся поле во времени и пространстве. Первая гармоника магнитного поля статора может быть записана как:

E31

, где K равно

E32

с форм-фактором f , что составляет

E33

в случае прямоугольной магнитодвижущей силы ( MMF). Уравнение плотности потока обмотки статора:

E34

Это поле можно разделить на две составляющие, а именно прямое и обратное поле.

4.2. Полная плотность потока в воздушном зазоре SPLSPMM

Плотность потока в воздушном зазоре однофазных синхронных двигателей с постоянным пуском от сети складывается из двух составляющих: плотности потока обмотки статора и распределения плотности потока постоянного магнита ударов в минуту . В некоторых случаях может быть добавлена ​​неполная беличья клетка для улучшения пусковых характеристик и добавлено дополнительное распределение плотности потока Bc :

Bpαt = Bs + Bc + BpmE35

с:

E36

E37

E38

В синусоидальном установившемся режиме и скорости ротора ωr , один имеет:

E39

, где Ifs и Ibs представляют прямую и обратную составляющие тока статора.Каждая компонента плотности потока дает вклад в обратную ЭДС.

Более точной моделью SPLSPMM является модель Ref. [14], который основан на [1]. Модель анализирует SPLSPMM с асимметричной обмоткой статора, вспомогательной обмоткой и PM на роторе, вызывающих торможение и пульсирующие моменты. Модель основана на сочетании симметричных компонентов и теории оси d-q. Для двигателя без вспомогательной обмотки симметричный компонент Vq равен нулю, а Vd = 2Vm.В синхронном установившемся режиме прямое напряжение синхронизируется с ротором, и модель можно упростить, используя среднее значение кажущегося импеданса по оси d, в то время как часть оси q не требуется. Результирующая модель компонента по оси d в установившемся состоянии представлена ​​в виде эквивалентной схемы рисунка 7 для SPIM и рисунка 8 для SPLSPMM.

Рисунок 7.

Эквивалентная схема однофазной индукционной машины.

Рисунок 8.

Эквивалентные схемы однофазной машины SPLSPMM, где Z1 — полное сопротивление статора; Xmd — реактивное сопротивление намагничивания по оси d относительно обмотки статора (основной); R r I — сопротивление ротора относительно обмотки статора; X r I — реактивное сопротивление утечки ротора относительно обмотки статора; БЭДС — эквивалентная обратная ЭДС, вызванная наличием магнитов; Z2 — это среднее значение кажущегося импеданса по оси d Z2 = [Z1 + jXmd] + [jXmd // (Rrl / 2 + jXrl)] [14].

5. Выбор оптимальной конфигурации

5.1. Технические характеристики машины и моделирование поля без нагрузки

Различные конфигурации машины были численно сравнены с помощью метода конечных элементов (FEM). Все конфигурации используют один и тот же сердечник статора, который совпадает с сердечником SPIM, используемого в качестве эталона, в то время как количество, тип и форма магнитов ротора различны. На роторе установлена ​​неполная клетка, чтобы улучшить пусковые характеристики двигателя.

В таблице 1 приведены основные размеры и технические характеристики рассматриваемых двигателей. Обмотка выполнена из 1723 витков медным проводом 0,2 мм, материал обоймы — алюминий.

Таблица 1.

Основные размеры и характеристики прототипов

Первая конфигурация является производной от асинхронного двигателя с экранированными полюсами и включает два магнита из NdFeB для поверхностного монтажа. Модель двигателя FEM с контуром плотности потока показана на рисунке 9 (а). Для этой конструкции требуется значительный объем магнитов, а также стоимость изготовления выше, чем у следующих решений; поэтому он будет включен сюда только для полноты картины.Неполная клетка используется для обеспечения запуска во всех конфигурациях.

Рис. 9.

Моделирование методом конечных элементов без нагрузки. (а) Результат моделирования FEM первой конфигурации ротора с двумя поверхностными магнитами NdFeB (модель 1). (b) Результат моделирования методом МКЭ второй конфигурации ротора с двумя вставными магнитами NdFeB (модель 2). (c) Третья конфигурация ротора с четырьмя результатами моделирования NdFeB (позиция 1) (модель 3). (d) Конфигурация с четырьмя магнитами NdFeB (позиция 2), результат моделирования (модель 4).(e) Конфигурация с двумя магнитами NdFeB и двумя керамическими магнитами (позиция 1), результат моделирования (модель 5).

Вторая конфигурация аналогична первой, она состоит из двух магнитов NdFeB, но вместо того, чтобы монтироваться на поверхность, они скрыты внутри ротора. Модель двигателя FEM с контуром плотности потока представлена ​​на рисунке 9 (б).

Третья конфигурация основана на второй и включает в себя два дополнительных встроенных магнита NdFeB для увеличения поля на оси d- ротора.Модель двигателя FEM с контуром плотности потока представлена ​​на рисунке 9 (c).

Для дальнейшего исследования роли средних магнитов предлагается четвертая конфигурация. Он такой же, как и третий, но два средних магнита расположены ближе к воздушному зазору. Модель двигателя FEM с контуром плотности потока представлена ​​на рисунке 9 (d).

Наконец, представлена ​​недорогая конфигурация. Такая же, как и в третьей конфигурации; он оснащен двумя керамическими средними магнитами вместо вставных магнитов из NdFeB.Модель двигателя FEM с контуром магнитной индукции этой конфигурации представлена ​​на рисунке 9 (e).

5.2. Потоковая связь

Потоковая связь рассчитывается численно для каждой из вышеуказанных структур. Потоковые связи различных конфигураций показаны на рисунке 10.

Рисунок 10.

Потоковые связи различной конструкции для разных положений ротора.

Видно, что, хотя первая конфигурация обеспечивает самую высокую потокосцепление, между другими конфигурациями нет существенной разницы.Исходя из соображений стоимости, следует отдавать предпочтение конфигурациям 2 и 4.

Выбранная конфигурация показана на Рисунке 1 и Рисунке 9 (b) с двумя магнитами NdFeB класса 32, встроенными в ротор. Эта конфигурация обеспечивает максимальную плотность магнитного потока с минимальным увеличением стоимости производства машины. Кроме того, эту конфигурацию проще всего производить.

Обратную ЭДС можно рассчитать по потокосцеплениям как:

E40

Используя уравнение. В (40) обратная ЭДС вычисляется для полного вращения ротора и извлекается ее среднеквадратичное значение.С другой стороны, тенденции для прогнозируемой обратной ЭДС показаны на рисунке 11. Среднеквадратичное значение обратной ЭДС в зависимости от скорости (для различных решений) показано на рисунке 12. Можно заметить, что тенденция является ожидаемой. , примерно линейно. Эти значения сравниваются с экспериментальными результатами в разделе 6 (для выбранного решения).

Рисунок 11.

Прогнозируемые обратные ЭДС в зависимости от модели положения ротора 1, 2, 3, 4, 5.

Рисунок 12.

Обратные ЭДС для разных скоростей ротора, разные решения.

6. Экспериментальные испытания

Для сравнения характеристик SPLSPMM с SPIM, SPLSPMM был поставлен с однофазным инвертором, реализующим линейное изменение В / Гц.

6.1. Идентификация параметров SPLSPMM

Для получения параметров модели машины и изучения ее характеристик были проведены испытания как без нагрузки, так и под нагрузкой. Испытательный стенд показан на рисунке 13.

Рисунок 13.

Испытательный стенд.

Параметры эквивалентной схемы, полученные в результате испытаний, показаны в Таблице 2, а на Рисунке 14 показан тренд реактивного сопротивления намагничивания как функции напряжения (который был реализован в математической модели).

Таблица 2.

Параметры эквивалентной цепи.

Рисунок 14.

Реактивное сопротивление намагничивания как функция напряжения.

Для испытания на обрыв цепи машина соединена с асинхронной машиной, и клеммы испытуемого двигателя (MUT) разомкнуты. Напряжения на клеммах измеряются при различных значениях скорости. Тенденция среднеквадратичных амплитуд обратных ЭДС приблизительно линейна, как показано на рисунке 15. На этом же рисунке можно убедиться, что аналитически предсказанная тенденция очень близка к экспериментальным результатам. Небольшие различия вызваны производственным процессом (который, возможно, привел к ухудшению свойств магнита) и математическими приближениями.

Рисунок 15.

Сравнение обратных ЭДС.

Значение и форма сигнала обратной ЭДС при 2710 об / мин (45,2 Гц) показаны на рисунке 16. Учитывая ту же рабочую точку, выполняется моделирование FEA, и поведение машины показано на рисунке 11.

Рис. 16.

Измеренная обратная ЭДС в зависимости от положения ротора.

Прогнозируемые и экспериментальные среднеквадратичные значения напряжения совпадают, а формы обратных ЭДС примерно одинаковы, за исключением большей пульсации, представленной экспериментальными данными, которая связана с прорезью обоймы ротора.

В таблице 3 номинальная рабочая точка машины с расщепленными полюсами сравнивается с двумя рабочими точками прототипа. Учитывая фиксированную частоту 50 Гц и переменное напряжение, максимальный крутящий момент достигается при питании двигателя напряжением 230 В, а максимальная эффективность достигается при питании напряжением 190 В. Дополнительные результаты показаны в разделе 6.2.

6.2. Характеристика SPIM

SPIM имеет одну обмотку статора (основная обмотка) и одну короткозамкнутую обмотку, а ротор является короткозамкнутым. Однофазный асинхронный двигатель без вспомогательной обмотки не запускается самостоятельно. Когда двигатель подключен к однофазной сети, по главной обмотке проходит переменный ток, который создает пульсирующее магнитное поле. Для создания крутящего момента необходима вспомогательная обмотка.

Используемый SPIM имеет ту же магнитную цепь, что и SPLSPMM.Асинхронная машина питается с номинальным напряжением и частотой, следовательно, 230 В и 50 Гц, а крутящий момент нагрузки увеличивается с шагом от 0 до максимального крутящего момента.

Вот некоторые данные, чтобы иметь представление о характеристиках двигателя с расщепленными полюсами. Максимальный крутящий момент, достигаемый двигателем в этих условиях, составляет 1,26 кг · см при 2076 об / мин. Ток питания двигателя в этой рабочей точке составляет 0,82 А. Входная мощность составляет 107 Вт, а выходная мощность — 27 Вт, следовательно, КПД в этой точке равен 25.23%. Максимальная эффективность SPIM 28,16% достигается при 2350 об / мин, с входным током 0,78 А и крутящим моментом на выходе 1,14 кг / см. Тот же тест был проведен с разными значениями напряжения питания от 180 В до 240 В. Наибольшее значение крутящего момента в этих условиях достигается при 240 В и составляет 1,23 кг / см, тогда как максимальный КПД составляет 27,03%. при 210 В.

6.3. Характеристики SPLSPMM

SPLSPMM питается от однофазного инвертора, реализующего закон U / f.Испытание проводилось при различных значениях напряжения питания в диапазоне от 180 до 230 В. Тенденция крутящего момента в зависимости от входного тока показана на рисунке 17. При 230 В и 3000 об / мин достигнутый крутящий момент составляет 2,91 кг · см при входном токе 0,92 А. Крутящий момент был экспериментально оценен и сравнен с аналитическим крутящим моментом, достигнутым с помощью эквивалентной схемы (Рисунок 18). На рисунке 19 показан тренд КПД SPLSPMM в зависимости от входного тока при различных напряжениях и частотах.Максимальный КПД составляет 62,44% при 0,75 А, 2,49 кг см при 3000 об / мин. Наибольшее значение крутящего момента достигается при 220 В и составляет 2,6 кг / см, в то время как наиболее эффективное значение достигается при 190 В с 73,59%.

Рис. 17.

Тенденция крутящего момента SPLSPMM с входным током от источника питания V / f инвертора.

Рис. 18.

Сравнение тенденции крутящего момента SPLSPMM между экспериментальными результатами и математической моделью.

Рисунок 19.

Эффективность SPLSPMM на разных частотах.

6.4. Сравнение SPLSPMM и SPIM

Для оценки характеристик двух типов двигателей SPLSPMM и SPIM были испытаны в одинаковых условиях эксплуатации. Сравнение производительности производится путем подключения двух двигателей к источнику питания синусоидальной формы с частотой 50 Гц и переменным напряжением. Характеристики КПД и крутящие моменты сравниваются на рисунках 20 и 21.

Рисунок 20.

Сравнение КПД.

Рисунок 21.

Сравнение крутящего момента.

Две цифры подчеркивают превосходство SPLSPMM с точки зрения плотности крутящего момента и эффективности. Превосходство в основном связано с механизмом производства крутящего момента SPLSPMM. При фиксированном крутящем моменте ток SPLSPMM ниже, что снижает потери Джоуля в обмотке статора. Кроме того, компонент потерь в обойме ротора уменьшается, а отсутствие вспомогательной обмотки (заштрихованный полюс) дополнительно снижает джоулевые потери. Увеличение потерь в стали из-за магнитов незначительно.Следовательно, как и можно было представить, благодаря простому изменению конструкции ротора общие характеристики улучшились.

7. Заключение

В этой главе предложен математический и экспериментальный анализ SPLSPMM. Различные структуры SPLSPMM были смоделированы с помощью FEM и сравнены. Изготовлен, проанализирован и испытан прототип.

Исходя из математической модели однофазного двигателя с расщепленными полюсами, была предложена эквивалентная схема для SPLSPMM.Эквивалентная схема учитывала наличие как магнитов, так и обоймы ротора.

Экспериментальные результаты включают испытания без нагрузки и под нагрузкой, проведенные при различных напряжениях и частотах. Результаты показывают значительное улучшение производительности SPLSPMM по сравнению с классическим SPIM. Максимальный КПД SPLSPMM превышает 70%, а эффективность SPIM не превышает 30%.

Номенклатура

Что такое DOL Starter? Подключение и работа стартера с прямым подключением к сети

Пускатель прямого включения для двигателей — схема прямого пуска, работа, типы и применение

Асинхронный двигатель потребляет огромное количество тока при запуске. Этот пусковой ток может повредить обмотки двигателя. Во избежание повреждений мы используем различные методы снижения пускового тока с помощью пускателя двигателя. Эти методы зависят от номинальных характеристик двигателя и нагрузки, подключенной к двигателю. Помимо этого, пускатель двигателя также защищает двигатель от перегрузки и перегрузки по току.

Пускатель Direct Online или DOL использует метод пуска с полным напряжением или по сети, когда двигатель напрямую подключается к полному напряжению через MCCB или автоматический выключатель и реле для защиты от перегрузки. Поэтому такой стартер используется с асинхронными двигателями мощностью менее 5 л.с.

Что такое стартер Direct Online (DOL)?

DOL Starter (Direct Online Starter) также известен как «стартер через линию». Пускатель DOL представляет собой устройство, состоящее из главного контактора, защитных устройств и реле перегрузки, которое используется для запуска двигателя .Он используется для двигателей с низким номиналом, обычно ниже 5 л.с.

При прямом пуске двигателя через пускатель обмотки статора двигателя напрямую подключаются к основному источнику питания, где DOL защищает цепь двигателя от высокого пускового тока, который может повредить всю цепь, поскольку начальный ток намного больше, чем полный номинальный ток.

Ниже приводится основная схема подключения DOL (устройства прямого запуска).

Защита, обеспечиваемая DOL Starter:

Пускатели двигателя не только обеспечивают безопасный пусковой ток, но и обеспечивают защиту, обеспечивающую безопасность двигателя во время работы.Понятно, что DOL-пускатель обеспечивает полное линейное напряжение, но он обеспечивает следующую защиту:

Защита от перегрузки по току:

Состояние, которое вызывает протекание тока неисправности в большом количестве, в основном из-за короткого замыкания или замыкание на землю называется перегрузкой по току.

Перегрузка по току может вызвать повреждение двигателя, линий электропередач и может представлять опасность для операторов. Такое количество тока слишком опасно для кратковременного использования.

В пускателе DOL мы используем автоматический выключатель или предохранители для защиты от сверхтока.Они размыкают цепь и мгновенно прерывают ток, пока проблема в системе не будет решена. Предохранитель или автоматический выключатель тщательно выбирается с учетом его номинальных характеристик. Потому что мы не хотим, чтобы предохранитель сломался, но чтобы он выдерживал пусковой ток, а также ток большой нагрузки. Номинальные параметры автоматического выключателя немного превышают номинальный пусковой ток двигателя.

Защита от перегрузки:

Состояние, при котором нагрузка, подключенная к двигателю, превышает допустимые пределы, и двигатель потребляет чрезмерный ток, называется состоянием перегрузки.Во время перегрузки ток выходит за допустимые пределы, что приводит к повреждению как проводов, так и обмоток двигателя. Он плавит обмотки и может стать причиной возгорания.

Чтобы защитить двигатель от перегрузки, мы используем реле перегрузки, которое отключает питание и защищает систему от перегрева. Реле перегрузки контролирует ток и прерывает ток, когда он превышает определенный предел в течение определенного периода времени. Механизм отключения может быть разным и зависит от применения двигателя.

Ниже приведены несколько типов реле перегрузки, используемых для защиты двигателя:

Тепловое реле перегрузки : Этот тип реле перегрузки работает по принципу расширения за счет тепла, выделяемого током. Биметаллическая полоса используется с различным тепловым расширением для разрыва или замыкания цепи в зависимости от температуры.

Магнитное реле перегрузки : такие реле работают по принципу магнитного поля, создаваемого током, протекающим через катушку.Чрезмерный ток, потребляемый двигателем (то есть заранее заданная величина), создает достаточное магнитное поле для размыкания контактных выводов и прекращения подачи тока.

Электронное реле перегрузки : Электронное реле — это твердотельное устройство без каких-либо движущихся частей или контактов. Он использует датчики тока для контроля тока двигателя и имеет регулируемую настройку, которая позволяет отключать в широком диапазоне номинальных значений тока.

Конструкция стартера DOL:

Стартер DOL или Direct Online имеет просто две кнопки; Зеленый и красный, где зеленая кнопка используется для запуска, а красная — для остановки двигателя.Зеленая кнопка соединяет клеммы и замыкает цепь, а красная кнопка отключает клеммы и разрывает цепь.

Пускатель DOL состоит из автоматического выключателя или MCCB или предохранителя, реле перегрузки и контактора или катушки. Автоматический выключатель используется для защиты от коротких замыканий, а реле перегрузки защищает двигатель от перегрузки. Контактор используется для запуска и остановки двигателя, к которому подключены зеленая и красная кнопки. Подключение кнопок пуска и останова кратко объясняется в этой статье ниже.

Части DOL-стартера:

DOL-стартер состоит из следующих частей:

Автоматический выключатель или предохранитель:

Автоматический выключатель или плавкий предохранитель напрямую подключается к электросети и используется для защиты от короткие замыкания. Он отключает источник питания в случае короткого замыкания, чтобы защитить систему от любых потенциальных опасностей.

Магнитные контакторы:

Магнитный контактор — это электромагнитный переключатель, который действует в электромагнитном режиме для переключения мощности, подаваемой на двигатель.Он удобно соединяет и отключает несколько контактов, обеспечивая дистанционное управление работой.

Магнитное поле, создаваемое катушкой, используется для переключения клемм. Проходящий через катушку ток намагничивает железный сердечник, окруженный катушкой. Магнитная сила воздействует на якорь, замыкая или размыкая контакты.

Магнитные контакторы имеют три НО (нормально разомкнутых) главных контакта, используемых для питания двигателя, и вспомогательные контакты (НО и НЗ) с меньшим номиналом, используемым для цепи управления.Катушка подключается к источнику напряжения через вспомогательные контакты. Кроме того, имейте в виду, что катушка, используемая для однофазного и трехфазного питания, различается, так как напряжения питания различаются.

Реле перегрузки:

OLR или реле перегрузки — последняя деталь, используемая в пускателе DOL, и она используется для защиты от перегрузки двигателя. Он прерывает прохождение тока, когда он превышает определенный предел, но он также выдерживает высокий пусковой ток. Таким образом, OLR тщательно выбирается таким образом, чтобы его предел тока отключения не падал ниже диапазона пускового тока.

Чрезмерный ток может повредить изоляцию электрических проводов, а также обмотку двигателя. Ожидаемый срок службы двигателя уменьшается, и это может привести к короткому замыканию обмоток и возникновению опасности возгорания.

Простой предохранитель или автоматический выключатель не может защитить систему от перегрузки, потому что они используются для защиты от перегрузки по току (короткого замыкания). OLR имеет свойства измерения тока, которые могут различать пусковой ток и ток перегрузки.

Схема подключения стартера DOL:

Подключение трехфазной и однофазной проводки немного отличается друг от друга.Ниже приведена электрическая схема трехфазного и однофазного пускателя прямого тока:

Схема электрических соединений трехфазного прямого пускателя :

Это электрическая схема пускателя прямого тока

MCCB или автоматического выключателя : R , Фазы Y и B подключены через MCCB к контакторам.

Магнитный контактор : Контактор имеет 3 типа контактов:

1) Главные контакты : Контактор имеет 3 главных (замыкающих) контакта, известных как L1, L2 и L3.

• L1 подключен к фазе R через MCCB
• L2 подключен к фазе Y через MCCB
• L3 подключен к фазе B через MCCB
• Точка 1 подключена к фазе R, а точка-2 подключена перегрузить точку реле Т1.
• Точка 3 подключена к фазе Y, а точка-4 подключена к точке реле перегрузки T2.
• Точка 5 подключена к фазе B, а точка-6 подключена к точке реле перегрузки T3.

2) Вспомогательные замыкающие контакты : вспомогательные замыкающие контакты 53 и 54 замыкаются при подаче питания на катушку.Он подключается через зеленую и красную кнопки.

• Точка-53 подключается к кнопке запуска точки-96
• Точка-54 подключается через кнопку остановки.

3) Вспомогательные нормально замкнутые контакты : нормально замкнутые контакты 95 и 96 реле перегрузки размыкаются, когда ток превышает определенный предел.

• Точка-96 подключена к кнопке остановки.

Катушка реле : Точки катушки реле A1 и A2 подключены к источнику напряжения через OLR, кнопку пуска и кнопку остановки.

• Точка A1 подключена к R-фазе от точки 1.
• Точка A2 подключена к NC клемме реле перегрузки точки 95.

Реле перегрузки: Реле перегрузки имеет нормально подключенные клеммы T1, T2 и T3, который питает двигатель.

• T1 подключен к точке 2 контактора.
• T2 подключен к точке 4 контактора.
• T3 подключен к точке 6 контактора.

Схема электрических соединений однофазного прямого пускателя:

Однофазный пускатель двигателя прямого тока может быть спроектирован с использованием тех же компонентов, что показаны на следующей схеме.

Мы должны использовать все 3 полюса реле перегрузки, иначе дисбаланс из-за протекания тока только в 2 из них вызовет ненужное отключение.

Работа DOL-стартера:

DOL-стартер подключает 3-фазный источник питания i.е. R-фаза, Y-фаза и B-фаза к клеммам асинхронного двигателя.

На приведенной выше схеме стартера DOL есть два типа цепей; Схема управления и силовая цепь.

Цепь управления :

Она питается только от 2 фаз источника питания и отвечает за запуск и остановку питания, подаваемого на двигатель.

Зеленая кнопка пуска и красная кнопка останова подключены к цепи управления. Кратковременное нажатие на зеленую кнопку запускает двигатель, и питание подается, когда он отпускается.Нажатие на красную кнопку прекращает подачу питания и останавливает двигатель.

Нажатие кнопки пуска (зеленая) :

Зеленая кнопка подключена к источнику питания фазы B через точку 5 и точку 53, и она подключает его к точке-A2 катушки реле через точку 96- OLR. 95.

Нажатие зеленой кнопки замыкает контакты и подает напряжение на катушку реле, которая питает ее. Катушка перемещает контактор в закрытое положение, и питание подается на асинхронный двигатель.

Отпускание кнопки пуска (зеленой) :

Когда кнопка пуска отпущена, подача напряжения на катушку реле сохраняется. Подача напряжения подается от точки 54 контактора (замкнутое положение) через точку 95-96 OLR.

В случае перегрузки точка 95-96 OLR размыкается и обесточивает катушку для размыкания контакторов.

Нажатие кнопки останова (красной) :

После отпускания кнопки запуска нажатие на кнопку останова размыкает ее контакты и прерывает подачу напряжения на катушку реле.следовательно, катушка обесточивается, и контактор переключается в разомкнутое положение и прекращает подачу питания на двигатель.

Силовая цепь:

Силовая цепь отвечает за подачу питания на двигатель. Его задача — проводить большой ток, необходимый для питания двигателя. Переключение этой схемы контролируется схемой управления.

Принцип прямого пуска:

Пускатель с прямым подключением работает от полного напряжения или от сети, когда двигатель напрямую подключается к источнику полного напряжения.Поскольку нет снижения напряжения, пусковой ток очень высок, что приводит к высокому пусковому моменту.

Когда двигатель запускается, он потребляет большой ток, обычно в 5–6 раз превышающий его номинальный ток на полной скорости. Огромное потребление тока вызовет падение напряжения в сети. Постепенное увеличение скорости приведет к уменьшению тока, потребляемого от линий, но не ниже определенной скорости (обычно на 75%). Как только двигатель достигнет номинальной скорости, потребляемый ток и линейное напряжение вернутся в норму.

Поскольку dol обеспечивает высокий пусковой ток, двигатель создает высокий пусковой момент. Создаваемый крутящий момент также зависит от номинальной мощности двигателя. Нагрузка, подключенная к двигателю, влияет на ускорение и время, необходимое для достижения полной скорости. Если нагрузка, подключенная к двигателю, имеет высокий крутящий момент, чем крутящий момент, передаваемый двигателем, двигатель не будет ускоряться. И вам нужно заменить его на двигатель с большим пусковым моментом.

Также имейте в виду, что пусковой ток может повредить обмотки двигателя.Таким образом, двигатели малой мощности подключаются через пускатель DOL.

Характеристики, преимущества / недостатки и применение DOL Starter

Преимущества

• Он очень прост в проектировании, эксплуатации и обслуживании.
• Самый дешевый и экономичный стартер.
• Имеет компактный дизайн и занимает меньше места.
• Обеспечивает 100% пускового момента.
• Схема управления (зеленая и красная кнопки) проста, и непрофессионал может ею управлять.
• Понимание и устранение неисправностей в системе проще.
• Соединяет треугольную обмотку двигателя.

Недостатки

• Пусковой ток очень велик, поскольку в нем используется метод пуска при полном напряжении.
• Пусковой высокий ток может повредить двигатель, поэтому следует использовать только двигатели с низким номиналом.
• Высокий пусковой ток вызывает падение напряжения в линиях электропередач, что может быть опасным для других параллельно подключенных устройств.
• В некоторых случаях высокий пусковой крутящий момент может быть ненужным.
• Высокий пусковой момент вызывает механическое напряжение, сокращая срок службы самого двигателя.
• Нет контроля пускового тока и крутящего момента.

Характеристики:

Ниже перечислены некоторые особенности пускателей прямого запуска;

• Обеспечивает высокий пусковой ток.
• Обеспечивает высокий пусковой момент.
• Это вызывает падение напряжения в электросети.
• Имеет самый простой механизм управления.
• Подходит для двигателей малой мощности.

Приложения:

• Пускатели DOL используются для двигателей с малой мощностью.
• Где пусковой ток не повредит обмотки двигателя.
• Для приложений, в которых пусковой ток не вызывает сильных провалов сетевого напряжения.
• Устройства прямого пуска в режиме онлайн используются для небольших водяных насосов, конвейерных лент, вентиляторов и компрессоров.

Похожие сообщения:

Управление трехфазным асинхронным двигателем с использованием однофазного источника питания

Научная библиотека ученых

Доступно на сайте www.scholarsresearchlibrary.com Научно-исследовательская библиотека Архив прикладных научных исследований, 2010, 2 (2): 380-387 (http://scholarsresearchlibrary.com/archive.html) ISSN 0975-508X