Схема однофазного асинхронного двигателя с конденсатором. Однофазный асинхронный двигатель: устройство, принцип работы и схемы подключения

Как устроен и работает однофазный асинхронный двигатель. Какие бывают схемы подключения. Как правильно подобрать конденсатор. Чем отличается от коллекторного двигателя. Как сделать реверс однофазного двигателя.

Устройство и принцип работы однофазного асинхронного двигателя

Однофазный асинхронный двигатель — это электрическая машина переменного тока, которая преобразует электрическую энергию в механическую. Несмотря на название, такой двигатель имеет две обмотки:

• Рабочую (основную)
• Пусковую (вспомогательную)

Обмотки смещены в пространстве на 90 электрических градусов. Ротор двигателя обычно выполнен по типу «беличьей клетки» — это алюминиевые стержни, залитые в пазы и замкнутые накоротко по торцам.

Как работает однофазный асинхронный двигатель?

Принцип работы основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля статора с токами, наведенными этим полем в роторе. Когда на обмотку статора подается переменное напряжение, возникает пульсирующее магнитное поле. Оно наводит в обмотке ротора ЭДС, под действием которой в стержнях ротора начинает протекать ток. Взаимодействие тока ротора с магнитным полем статора создает вращающий момент.

Как запускается однофазный двигатель?

Для запуска однофазного двигателя используется пусковая обмотка, которая создает фазовый сдвиг тока относительно рабочей обмотки. Это позволяет получить вращающееся магнитное поле, необходимое для начала вращения ротора. Существует несколько способов создания фазового сдвига:

• С помощью пускового конденсатора
• С помощью активного сопротивления
• Используя повышенную индуктивность пусковой обмотки

После запуска пусковая обмотка обычно отключается с помощью центробежного выключателя или электронного реле.

Схемы подключения однофазного асинхронного двигателя

Существует несколько основных схем подключения однофазных асинхронных двигателей:

1. Схема с пусковым конденсатором

В этой схеме используется конденсатор, который включается последовательно с пусковой обмоткой только на время запуска. После достижения 75-80% номинальной скорости конденсатор отключается.

2. Схема с рабочим конденсатором

Здесь конденсатор постоянно подключен к вспомогательной обмотке. Это улучшает рабочие характеристики двигателя, но снижает пусковой момент.

3. Схема с пусковым и рабочим конденсаторами

Данная схема сочетает преимущества первых двух — высокий пусковой момент и хорошие рабочие характеристики. При запуске работают оба конденсатора, а после выхода на режим пусковой отключается.

Как правильно подобрать конденсатор для однофазного двигателя?

Выбор емкости конденсатора — важный этап при подключении однофазного асинхронного двигателя. Неправильно подобранный конденсатор может привести к снижению КПД или даже повреждению двигателя.

Для приблизительного расчета емкости можно использовать следующие формулы:

• Для пускового конденсатора: C (мкФ) = 68000 / U, где U — напряжение сети
• Для рабочего конденсатора: C (мкФ) = 3500 / P, где P — мощность двигателя в Вт

Однако для точного подбора лучше обратиться к документации производителя или проконсультироваться со специалистом.

Чем отличается асинхронный двигатель от коллекторного?

Основные различия между асинхронными и коллекторными двигателями:

Асинхронные двигатели:

• Простая и надежная конструкция
• Не требуют частого обслуживания
• Работают тише
• Имеют более низкий пусковой момент
• Сложнее регулировать скорость

Коллекторные двигатели:

• Более сложная конструкция с щетками и коллектором
• Требуют периодической замены щеток
• Работают с большим шумом
• Высокий пусковой момент
• Легко регулируется скорость вращения

Как сделать реверс однофазного асинхронного двигателя?

Реверс однофазного асинхронного двигателя — это изменение направления его вращения на противоположное. Существует несколько способов реализации реверса:

1. Изменение направления тока в пусковой обмотке

Это самый простой способ. Достаточно поменять местами концы пусковой обмотки. Направление тока в рабочей обмотке при этом не меняется.

2. Изменение направления тока в рабочей обмотке

В этом случае меняются местами выводы рабочей обмотки, а пусковая остается без изменений.

3. Использование переключателя

Для удобства реверсирования можно использовать специальный переключатель, который будет менять подключение обмоток.

При реализации реверса важно помнить о технике безопасности и проводить все работы при отключенном питании.

Применение однофазных асинхронных двигателей

Однофазные асинхронные двигатели широко применяются в различных областях:

• Бытовая техника (стиральные машины, холодильники, вентиляторы)
• Насосное оборудование
• Станки и инструменты малой мощности
• Системы вентиляции и кондиционирования
• Сельскохозяйственное оборудование

Их популярность обусловлена простотой конструкции, надежностью и возможностью работы от однофазной сети 220В, доступной в большинстве жилых и небольших производственных помещений.

Преимущества и недостатки однофазных асинхронных двигателей

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

Преимущества:

• Простая и надежная конструкция
• Низкая стоимость производства и обслуживания
• Возможность работы от бытовой электросети 220В
• Длительный срок службы
• Высокий КПД (до 70-80% в зависимости от мощности)

Недостатки:

• Низкий пусковой момент (без специальных пусковых устройств)
• Сложность регулирования скорости
• Меньшая мощность по сравнению с трехфазными двигателями аналогичных размеров
• Необходимость использования дополнительных пусковых устройств

Несмотря на недостатки, простота и надежность однофазных асинхронных двигателей обеспечивают им широкое применение в различных областях техники.

Однофазный двигатель с конденсатором — Советы электрику — Electro Genius

Они могут быть однофазными или трехфазными и различаются по принципу подключения. Чтобы узнать больше об этих конструкциях, посетите сайт http://ovk.dp.ua/odnofaznyye-elektrodvigateli/.

Содержание

Однофазный двигатель с конденсатором – совет электрика

В наше время трудно найти человека, который не знает, что такое однофазный электродвигатель. Однофазные двигатели 220 В серийно выпускаются уже много лет. Они пользуются большим спросом в сельском хозяйстве, домашних хозяйствах, промышленности, частных и государственных мастерских. Однофазные двигатели 220 В очень популярны.

Основные термины

Асинхронный двигатель 220 В, однофазный, требует питания переменным током; сеть для подключения такой машины должна быть однофазной. Однофазные двигатели 220 В работают при напряжении сети 220 В и частоте 50 Гц.

Эти электрические величины поддерживаются во всех бытовых электрических сетях, в домах, квартирах, коттеджах, дачах, по всей России, а в США напряжение в бытовой электрической сети составляет 110 В.

В нашей стране напряжение в производственных условиях бывает однофазным, трехфазным и другими типами сетей.

Применение однофазных двигателей

Этот тип двигателей используется для питания маломощного оборудования.

1. Бытовая техника.
2. Однофазные двигатели используются в приборах малой мощности.
3. Электрические насосы.
4. Станки для обработки сырья.

Заводы выпускают однофазные электродвигатели 220В малой мощности различных моделей, с разной скоростью и мощностью. Стоит отметить, что однофазные двигатели уступают трехфазным по многим параметрам.

1. КПД таких двигателей ниже.
2. Пусковой момент.
3. Мощность.
4. Перегрузочная способность трехфазных двигателей выше, чем у однофазных.

Эти параметры меньше, если трехфазные двигатели одинакового размера.

Конструкция электродвигателя

Однофазные двигатели 220 В имеют две фазы, но основную работу выполняет одна из них, поэтому такие двигатели называются однофазными. Двигатель состоит из следующих частей.

1. Статор, который является неподвижной частью двигателя.
2. Ротор, который является подвижной (вращающейся) частью двигателя.

Однофазный электродвигатель можно описать как асинхронный электродвигатель, имеющий рабочую обмотку на своей неподвижной части, которая подключена к однофазной сети переменного тока.

Пусковая катушка

Для того чтобы однофазный двигатель мог самостоятельно запускаться и вращаться, устанавливается вторая катушка. Он предназначен для запуска двигателя.

Пусковая катушка устанавливается под углом 90° к рабочей катушке. Чтобы добиться сдвига тока, в цепи необходимо установить переключатель для сдвига фаз.

Несколько мер могут действовать как переключатель фазы.

1. Активный резистор.
2. Конденсатор.
3. Индукционная катушка.

Ротор и статор двигателя металлические. Для ротора или статора требуется специальная электротехническая сталь класса 2212.

Двухфазные и трехфазные двигатели

Возможно подключение 2-фазного или 3-фазного двигателя к однофазному питанию. Такие двигатели иногда ошибочно называют однофазными. Это неправильное название – правильным термином является “двухфазный (или трехфазный) двигатель, подключенный к однофазной сети переменного тока”. Простое подключение двух- или трехфазного двигателя к однофазному источнику питания не даст результата. Необходима согласующая цепь.

Существует несколько таких схем, а согласование может быть выполнено с помощью конденсаторов. Когда конденсаторы подключены к двигателю, как показано на схеме, двигатель будет работать, и все фазы двигателя будут постоянно находиться под напряжением и совершать работу по вращению ротора.

Принцип работы

Переменный ток создает магнитное поле в статоре, которое имеет два поля, они равны по амплитуде и частоте, но противоположны по направлению.

Неподвижный ротор возбуждается этими полями, и поскольку поля меняются местами, ротор начинает вращаться. Если в двигателе нет пускового механизма, ротор будет стоять на месте.

Ротор, начав вращаться в одном направлении, будет продолжать вращаться в том же направлении.

Запуск двигателя

Двигатель запускается магнитным полем, магнитное поле, действующее на ротор, заставляет его вращаться. Основная и вспомогательная катушки создают магнитное поле, причем пусковая катушка меньше и соединена со вспомогательной катушкой через конденсатор, индуктор или активный резистор.

Если двигатель имеет низкую мощность, пусковая фаза замыкается накоротко. Для запуска такого двигателя электрический ток может быть подключен к соленоиду стартера только временно, максимум на три секунды. Для этого используется кнопка пуска. Кнопка вставляется в стартер.

При нажатии кнопки пуска ток подается одновременно на рабочую катушку и соленоид пускателя, двигатель работает как двухфазная система в течение этих первых секунд запуска, но через три секунды ротор уже набрал скорость, двигатель запустился, и кнопка отпускается. Питание соленоида стартера прекращается, но питание рабочего соленоида не прекращается, так устроен стартер, и тогда устройство работает как однофазная система.

Важно помнить, что не следует удерживать кнопку стартера слишком долго, так как соленоид стартера может перегреться и выйти из строя, он рассчитан на работу в течение нескольких секунд. Для обеспечения безопасности в корпус однофазного генератора может быть встроено тепловое реле или центробежный выключатель.

Конструкция центробежного выключателя такова, что когда ротор набирает скорость, центробежный выключатель отключается без вмешательства человека. Пусковой ток однофазного двигателя выше рабочего тока; после пуска ток уменьшается до значения рабочего тока.

Схему подключения однофазного двигателя можно найти здесь.

Тепловое реле

Тепловое реле работает следующим образом: когда обмотка нагревается до предельного значения, установленного на реле, реле отключает подачу питания на обе фазы, тем самым предотвращая перегрузку или другую причину повреждения и предотвращая возникновение пожара.

Преимущества

Из плюсов: двигатель прост, ротор компактен, а обмотка статора не очень сложная.

Недостатки

Наряду с преимуществами, этот двигатель имеет и некоторые недостатки.

1. Низкий пусковой момент двигателя.
2. Низкий КПД двигателя.
3. Двигатель не способен создать магнитное поле, которое совершает вращательное движение.

По этой причине такой двигатель не может вращаться сам по себе. Дело в том, что для того, чтобы двигатель начал вращаться, он должен иметь как минимум две обмотки и, следовательно, две фазы, но двигатель с самого начала имеет одну фазу, такова его конструкция. Помимо наличия двух фаз, также необходимо, чтобы одна обмотка была смещена под определенным углом относительно другой.

Подключение двигателя

Двигатель должен быть подключен к однофазной сети переменного тока 220 В, частота 50 Гц. Эти значения мощности имеются во всех домах в нашей стране, поэтому однофазные двигатели очень популярны. Они установлены во всех бытовых приборах, таких как.

1. Холодильник.
2. Гувер.
3. Соковыжималка.
4. Триммер.
5. Электрический кусторез.
6. Швейная машина.
7. Электрическая дрель.
8. Кухонный смеситель.
9. Вентилятор.
10. Водяной насос.

Типы соединений

1. Подключение к соленоиду стартера.
2. Соединение с рабочим конденсатором.

Небольшие однофазные двигатели 220 В с соленоидом стартера имеют конденсатор в цепи во время запуска. Когда ротор ускоряется, катушка отключается. Если двигатель выполнен с рабочим конденсатором, то пусковая цепь не прерывается и пусковая катушка работает непрерывно через конденсатор.

Один электродвигатель можно использовать для разных целей. Один и тот же двигатель может быть снят с одного устройства и установлен в другое. Однофазный двигатель может быть переключен тремя способами.

1. Электрический ток временно подается на обмотку стартера через конденсатор.
2. Напряжение временно подается на стартер через резистор, без конденсатора.
3. Электричество постоянно подается на пусковую обмотку через конденсатор, одновременно с работой рабочей обмотки.

Если в пусковой цепи используется резистор, обмотка будет иметь более высокое активное сопротивление. Для начала вращения будет достаточно сдвига фаз. Можно использовать пусковую обмотку с большим сопротивлением и меньшей индуктивностью. Обмотка должна иметь меньшее количество витков, более тонкий провод, чтобы соответствовать своим характеристикам.

Конденсаторный запуск подразумевает подключение конденсатора к обмотке стартера и временную подачу электричества.

Для достижения максимального пускового момента необходимо круговое магнитное поле, которое должно совершать вращательное движение. Для этого обмотки должны быть расположены под углом 90 градусов. Этого смещения невозможно достичь с помощью резистора.

Если емкость конденсатора рассчитана правильно, можно сместить обмотки на 90 градусов.

Расчет принадлежности проводника

Омметр или тестер необходим для расчета выводов, соединяющих пусковую обмотку с рабочей обмоткой. Необходимо измерить сопротивление обмоток.

Сопротивление рабочей обмотки должно быть меньше сопротивления пусковой обмотки. Например, если одна обмотка измерена при 12 Ом, а другая – при 30 Ом, то первая является рабочей, а вторая – пусковой.

Рабочая обмотка будет иметь большее поперечное сечение, чем пусковая обмотка.

Выбор емкости конденсатора

Чтобы выбрать емкость конденсатора, необходимо знать потребляемый электродвигателем ток. Если он потребляет 1,4 ампера, необходим конденсатор на 6 микрофарад.

Проверка работоспособности

Первым шагом к проверке функциональности является визуальный осмотр.

1. Если у устройства поврежден кронштейн, это также может стать причиной его неисправности.
2. Если корпус потемнел посередине, это означает, что произошел чрезмерный перегрев.
3. Возможно попадание различных инородных тел в пазы корпуса, это замедляет работу и способствует перегреву.
4. Если подшипники загрязнены, происходит перегрев.
5. Износ подшипников вызывает перегрев.
6. Если к пусковой обмотке 220 В подключен конденсатор, это приведет к перегреву. Если есть подозрение на конденсатор, отсоедините конденсатор от обмотки стартера, подключите двигатель, вручную надавите на вал, запустите двигатель, и он начнет вращаться. Запустите двигатель примерно на пятнадцать минут, а затем проверьте, не горячий ли он. Если двигатель не нагревается, значит, емкость конденсатора была слишком большой. Следует установить конденсатор с меньшей емкостью.

Однофазные малогабаритные двигатели 220 В выпускаются во множестве различных моделей и для различных целей, и перед покупкой изделия необходимо четко понимать требуемую мощность, тип крепления, число оборотов в минуту и другие характеристики.

Если двигатель имеет пусковую обмотку, она может иметь 3 или 4 провода. Измерив их сопротивление, можно определить, какая клемма или какие 2 клеммы связаны с обмоткой стартера.

Как определить тип двигателя

Если двигатель новый, это не будет представлять особой проблемы, поскольку тип двигателя и другие данные указаны на заводской табличке двигателя. Если двигатель был отремонтирован, трудно определить его тип: заводская табличка могла быть утеряна или механически повреждена. Поэтому в таких случаях лучше знать, как самостоятельно определить тип двигателя.

Коллекторные двигатели

Коллекторный двигатель

Определить, является ли двигатель коммутаторным или асинхронным, несложно, поскольку они устроены по-разному. Отличительной особенностью коммутаторного двигателя является наличие щеток, которые неподвижны, от коллекторного двигателя, который вращается и состоит из набора медных пластин. Щетки прижимаются к этим пластинам, которые передают электрический ток на обмотку якоря двигателя.

Преимущество таких двигателей в том, что они быстро разгоняются и позволяют развивать высокую скорость. Кроме того, направление вращения может быть изменено на противоположное путем изменения полярности. Не менее важным фактором можно считать возможность легкой организации регулирования скорости вращения двигателя с ее регулировкой в широких пределах.

Существенным недостатком коллекторных двигателей является их высокий уровень шума, особенно на высоких оборотах. Что касается низких скоростей, то работу этих двигателей можно считать вполне приемлемой. Следует также отметить, что трение между щетками и коллектором приводит к износу как щеток, так и коллектора. В результате возникает необходимость замены щеток или переточки коллектора. Если щетки и коммутатор не проверяются постоянно, велика вероятность того, что устройство придется ремонтировать.

Асинхронные двигатели

Конструкция асинхронных двигателей

Конструкция асинхронного двигателя несколько отличается от конструкции коллекторного двигателя, хотя этот двигатель также имеет статор и ротор (якорь). Бытовые электроприборы обычно оснащаются однофазными асинхронными двигателями.

Преимуществом асинхронных двигателей является их более тихая работа, поэтому они устанавливаются в бытовых приборах, где при длительной работе возникают критические уровни шума.

Существует два типа асинхронных двигателей – конденсаторные и двигатели с пусковой обмоткой (бифилярные). Пусковая обмотка нужна только для запуска двигателя, после чего она отключается и не участвует в работе двигателя.

Конденсаторные двигатели характеризуются тем, что дополнительная обмотка конденсатора постоянно находится в режиме ожидания. Эта обмотка смещена на 90 градусов относительно рабочей обмотки. Благодаря такой конструкции можно изменить направление вращения двигателя на противоположное. Наличие конденсатора на двигателе указывает на то, что это конденсаторный двигатель.

Измерив сопротивление пусковой и рабочей обмоток, легко определить тип асинхронного двигателя. Как правило, пусковая обмотка изготавливается из более тонкого провода, и ее сопротивление в несколько раз выше, чем у рабочей обмотки. Нормальная работа таких двигателей обеспечивается специальным переключающим устройством. Двигатели конденсаторов запускаются простым выключателем, тумблером или кнопкой.

Основная обмотка, которая подключена к сетевому напряжению без конденсатора, имеет меньшее сопротивление.

Подключение

Ротор обычно представляет собой короткозамкнутую обмотку, которую также называют “беличьей клеткой” из-за ее сходства. Такие агрегаты описаны в литературе с середины прошлого века.

Недостатками этого решения являются низкий пусковой момент и низкий КПД. Это несложно исправить. Поскольку вращающий момент в трехфазном двигателе определяется расположением обмоток и смещением фаз трехфазной системы, однофазный двигатель запускается с дополнительной пусковой обмоткой, которая индуцирует диагональный вращающий момент в роторе.

Тепловое реле отключает обе фазы обмотки, если они перегреваются. Внутри концы катушек соединены звездой.

Рабочее напряжение для них должно быть в 1,5 раза больше напряжения сети, в нашем случае В. Чтобы схема работала, необходимо выбрать элемент с определенной емкостью, рассчитанной с учетом тока нагрузки.

Основным недостатком однофазного тока является невозможность создания магнитного поля, совершающего вращательное движение. Что касается двух других проводников, то сопротивление двух последовательно соединенных обмоток будет наибольшим. Обе фазы таких устройств работают и включены постоянно. Длительная работа под нагрузкой может привести к перегреву, возгоранию изоляции и повреждению механизма.

Конструкция и принцип работы

Вал со шпоночными пазами спереди и вентилятором сзади; герметичные крышки подшипников; клеммная коробка. Например, если ток равен 1.

Не имеет значения, какая у вас рабочая и какая пусковая обмотка. Его дальнейшее вращение происходит под действием силы инерции. После этого две обмотки остаются соединенными, а вспомогательная обмотка – через конденсатор. Именно по этой причине данный двигатель пользуется популярностью у населения.

Даже если вы не видите его снаружи, скрытые под крышкой, вы можете увидеть незаменимые графитовые щетки, прижатые пружинами. Следующие неисправности сигнализируют о возможных проблемах с двигателем, которые могли быть вызваны неправильной эксплуатацией или перегрузкой: Поврежденные кронштейны или монтажные пазы. Схема подключения коллекторного двигателя на В Схема подключения звездообразного однофазного асинхронного двигателя Как это работает Запуск двигателя с двумя обмотками, расположенными таким образом, приведет к появлению токов в закороченном роторе и кругового магнитного поля в пространстве двигателя. Схемы подключения Варианты подключения двигателя с конденсатором: Схема подключения однофазного двигателя с пусковым конденсатором; подключение двигателя с рабочим конденсатором; подключение однофазного двигателя с пусковым и рабочим конденсатором.
Подключение однофазного двигателя// как определить рабочую и пусковую обмотки

Двигатели, установленные на лапах и фланцах, стоят примерно на 5% дороже, чем аналогичные двигатели, установленные на лапах.

История происхождения

Прошло более 60 лет, прежде чем однофазный асинхронный двигатель начал завоевывать мир. Все началось в 1820-х годах, когда Джозеф Генри и Майкл Фарадей открыли явление индукции и начали первые эксперименты.

Принцип работы асинхронного двигателя (однофазного) основан на этих основных физических законах. В 1800-х годах многие умы разрабатывали трансформаторы и генераторы для переменного тока. В 1885 году Галилео Феррарис предложил идею первого многофазного двигателя с генератором переменного тока, а вскоре после этого Никола Тесла представил свой многофазный двигатель (1888).

В 1889-1891 годах русский электротехник польского происхождения Михал Осипович Доливо-Добровольский выдвинул идею ротора с “беличьей клеткой”. Толчком к его изобретению послужила работа Феррариса “О вращающемся магнитном поле”. С началом двадцатого века электромеханические устройства получили широкое распространение.

Поскольку для короткого замыкания однофазного двигателя конденсатором требуется подпружиненная кнопка, которая при отпускании размыкает контакты, это позволяет сэкономить средства за счет более тонких проводов обмотки пускателя. Для предотвращения межобмоточного короткого замыкания используется тепловое реле, которое отключает дополнительную обмотку при достижении критической температуры. Некоторые конструкции оснащены центробежным выключателем, который размыкает контакты при достижении определенной скорости.

Схема подключения трехфазного двигателя с конденсатором

В этом случае 220 В распределяется на 2 обмотки, соединенные последовательно, причем каждая обмотка адаптирована к этому напряжению. В результате теряется почти вдвое больше энергии, но такой двигатель можно использовать во многих приложениях с низким энергопотреблением.

Максимальная мощность двигателя 380 В в сети 220 В может быть достигнута при соединении треугольником. Помимо минимальных потерь мощности, скорость вращения двигателя остается неизменной. Здесь каждая обмотка используется для своего рабочего напряжения, отсюда и мощность.

Обратите внимание: трехфазные двигатели более эффективны, чем однофазные двигатели 220 В. . Поэтому, если есть вход 380 В – подключайтесь к нему – это обеспечит более стабильную и экономичную работу оборудования. Для запуска двигателя не требуется никаких других пускателей или обмоток, так как вращающееся магнитное поле создается в статоре сразу после подключения к сети 380 В.

Этот однофазный двигатель изготовлен с характерными полюсами на асимметричном ламинированном сердечнике.Ротор – тип с короткозамкнутым ротором.

Схема подключения однофазных двигателей с конденсатором

Во втором случае, для двигателей с рабочим конденсатором, дополнительная обмотка постоянно подключена через конденсатор.

По информации на заводской табличке двигателя можно определить, какая система была использована в двигателе. Сложность схемы заключается в том, что емкость выравнивающего магнитное поле конденсатора согласована с токовыми нагрузками.

Здесь каждая обмотка используется для своего рабочего напряжения, отсюда и мощность. Емкость рассчитывается исходя из рабочего напряжения и тока или номинала двигателя. При подключении пускового конденсатора на короткий промежуток времени на вал двигателя подается высокий пусковой момент, что значительно сокращает время запуска.

Ввиду сложности формул, обычно выбор конденсаторов осуществляется на основе вышеупомянутых соотношений. Расчет емкости конденсатора двигателя Существует сложная формула, которая используется для расчета точной емкости, необходимой для конденсатора. В этих двигателях рабочая и пусковая обмотки идентичны, что обусловлено конструкцией трехфазной обмотки. После утилизации устройства в большинстве случаев электродвигатели остаются в хорошем состоянии и могут служить довольно долго в виде самодельных электронасосов, токарных станков, машин, вентиляторов и газонокосилок.

Статья по теме: Виды электромонтажных работ

Заключение

Это приводит к образованию двух разнонаправленных токов, скорость которых отличается от скорости основного поля. Это схема обмотки звезды Красные стрелки показывают распределение напряжения по обмоткам двигателя, указывая на то, что на одной обмотке имеется однофазное напряжение В, а на двух других – линейное напряжение В.

При запуске двигателя конденсаторы содержат определенный заряд, поэтому к выводам нельзя прикасаться. В этой обмотке, которая также называется рабочей, магнитный поток изменяется с частотой, с которой ток протекает через обмотку. Вы можете определить, какие проводники относятся к той или иной обмотке, измерив сопротивление. Обмотка, имеющая меньшее сопротивление, является рабочей обмоткой. Однофазный двигатель имеет однофазную обмотку в статоре, что отличает его от трехфазного двигателя.

Двигатели с высотой вращения более 90 мм изготавливаются из чугуна. Такая схема исключает электронный блок, а следовательно, двигатель будет работать на полную мощность с самого начала – на максимальной скорости, буквально разрываясь от мощности пускового тока, что вызывает искрение в коллекторе; существуют электродвигатели с двумя скоростями. Это запас, необходимый для компенсации потери мощности при запуске – создания вращающего момента в магнитном поле. Затем он отключается специальным устройством – центробежным выключателем или пусковым реле в холодильниках.

Генератор может работать как двигатель, который, в свою очередь, работает как генератор переменного тока. Однофазный асинхронный электродвигатель должен иметь на корпусе электрическую схему с указанием выводов основной и вспомогательной обмоток и емкости конденсатора. В этом случае двигатель гудит, ротор остается на месте.
Подключение однофазного электродвигателя

Читайте далее:

• Шаговые двигатели: свойства и практические схемы управления. Часть 2.
• Рабочие характеристики асинхронного двигателя; Школа для электриков: электротехника и электроника.
• Асинхронный электродвигатель – конструкция, принцип работы, типы асинхронных двигателей.
• Как найти начало и конец обмотки электродвигателя – ООО «СЗЭМО Электродвигатель».
• Векторное и скалярное управление преобразователями частоты – принцип работы, система управления.
• Как запустить однофазный двигатель в обратном направлении – несколько примеров.
• Звезда или треугольник – Советы электрикам – Electro Genius.

Реверс однофазного двигателя 220В с конденсатором

Содержание

• 1 Устройство и принцип работы однофазного асинхронного двигателя 
  • 1.1 Как работает
  • 1.2 Как запускается
  • 1.3 Включение в сеть
  • 1.4 Подбирайте конденсаторы грамотно
• 2 Разница между асинхронными и коллекторными электродвигателями
  • 2.1 Устройство коллекторных движков
  • 2.2 Устройство асинхронных движков
• 3 Реверс однофазного асинхронного двигателя с конденсатором
  • 3.1 Смена направления движения привода
  • 3.2 Реверсивное подключение однофазного асинхронного двигателя своими руками
    • 3.2.1 Решение первое: переподключить главную обмотку
    • 3.2.2 Вариант 2: переподключить вспомогательную обмотку
• 4 Реверс трехфазного двигателя, подключенного к сети с одной фазой
• 5 Пример реверсивного двигателя

Без однофазных двигателей и их реверса многие бытовые приборы не могут существовать. А узнать о том, как работают повседневные вещи всегда интересно, не так ли? Сегодня поговорим о реверсе однофазных двигателей 220В, приводящих в работу стиральные машины, мясорубки и некоторые инструменты для маникюра.

Однофазный двигатель

Перед тем, как говорить об изменении направления вращения любого двигателя, нужно четко понимать как устроен он и его работа. Поэтому сначала мы поговорим о принципе действия и строении однофазного асинхронного двигателя.

Как работает

Однофазный двигатель на 220В с конденсатором может обладать мощностью от 5 Вт до 10 кВт. Все зависит от конструктивных особенностей машины. Ротор такого привода, как правило, представляет собой короткозамкнутую обмотку по типу «беличьей клетки». Это алюминиевые стержни, залитые в пазы и замкнутые накоротко. 

Обмотки в таком приводе две, несмотря на его название. Они всегда смещены относительно друг друга на 90°. При этом больше места в статоре занимает так называемая главная обмотка.  

Однофазный двигатель получил такое имя из-за того, что вместе с двигателем работает только одна, главная (или рабочая), обмотка. По ней протекает переменный ток, создающий магнитное поле, которое время от времени меняется. Можно сказать, что оно состоит из двух полей, которые вращаются навстречу друг другу, а их амплитуда при этом одинаковая.

Схематическое расположение обмоток

Закон электромагнитной индукции говорит о том, что магнитные потоки в замкнутых роторных витках вызывают появление индукционного тока. Последний, в свою очередь, взаимодействует с тем полем, которое его порождает. Если все моменты сил, которые действуют на ротор равны нулю, деталь не двигается. 

А с началом вращения описанное равенство будет тут же нарушено. Это связано со скольжением витков ротора. Оно будет отличным относительно вращающегося магнитного поля. Следовательно, сила Ампера, которая действует на замкнутые роторные витки со стороны прямого магнитного поля станет больше, чем со стороны обратного магнитного поля.

Возникновение индукционного тока в замкнутых роторных витках возможно только в случае, когда витки пересекают силовые линии поля. Чтобы это произошло, скорость вращения витков должна быть немного меньше той, с которой вращается поле. 

Это и послужило источником названия электроприводов такого типа. Их именовали асинхронными. 

Механическая нагрузка обратно пропорциональна скорости вращения. Это значит, что если увеличивается величина нагрузки, уменьшается скорость вращения. Величина индукционного тока в роторных витках при этом увеличивается. Из этого следует увеличение и механической мощности привода, а также мощности переменного тока, который он потребляет.

Внешний вид обмотки

Подведем небольшой промежуточный итог:

1. Электроток – причина возникновения пульсирующего магнитного поля в статоре двигателя. Его можно рассматривать как два отдельных поля, которые вращаются навстречу с равной амплитудой.
2. Если ротор не двигается, оба поля становятся причиной появления моментов, равных нулю, но разнонаправленных.
3. Когда ротор начинает вращаться в одну из сторон, один из моментов будет преобладать над другим, то есть, вращение двигателя будет происходить только в заданную сторону.
4. При отсутствии специальных механизмов пуска в двигателе, во время старта соответствующий момент будет нулевым, то есть привод не начнет вращаться.

Как запускается

1. Фактически, двигатель запускает магнитное поле. Оно начинает вращать ротор – подвижный элемент мотора. Создается оно с помощью двух обмоток: рабочей и пусковой. Пусковая (вспомогательная) по размеру меньше. К электросети ее подключают через индуктивность или емкость. Включается она только в момент запуска. Маломощные моторы обладают замкнутой накоротко пусковой обмоткой.
2. Осуществление запуска делается с помощью нажатия на кнопку пуска. Ее удерживают несколько секунд, пока ротор разгоняется.
3. Когда кнопка запуска отпускается, перестает работать пусковая обмотка, то есть двигатель переходит в двухфазный режим работы. Его поддерживает соответствующая компонента переменного магнитного поля.
4. Пусковая обмотка работает достаточно малое количество времени. Обычно, не более трех секунд. Если увеличить время работы вспомогательной обмотки, двигатель перегреется, что станет причиной возгорания изоляции или поломки всего мотора. Своевременное нажатие пусковой кнопки очень важный момент в работе с однофазным двигателем.
5. В электродвигателях обычно имеется центробежный выключатель или тепловое реле. Это повышает надежность корпуса машины.
6. Центробежный выключатель нужен для отключения вспомогательной обмотки во время набора скорости ротором. Пользователь в это не вмешивается, так как процесс полностью автоматизирован.
7. Тепловое реле нужно, чтобы отключить обе обмотки в случае их перегрева.

Включение в сеть

Чтобы устройство работало, нужна однофазная сеть, напряжение в которой составляет 220 В. То есть, такой двигатель легко подключается в обычную бытовую розетку. Это и является одной из основных причин распространенности таких механизмов. Все бытовые приборы, от мясорубки до соковыжималки, обладают именно такими электроприводами.

Все однофазные асинхронные двигатели на 200 В можно разделить на две подгруппы:Существует 2 типа электромоторов: с пусковой обмоткой и с рабочим конденсатором:

1. Машины с пусковой фазой. В таких моторах обмотка работает так, как описано выше (отключается, когда двигатель набирает нормальную скорость и работает с одной обмоткой).
2. С рабочим конденсатором. Тут вспомогательная обмотка не отключается, а работает на протяжении всего времени работы двигателя. Она подключается через конденсатор.

Однофазный двигатель с пусковым конденсатором

Электромотор от одного прибора можно подключить к другому, здесь нет никакой разницы. К примеру, его можно снять с поломанной стиральной машины (если причина поломки не в двигателе, конечно) и поставить в пылесос, газонокосилку или какой-либо станок для обработки.

Мы уже говорили о том, что пусковая и рабочая обмотки перпендикулярны друг другу. Исходя из этого, чтобы появилось вращающееся магнитное поле, ток вспомогательной обмотки должен быть сдвинут перпендикулярно току в главной. 

Это можно осуществить, если подключить к цепи питания фазосмещающий элемент. Обычно, в целях смещения фазы на 90° используют конденсатор. Но можно использовать и пусковой резистор. Он последовательно подключается к вспомогательной обмотке. Так получают сдвиг между токами двух обмоток на 30°. Это хватит, чтобы запустить механизм. Между токами обмоток, чего будет вполне достаточно для старта механизма.

Помимо этого, сдвиг фаз можно осуществить, если использовать пусковую фазу, сопротивление относительно рабочей у которой выше, а индуктивность ниже. Такая обмотка состоит из меньшего количества витков, а провода в ней более тонкие.

Однофазный двигатель с рабочим конденсатором

Но только с конденсатором однофазный электропривод переменного тока будет обладать лучшими пусковыми характеристиками.  

С конденсатором в роли фазосмещающего элемента, электромоторы с одной рабочей фазой могут иметь следующие конструктивные особенности:

1. Когда работа вспомогательной обмотки происходит с помощью конденсатора и только в момент пуска. Такая цепь хорошо запускается, но выдает мощность ниже номинальной. Пусковая обмотка в таких электродвигателях обладает повышенным активным сопротивлением. 
2. Вторая версия подключения конденсатора самая популярная. Устройство в ней постоянно подключено к электрическому источнику (в первой схеме только в момент пуска). Такой способ подключения конденсатора обладает не совсем хорошими показателями во время запуска, зато рабочие характеристики у него отменные.
3. В третьем случае, с подключением двух конденсаторов, также предусмотрено кратковременное включение пусковой обмотки, но осуществляется оно не с помощью конденсатора, а через сопротивление. В итоге получается, так сказать, среднее «арифметическое» между двумя приведенными выше ситуациями. Здесь также требуется кнопка ПНВС, включающая конденсатор только на то время, пока мотор набирает скорость. Только включенными потом будут обе обмотки (пусковая через конденсатор).

 Из всей этой информации можно сделать вывод о том, что первая схема будет актуальна в том случае, когда пусковые характеристики важнее рабочих (это могут быть устройства с тяжелым пуском, например, бетономешалки). А вот рабочий конденсатор пригодится там, где важна рабочая характеристика электродвигателя (вентилятор).

Подбирайте конденсаторы грамотно

Конденсаторы

Для правильного подбора конденсатора нужно знать, какой емкостью он должен обладать. Для этого существует очень сложная формула, но в бытовых условиях будет достаточно и соблюдения нескольких рекомендаций ниже:

• если устройство будет выполнять функцию рабочего конденсатора, его нужно выбирать из расчета 0,7-0,8 мкФ на 1 кВт мощности привода;
• если функция будет пусковой, то емкость конденсатора должна быть в 2-3 раза больше.

Рабочее напряжение всех конденсаторов обязательно должно быть на 150% больше, чем рабочее напряжение сети. То есть для сети на 200 В, нужно брать устройство с напряжением минимум 330 В. Для пусковых конденсаторов существуют специальные маркировки со словами Start (Starting). Запуск двигателя с таким прибором будет проходить гораздо лучше, но покупать их необязательно.

Самый простой способ понять отличия между двигателями можно по специальному шильдику – табличек, на который есть все данные о машине. Но если электродвигатель уже подвергался ремонту, доверять этой информации уже нельзя, ведь кто знает, что может вас ждать под корпусом. Так что всегда лучше узнавать нужную информацию опытным путем.

Устройство коллекторных движков

Главное отличие асинхронных и коллекторных двигателей заключается в их устройстве. У коллекторного двигателя в конструкции всегда будут щетки, которые располагаются возле коллектора. Медный барабан, который разделен на секции – тоже один из главных признаков двигателя коллекторного типа.

Их выпускают только однофазными и часто ставят в бытовые приборы. Это связано с возможностью получения большего количества оборотов как на старте, так и после завершения пуска. Они очень удобные, ведь менять их направление легко. Для этого требуется лишь смена полярности. Поменять скорость вращения тоже не сложно: нужно изменить амплитуду напряжения, которое питает прибор. 

Коллекторный двигатель

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

Еще один минус использования коллекторного электродвигателя – постоянное трение, которое происходит из-за щеток, требует более регулярного техобслуживания. Его отсутствие может привести к полной остановке работы мотора.

Устройство асинхронных движков

В асинхронном двигателе, как и везде, есть статор и ротор. Такой мотор может быть трех или однофазным. Ниже мы рассмотрим однофазную машину, так речь в этой статье именно о ней.

Асинхронные двигатели характерны низким уровнем шума, поэтому их ставят в те приборы, тихая работа которых очень важна. Примером может быть холодильник, кондиционер, сплит-система.

Однофазные двигатели можно поделить на еще два подвида: бифилярные (те, в которых есть пусковая обмотка) и конденсаторные. Их основная разница (мы это уже обсуждали) состоит в продолжительности работы вспомогательных обмоток. В первом случае обмотка выключается сразу после разгона двигателя. Происходит это с помощью специального центробежного выключателя. Важно выключать пусковую обмотку из-за того, что она снижает КПД машины после пуска и даже может привести к его поломке.

Конденсаторные двигатели характерны тем, что пусковая обмотка в них работает даже после начала работы мотора. Обе они расположены перпендикулярно друг другу. Это и позволяет менять направление вращения ротора. Сам конденсатор, как правило, крепят к корпусу привода, что делает его легким для опознавания.

Точнее определить бифилярный или конденсаторный привод можно измерив сопротивление обмоток. Если показатель во вспомогательной обмотке меньше, чем в рабочей хотя бы в два раза – это, скорее всего, говорит о бифилярности машины, а также о том, что эта обмотка является пусковой. Из этого вывода понятно, что должно быть наличие центробежного выключателя или пускового реле. 

Во втором типе однофазных приводов две обмотки всегда в работе, а значит, включаются они с помощью кнопки, тумблера или автомата.

Если мотор был запущен успешно, но вал начал вращаться не в ту сторону, в которую надо, направление его вращения можно изменить. Для этого нужно изменить обмотки пусковой обмотки. Сделать это можно с помощью двухпозиционного переключателя. На его центральный контакт нужно подключить конденсаторный вывод, а на два остальных выводы от фазы и «нуля».  

Смена направления движения привода

По факту, пусковая обмотка в двигателе нужна для того, чтобы заставить ротор двигаться, ведь он может начать вращение только с посторонней помощью. Иначе его не запустить. 

Обе обмотки, рабочая и пусковая, располагаются на статоре, как уже было сказано, перпендикулярно друг другу. Но вот рабочая фаза места занимает в два раза больше, чем пусковая. Ротор в таком двигателе имеет наиболее простую конструкцию. Как правило, это «беличья клетка».

А что было бы при отсутствии вспомогательной обмотки на статоре однофазного двигателя 220В? Что если не подавать туда ток? В таком случае, во время подключения привода к сети в главной обмотке будет возникать магнитное поле и оно будет пульсировать. Ротор при этом начинает пронизывать изменяющийся магнитный поток. Вот только если ротор не был в движении с самого начала, а подача переменного тока будет идти только в главную обмотку, то деталь и не заработает. Все потому что вращательный момент по часовой стрелке и против будет нулевым, то есть причин для начала вращения не будет. Даже несмотря на то, что в роторе будет индуцироваться ЭДС.

А вот есть ротор и вал немного подтолкнуть, он будет продолжать вращаться в заданном стартовым толчком направлении.  На это будет две причины:

• возникновение ЭДС и соответствующих токов в роторе, которые отталкиваются от магнитного поля согласно закону Ампера;
• величина результирующего момента по направлению толчка будет больше, чем против его направления.

Как итог – ротор продолжит вращаться. 

Чтобы получить реверс однофазного двигателя 220В с емкостью, нужно лишь позаботиться о подаче пускового толчка в противоположном от изначального направления. Этого можно достигнуть, изменить относительный порядок, в котором чередуются фазы в рабочих и пусковых обмотках.

Чтобы обеспечить подобные условия, потребуется переключение одной из двух обмоток. Другими словами, «полярность» включения выводов обмотки в сеть и конденсатор нужно изменить. Реализация достаточно проста, ведь на однофазных движках всегда есть клеммники, куда выводятся все концы обмоток. Главная обмотка характерна маленьким сопротивлением относительно пусковой, так что обнаружить их с мультиметром в режиме омметра очень легко. 

Лучше всего вывести концы вспомогательной обмотки на переключатель с двумя полюсами без фиксации.

Реверсивное подключение однофазного асинхронного двигателя своими руками

Выбирая схему, по которой будете подключать однофазный асинхронный двигатель, определитесь, понадобиться ли вам осуществлять реверс. Если полноценная работа вашего устройства предполагает переключение направления вращения, логично будет исполнять реверсирование с кнопочным постом. Для вращения в одну сторону достаточно будет и простой схемы, где возможность переключения отсутствует. 

Вы подключили двигатель по схеме, которая не предусматривает реверса, а она вам вдруг понадобился. Что делать в такой ситуации?

Допустим, подсоединенный асинхронный однофазный двигатель с конденсатором уже вращается по часовой стрелке (изображение ниже).

Тут нужно уточнить несколько важных деталей:

1. Точка А стоит в начале вспомогательной обмотки. Точка В в ее конце. В начальной клемме А – коричневый провод, в конечной – зеленый.
2. Точка С отмечает начало главной обмотки, точка D – ее конец. Начальный контакт соединен с проводом красного цвета, конечный – с синим.
3. В какую сторону вращается ротор, указывают стрелки.

Задача перед нами стоит следующая: произвести смену движения ротора в однофазном двигателе не вскрывая при этом его корпус. Ротор должен начать вращение против часовой стрелки.

Решение задачи возможно тремя способами.

Решение первое: переподключить главную обмотку

Для изменения направления движения ротора достаточно изменить положение начала и конца главной обмотки (схематически это изображено на рисунке ниже). Вы можете подумать, что придется все же вскрыть корпус, что достать и перевернуть намотку. Совершенно не так. Работы с концами, выходящими наружу двигателя вполне хватит: 

1. Обратите внимание на сам корпус: из него видно четыре провода. Два – это концы главной и вспомогательной обмоток, два – их же начало. Ваша задача на этом этапе найти начало и конец только главной обмотки.
2. С этой парой соединяются еще две линии: это фаза и нуль. Отключите двигатель и перекиньте фазу с начала обмотки на ее конец, а нуль наоборот.

Результат – точки С и D занимают место друг друга. После этого подвижная часть привода начнет движение в противоположную сторону.

Вариант 2: переподключить вспомогательную обмотку

Еще один способ реверса однофазного двигателя 200 В – сменить начало конец теперь уже вспомогательной (пусковой) обмотки аналогично первому варианту:  

1. Выясните, какие провода из всего вывода (4 провода) принадлежат пусковой намотке.
2. Сначала конец В вспомогательной был соединен с началом С главной. А начало А было подключено к конденсатору. Если подключить конденсатор к В, соединить начало С и начало А, можно провести реверс. 

Все эти действия приведут к схеме, которая изображена на рисунке выше. Теперь Точки А и В заняли место друг друга, а ротор начал вращаться в другую сторону.

Смена направления вращения ротора двигателя с одной рабочей фазой выполняется гораздо легче, чем трехфазного. Тем не менее в жизни бывают ситуации, когда необходимо осуществить реверс трехфазного двигателя, подключенного в однофазную сеть. Что же делать в такой ситуации? Вначале скажем, что такая возможность есть.

И все же при наличии дома трехфазного двигателя на 380 В, не спешите включать его в розетку. Чтобы использование трехфазного двигателя в однофазной сети было безопасным, схема и подключение электропривода нуждаются в значительном совершенствовании. 

Подключение трехфазного двигателя в сеть с напряжением 220 В требует переключения обмоток и подключения в цепь конденсатора.

Моторный редуктор РД-09

Яркий пример реверсивного двигателя – однофазный двигатель асинхронного типа РД 09. Электропривод РД 9 впервые был выпущен в Советском Союзе и до сих применяется, когда производят дозаторы подачи жидких или сыпучих веществ/материалов, игровые автоматы, следящие системы в автоматизированных приборах.

Главные особенности 09:

• реверсивный электродвигатель переменного тока;
• многоступенчатый цилиндрический зубчатый редуктор;
• размещение двигателя и редуктора в одном корпусе;
• продолжительный режим работы.

Типы однофазных асинхронных двигателей

следующий → ← предыдущая Однофазный асинхронный двигатель запускается некоторыми способами. Механические методы не очень практичны, поэтому двигатель временно запускается путем преобразования его в двухфазный двигатель. Однофазные асинхронные двигатели классифицируются в соответствии с вспомогательными средствами, используемыми для запуска двигателя. Они классифицируются следующим образом: Двухфазный двигатель Конденсаторный пусковой двигатель Электродвигатель с конденсаторным пуском Электродвигатель с делительным конденсатором (PSC) Электродвигатель с экранированными полюсами 1. Двухфазный асинхронный двигатель: Асинхронный двигатель с расщепленной фазой также известен как двигатель с пусковым сопротивлением . Он состоит из ротора с одной клеткой, а его статор имеет две обмотки ? основная обмотка и пусковая (также известная как вспомогательная) обмотка. Обе обмотки смещены на 90° в пространстве, как обмотки двухфазного асинхронного двигателя. Основная обмотка асинхронного двигателя имеет очень низкое сопротивление и высокое индуктивное сопротивление. Рисунок: Двухфазный асинхронный двигатель (a) Принципиальная схема (b) Векторная диаграмма Характеристики двигателя: Пусковой крутящий момент асинхронного двигателя с пусковым сопротивлением примерно в 1,5 раза превышает крутящий момент при полной нагрузке. Максимальный или выдергивающий крутящий момент примерно в 2,5 раза превышает крутящий момент при полной нагрузке при примерно 75% синхронной скорости. Двухфазный двигатель имеет высокий пусковой ток, который обычно в 7-8 раз превышает значение полной нагрузки. Применений: Двигатели с расщепленной фазой наиболее подходят для легко запускаемых нагрузок, где частота пусков ограничена, и они очень дешевы. Эти двигатели используются в стиральных машинах. Используются в вентиляторах кондиционеров. Используется в миксерах, измельчителях, полировщиках полов, воздуходувках, центробежных насосах, Они используются в небольших дрелях, токарных станках, офисном оборудовании и т. д. Иногда они также используются для приводов мощностью более 1 кВт. Конденсаторные двигатели: Конденсаторные двигатели — это двигатели с конденсатором в цепи вспомогательной обмотки для создания большей разности фаз между током в основной и вспомогательной обмотках. Существует три типа конденсаторных двигателей. 2. Двигатель с конденсаторным пуском: Двигатель с конденсаторным пуском развивает гораздо более высокий пусковой момент, то есть в 3,0–4,5 раза больше крутящего момента при полной нагрузке. Для получения высокого пускового момента значение пускового конденсатора должно быть большим, а сопротивление пусковой обмотки должно быть низким. . Из-за высокого номинала ВАр требуемого конденсатора используются электролитические конденсаторы порядка 250 Ф. Конденсатор Cs рассчитан на короткое время. Эти двигатели дороже двигателей с расщепленной фазой из-за дополнительных затрат на конденсатор. Рисунок: Электродвигатель с конденсаторным пуском (a) принципиальная схема (b) векторная диаграмма Применений: Эти двигатели используются для тяжелых нагрузок, где требуется частый пуск. Эти двигатели используются для насосов и компрессоров, поэтому они используются в качестве компрессора в холодильнике и кондиционере. Они также используются для конвейеров и некоторых станков. 3. Конденсаторный двигатель с двумя номиналами Этот двигатель имеет короткозамкнутый ротор, а его статор имеет две обмотки, а именно основную обмотку и вспомогательную обмотку. Две обмотки смещены в пространстве на 90°. В двигателе используются два конденсатора Cs и CR. На начальном этапе два конденсатора соединены параллельно. Рисунок: Двигатели с двумя конденсаторами Применений: Двигатели с двумя конденсаторами используются для нагрузок с более высокой инерцией, требующих частых пусков. Используются в насосном оборудовании. Они используются в холодильной технике, воздушных компрессорах и т. д. 4. Двигатель с постоянно разделенным конденсатором (PSC): Эти двигатели имеют короткозамкнутый ротор, а его ротор состоит из двух обмоток, а именно основной обмотки и вспомогательной обмотки. Однофазный асинхронный двигатель имеет только один конденсатор С, включенный последовательно с пусковой обмоткой. Конденсатор С постоянно включен последовательно с пусковой обмоткой. Конденсатор C постоянно включен в цепь при пусковых и рабочих условиях. Преимущества Двигатель с конденсатором с одним номиналом имеет следующие преимущества: Для двигателей этого типа центробежный выключатель не требуется. Этот двигатель имеет более высокий КПД. Имеет более высокий коэффициент мощности из-за постоянно подключенного конденсатора. Имеет более высокий крутящий момент на отрыв. Ограничения двигателя с постоянным конденсатором: Электролитические конденсаторы нельзя использовать для непрерывной работы. Поэтому следует использовать конденсаторы масляного типа с бумажными промежутками. Бумажные конденсаторы того же номинала больше по размеру и дороже. Однозначный конденсатор имеет низкий пусковой момент, обычно меньший, чем момент при полной нагрузке. Применение: Эти двигатели используются для вентиляторов и воздуходувок в обогревателях. Используется в кондиционерах. Используется для привода компрессоров холодильников. Также используется для управления офисной техникой. 5. Двигатель с экранированными полюсами: Двигатель с расщепленными полюсами представляет собой простой тип самозапускающегося однофазного асинхронного двигателя. Он состоит из статора и ротора клеточного типа. Статор состоит из явно выраженных полюсов. Каждый полюс имеет прорези сбоку, а на меньшей части установлено медное кольцо. Эта часть называется заштрихованным полюсом. Кольцо обычно представляет собой одновитковую катушку и известно как затеняющая катушка. Рисунок: Двигатель с экранированными полюсами и двумя полюсами статора. Применений: Двигатели с экранированными полюсами используются для привода устройств, требующих низкого пускового момента. Эти двигатели очень подходят для небольших устройств, таких как реле, вентиляторы всех видов и т. д., из-за их низкой начальной стоимости и легкого запуска. Чаще всего эти двигатели применяются в настольных вентиляторах, вытяжных вентиляторах, фенах, вентиляторах для холодильного оборудования и кондиционеров, электронном оборудовании, охлаждающих вентиляторах и т. д. Следующая темаПринцип работы однофазного асинхронного двигателя ← предыдущая следующий →

Однофазный асинхронный двигатель – конструкция, работа и типы

Однофазные двигатели более предпочтительны, чем трехфазные асинхронные двигатели для бытового и коммерческого применения. Из-за формы утилиты доступно только однофазное питание. Таким образом, в этом типе применения трехфазный асинхронный двигатель не может использоваться.

В следующем посте мы покажем конструкцию и различные типы однофазных асинхронных двигателей с работой и применением.

• По теме: Трехфазный асинхронный двигатель — конструкция, работа, типы и применение

Содержание

Конструкция однофазного асинхронного двигателя

Однофазный асинхронный двигатель аналогичен трехфазному асинхронному двигателю с короткозамкнутым ротором, за исключением того, что он имеет две однофазные обмотки (вместо одной трехфазной обмотки в 3-фазной схеме). фазные двигатели) установлены на статоре, а ротор с короткозамкнутой обмоткой размещен внутри статора, который свободно вращается с помощью подшипников, установленных на валу двигателя.

Конструкция однофазного асинхронного двигателя аналогична конструкции трехфазного асинхронного двигателя.

Подобно трехфазному асинхронному двигателю, однофазный асинхронный двигатель также состоит из двух основных частей;

• Статор
• Ротор

Связанная статья: Машина постоянного тока — конструкция, работа, типы и применение

Статор

В статоре единственная разница заключается в обмотке статора. Обмотка статора представляет собой однофазную обмотку вместо трехфазной обмотки. Сердечник статора такой же, как сердечник трехфазного асинхронного двигателя.

В однофазном асинхронном двигателе в статоре используются две обмотки, за исключением асинхронного двигателя с расщепленными полюсами. Из этих двух обмоток одна обмотка является основной, а вторая — вспомогательной.

Сердечник статора ламинирован для уменьшения потерь на вихревые токи. Однофазное питание подается на обмотку статора (основная обмотка)

Ротор

Ротор однофазного асинхронного двигателя аналогичен ротору асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Вместо обмотки ротора используются стержни ротора, а на конце он замыкается концевыми кольцами. Следовательно, он делает полный путь в цепи ротора. Стержни ротора крепятся к концевым кольцам для увеличения механической прочности двигателя.

Пазы ротора скошены под некоторым углом, чтобы избежать магнитной связи. И это также использовалось для того, чтобы двигатель работал плавно и тихо.

На следующем рисунке показаны статор и ротор однофазного асинхронного двигателя.

• Связанный пост: Серводвигатель — типы, конструкция, работа, управление и применение

Работа однофазного асинхронного двигателя

Однофазное питание переменным током подается на обмотку статора (основная обмотка). Переменный ток, протекающий по обмотке статора, создает магнитный поток. Этот поток известен как основной поток.

Теперь предположим, что ротор вращается и находится в магнитном поле, создаваемом обмоткой статора. Согласно закону Фарадея, ток начинает течь в цепи ротора по замкнутому пути. Этот ток известен как ток ротора.

Из-за тока ротора вокруг обмотки ротора возникает поток. Этот поток известен как поток ротора.

Есть два потока; основной поток, который создается статором , а второй — это поток ротора , который создается ротором 9. 0027 .

Взаимодействие между основным потоком и потоком ротора, крутящий момент создается в роторе и он начинает вращаться.

Поле статора имеет переменный характер. Скорость поля статора такая же, как синхронная скорость. Синхронная скорость двигателя зависит от числа полюсов и частоты питания.

Может представлять собой два вращающихся поля. Эти поля равны по величине и вращаются в противоположном направлении.

Допустим, Φ _м — максимальное поле, индуцируемое в основной обмотке. Значит, это поле разделено на две равные части, то есть Φ _м /2 и Φ _м /2.

Из этих двух полей одно поле Φ _f вращается против часовой стрелки, а второе поле Φ _b вращается по часовой стрелке. Следовательно, результирующее поле равно нулю.

Φ _r = Φ _f – Φ _b

Φ _r = 0

6 9

Когда двигатель запускается, индуцируются два поля, как показано на рисунке выше. Эти два поля имеют одинаковую величину и противоположное направление. Таким образом, результирующий поток равен нулю.

В этом состоянии поле статора не может пересекаться с полем ротора, и результирующий крутящий момент равен нулю. Итак, ротор не может вращаться, но издает гудение.

Теперь представьте, что после поворота на 90˚ оба поля повернуты и направлены в одном направлении. Следовательно, результирующий поток представляет собой сумму обоих полей.

Φ _r = Φ _f + Φ _b

Φ _r = 0

6 9 максимальное поле, создаваемое статором. Теперь оба поля вращаются отдельно, и это носит альтернативный характер.

Итак, оба поля обрезаны цепью ротора и ЭДС, наведенной в проводнике ротора. Из-за этой ЭДС в цепи ротора начинает течь ток, который индуцирует поток ротора.

Благодаря взаимодействию потока статора и потока ротора двигатель продолжает вращаться. T его теория известна как Двойная вращающаяся теория или двойное вращающееся поле теория .

Теперь, из приведенного выше объяснения, мы можем сделать вывод, что однофазный асинхронный двигатель не запускается самостоятельно.

Чтобы сделать этот двигатель самозапускающимся, нам нужен поток статора, вращающийся по своей природе, а не переменный. Это можно сделать различными методами.

• Связанный пост: Бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC) — конструкция, принцип работы и применение

Однофазный асинхронный двигатель можно классифицировать по способу пуска.

Типы однофазных асинхронных двигателей

Однофазные асинхронные двигатели классифицируются как;

• Асинхронный двигатель с расщепленной фазой
• Асинхронный двигатель с экранированными полюсами
• Асинхронный двигатель с пусковым конденсатором
• Конденсаторный пусковой конденсатор для запуска асинхронного двигателя
• Асинхронный двигатель с постоянными конденсаторами

Асинхронный двигатель с расщепленной фазой

В этом типе двигателя дополнительная обмотка намотана на тот же сердечник статора. Итак, в статоре две обмотки.

Одна обмотка известна как основная обмотка или рабочая обмотка, а вторая обмотка известна как пусковая обмотка или вспомогательная обмотка. Последовательно с вспомогательной обмоткой включен центробежный выключатель.

Вспомогательная обмотка с высоким сопротивлением, а основная обмотка с высокой индуктивностью. Вспомогательная обмотка имеет несколько витков малого диаметра.

Вспомогательная обмотка предназначена для создания разности фаз между обоими потоками, создаваемыми основной обмоткой и обмоткой ротора.

Схема подключения показана на рисунке выше. Ток, протекающий по основной обмотке, равен I _M , а ток, протекающий по вспомогательной обмотке, составляет I _А . Обе обмотки параллельны и питаются напряжением В.

Вспомогательная обмотка имеет высокое активное сопротивление. Так, ток I _А практически совпадает по фазе с напряжением питания В.

Основная обмотка имеет сильноиндуктивный характер. Так, ток I _M отстает от напряжения питания на большой угол.

Общий поток статора индуцируется результирующим током этих двух обмоток. Как показано на векторной диаграмме, результирующий ток представлен как (I). Это создаст разность фаз между потоками, и результирующий поток создаст вращающееся магнитное поле. И двигатель начинает вращаться.

Вспомогательная обмотка используется только для запуска двигателя. Эта обмотка бесполезна в рабочем состоянии. Когда двигатель достигает 75–80 % синхронной скорости, центробежный выключатель размыкается. Итак, вспомогательная обмотка выведена из цепи. И двигатель работает только на основной обмотке.

Разность фаз, создаваемая этим методом, очень мала. Следовательно, пусковой момент этого двигателя плохой. Таким образом, этот двигатель используется в приложениях с низким пусковым моментом, таких как вентиляторы, воздуходувки, измельчители, насосы и т. д.

• Связанный пост: Шаговый двигатель — типы, конструкция, работа и применение

Асинхронный двигатель с экранированными полюсами

По сравнению с другими типами однофазных асинхронных двигателей, этот двигатель имеет другую конструкцию и принцип работы. Этот тип двигателя не требует дополнительной обмотки.

Этот двигатель имеет явный полюс статора или выступающий полюс, а ротор такой же, как у асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Полюса статора сконструированы специально для создания вращающегося магнитного поля.

Полюс этого двигателя разделен на две части; заштрихованная часть и незаштрихованная часть. Его можно создать, разрезав шест на неравные расстояния.

В малую часть стержня помещается медное кольцо. Это кольцо является высокоиндуктивным кольцом и известно как заштрихованное кольцо или заштрихованная полоса. Часть, в которой проводится стимуляция заштрихованного кольца, известна как заштрихованная часть вехи, а оставшаяся часть — незаштрихованная часть.

Конструкция этого двигателя показана на рисунке ниже.

При прохождении переменного тока через обмотку статора в катушке статора индуцируется переменный поток. Из-за этого потока некоторое количество потока будет связано с заштрихованным кольцом, и ток будет течь через заштрихованное кольцо.

Согласно закону Ленца, ток, проходящий через катушку, имеет противоположный характер, и поток, создаваемый этой катушкой, будет противодействовать основному потоку.

Заштрихованное кольцо представляет собой высокоиндуктивную катушку. Таким образом, он будет противодействовать основному потоку, когда оба потока направлены в одном направлении, и увеличит основной поток, когда оба потока направлены в противоположные стороны.

Таким образом, будет создана разность фаз между основным потоком (поток статора) и потоком ротора. При использовании этого метода разность фаз очень мала. Следовательно, пусковой момент очень мал. Он используется в таких приложениях, как игрушечные двигатели, вентиляторы, воздуходувки, проигрыватели и т. д.

Асинхронный двигатель с пусковым конденсатором

Этот тип двигателя является усовершенствованной версией асинхронного двигателя с расщепленной фазой. Недостатком индукции с расщепленной фазой является низкий крутящий момент. Потому что в этом двигателе создаваемая разность фаз очень мала.

Этот недостаток компенсируется в данном двигателе конденсатором, включенным последовательно со вспомогательной обмоткой. Принципиальная схема этого двигателя показана на рисунке ниже.

В этом двигателе используется конденсатор сухого типа. Это предназначено для использования с переменным током. Но этот конденсатор не используется для непрерывной работы.

В этом методе также используется центробежный переключатель, который отключает конденсатор и вспомогательную обмотку, когда двигатель работает на 75-80% синхронной скорости.

Ток через вспомогательный блок опережает напряжение питания на некоторый угол. Этот угол больше, чем угол, увеличенный в асинхронном двигателе с расщепленной фазой.

Таким образом, пусковой момент этого двигателя очень высок по сравнению с асинхронным двигателем с расщепленной фазой. Пусковой крутящий момент этого двигателя на 300% больше, чем крутящий момент при полной нагрузке.

Благодаря высокому пусковому крутящему моменту этот двигатель используется там, где требуется высокий пусковой крутящий момент, например, в токарных станках, компрессорах, сверлильных станках и т. д. 

• Сообщение по теме: КПД двигателя и как его повысить?

Конденсатор Пусковой конденсатор Работающий асинхронный двигатель

В этом типе двигателя два конденсатора соединены параллельно последовательно во вспомогательной обмотке. Из этих двух конденсаторов один конденсатор используется только для запуска (пусковой конденсатор), а другой постоянно подключен к двигателю (рабочий конденсатор).

Принципиальная схема этого рисунка показана на рисунке ниже.

Пусковой конденсатор имеет высокое значение емкости, а рабочий конденсатор имеет низкое значение емкости. Пусковой конденсатор соединен последовательно с центробежным выключателем, который размыкается, когда скорость двигателя составляет 70 % от синхронной скорости.

Во время работы и рабочая обмотка, и вспомогательная обмотка соединены с двигателем. Пусковой крутящий момент и эффективность этого двигателя очень высоки.

Таким образом, его можно использовать в приложениях, где требуется высокий пусковой крутящий момент, таких как холодильник, кондиционер, потолочный вентилятор, компрессор и т. д.

• Связанный пост: Прямой онлайн-стартер — схема подключения стартера DOL для двигателей

Асинхронный двигатель с постоянными конденсаторами

Конденсатор малой емкости постоянно подключен к вспомогательной обмотке. Здесь конденсатор имеет малую емкость.

Конденсатор используется для увеличения пускового момента, но он ниже, чем у асинхронного двигателя с пусковым конденсатором.

Принципиальная схема и векторная диаграмма этого двигателя показаны на рисунке ниже.

Коэффициент мощности и КПД этого двигателя очень высоки, а также он имеет высокий пусковой крутящий момент, который составляет 80% крутящего момента при полной нагрузке.

Этот тип двигателя используется в таких приложениях, как вытяжной вентилятор, воздуходувка, нагреватель и т. д.

• Связанный пост: Что такое стартер двигателя? Типы пускателей двигателей и методы пуска двигателей

Применение однофазных асинхронных двигателей

Однофазные двигатели не запускаются сами по себе и менее эффективны, чем трехфазные асинхронные двигатели. Доступны модели мощностью от 0,5 до 15 л.с., и тем не менее они широко используются для различных целей, таких как:

• Часы
• Холодильники, морозильники и обогреватели
• Вентиляторы, настольные вентиляторы, потолочные вентиляторы, вытяжные вентиляторы, воздухоохладители и водяные охладители.
• Воздуходувки
• Стиральные машины
• станки
• Сушилки
• Пишущие машинки, фотостаты и принтеры
• Водяные насосы и погружные насосы
• Компьютеры
• Измельчители
• Сверлильные станки
• Прочие бытовые приборы, оборудование и устройства и т.