Что такое однофазный асинхронный двигатель. Как устроен однофазный асинхронный двигатель. Как работает однофазный асинхронный двигатель. Где применяются однофазные асинхронные двигатели. Какие преимущества и недостатки у однофазных асинхронных двигателей.
История создания однофазного асинхронного двигателя
Разработка однофазного асинхронного двигателя заняла более 60 лет и стала результатом труда многих ученых. Ключевые этапы в истории его создания:
- 1820-е годы — Джозеф Генри и Майкл Фарадей открывают явление электромагнитной индукции
- 1880-е годы — разработка трансформаторов и генераторов переменного тока
- 1885 год — Галилео Феррарис предлагает идею первого многофазного двигателя переменного тока
- 1888 год — Никола Тесла представляет свой многофазный мотор
- 1889-1891 годы — Михаил Доливо-Добровольский изобретает ротор в виде «беличьей клетки»
- Начало XX века — широкое внедрение электромеханических устройств
Таким образом, создание однофазного асинхронного двигателя стало возможным благодаря открытиям и изобретениям целой плеяды выдающихся ученых и инженеров XIX — начала XX века.
Устройство однофазного асинхронного двигателя
Основными компонентами однофазного асинхронного двигателя являются:
- Статор — неподвижная часть, создающая вращающееся магнитное поле
- Ротор — вращающаяся часть
- Обмотки статора:
- Основная (рабочая) обмотка
- Вспомогательная (пусковая) обмотка
- Короткозамкнутая обмотка ротора
- Подшипники
- Корпус
Статор имеет две обмотки, расположенные под углом 90° друг к другу. Основная обмотка обычно занимает 2/3 пазов статора, а вспомогательная — 1/3. Ротор выполнен в виде «беличьей клетки» — короткозамкнутых проводников, расположенных в пазах сердечника.
Принцип работы однофазного асинхронного двигателя
Принцип работы однофазного асинхронного двигателя основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля статора с токами, индуцированными в обмотке ротора. Основные этапы работы:
- При подаче переменного тока на основную обмотку статора создается пульсирующее магнитное поле
- Это поле можно представить в виде двух вращающихся в противоположные стороны полей
- Для создания пускового момента используется вспомогательная обмотка, сдвинутая на 90°
- Ток во вспомогательной обмотке сдвигается по фазе с помощью конденсатора или других элементов
- Возникает эллиптическое вращающееся магнитное поле
- В обмотке ротора индуцируются токи, взаимодействующие с полем статора
- Возникает вращающий момент, приводящий ротор в движение
- После разгона вспомогательная обмотка отключается
Таким образом, однофазный асинхронный двигатель работает за счет создания вращающегося магнитного поля с помощью двух обмоток статора и взаимодействия этого поля с токами в роторе.
Типы однофазных асинхронных двигателей
Существует несколько основных типов однофазных асинхронных двигателей, различающихся способом создания пускового момента:
- С пусковой обмоткой и центробежным выключателем
- С пусковым сопротивлением
- С пусковым конденсатором
- С рабочим и пусковым конденсаторами
- С расщепленными полюсами
Наиболее распространенными являются конденсаторные двигатели, обеспечивающие хорошие пусковые характеристики. Выбор типа двигателя зависит от требований к пусковому моменту, КПД и других факторов.
Применение однофазных асинхронных двигателей
Однофазные асинхронные двигатели широко применяются в бытовой технике и промышленном оборудовании малой мощности. Основные области применения:
- Бытовые электроприборы:
- Холодильники
- Стиральные машины
- Кондиционеры
- Вентиляторы
- Насосное оборудование
- Компрессоры
- Станки и инструменты малой мощности
- Сельскохозяйственное оборудование
- Системы вентиляции и кондиционирования
Однофазные асинхронные двигатели особенно востребованы там, где нет трехфазной сети, но требуются простые и надежные электроприводы небольшой мощности.
Преимущества и недостатки однофазных асинхронных двигателей
Однофазные асинхронные двигатели обладают рядом преимуществ и недостатков по сравнению с другими типами электродвигателей:
Преимущества:
- Простота конструкции
- Низкая стоимость
- Высокая надежность
- Возможность работы от однофазной сети
- Отсутствие коллектора и щеток
- Простота обслуживания
Недостатки:
- Низкий пусковой момент
- Меньший КПД по сравнению с трехфазными двигателями
- Ограниченный диапазон регулирования скорости
- Повышенный шум и вибрация
- Необходимость в пусковых устройствах
Несмотря на недостатки, простота и надежность однофазных асинхронных двигателей обеспечивают их широкое применение в бытовой технике и маломощном промышленном оборудовании.
Особенности эксплуатации однофазных асинхронных двигателей
При эксплуатации однофазных асинхронных двигателей следует учитывать ряд особенностей:
- Необходимость правильного подбора пусковых устройств
- Ограничение по длительности и частоте пусков
- Контроль температуры обмоток
- Периодическая проверка состояния подшипников
- Защита от перегрузок и коротких замыканий
- Обеспечение достаточной вентиляции
При соблюдении правил эксплуатации и своевременном обслуживании однофазные асинхронные двигатели могут работать долго и надежно. Важно не допускать перегрузок и соблюдать рекомендованный режим работы.
Перспективы развития однофазных асинхронных двигателей
Несмотря на то, что конструкция однофазных асинхронных двигателей остается в целом неизменной уже много лет, продолжается работа по их совершенствованию:
- Повышение энергоэффективности
- Улучшение пусковых характеристик
- Снижение шума и вибраций
- Применение новых материалов
- Интеграция с электронными системами управления
- Разработка специализированных двигателей для конкретных применений
Развитие однофазных асинхронных двигателей направлено на расширение сфер их применения и улучшение эксплуатационных характеристик. Это позволит им и дальше успешно конкурировать с другими типами электродвигателей в определенных областях.
Двигатель асинхронный однофазный — устройство, принцип работы и схема подключения
Содержание:
Никто глубоко не задумывался о том, как бы жили люди без такого изобретения, как электродвигатель асинхронный однофазный. Казалось бы, что такое умное слово никого не касается и витает где-то в заоблачной дали. Но этот большой помощник в быту встречается на каждом шагу.
Скажите, как можно обходиться без холодильника или пылесоса. А ведь не будь двигателя, всего этого не было бы сейчас. Предлагаем в статье узнать все подробности об этом устройстве, а дочитавшим до конца будет бонус в виде полезного справочника по асинхронным двигателям
Так выглядит однофазный асинхронный двигатель.История возникновения
Более 60 лет понадобилось многим ученым, пока однофазный асинхронный двигатель начал покорять просторы земного шара. Началось все с 1820-х годов, когда Джозеф Генри и Майкл Фарадей – открыли явления индукции и начали первые эксперименты.
[stextbox id=’info’]Принцип работы асинхронного двигателя (однофазного) основан на этих основных физических законах. В 80-х годах позапрошлого столетия многие умы разрабатывают трансформаторы и генераторы переменного тока. Год 1885 принес идею первого многофазного двигателя переменного тока от Галилео Феррариса, вскоре Никола Тесла уже представил свой многофазный мотор (1888 год).[/stextbox]
В 1889-1891годах русский электротехник, поляк по происхождению, Михаил Осипович Доливо-Добровольский придумал ротор в виде “беличьей клетки”. К этому изобретению его подтолкнул доклад Феррариса «О вращающемся магнитном поле». С началом ХХ века пришло широкое внедрение электромеханических устройств.
Применение однофазных асинхронных двигателей
Известно, что однофазные двигатели уступают трехфазным по некоторым характеристикам. Однофазные моторы имеют в основном бытовое назначение:
- пылесосы;
- вентиляторы;
- электронасосы;
- холодильники;
- машины для переработки сырья.
Для того, чтобы выполнить подключение асинхронного двигателя нужна однофазная сеть переменного тока.
Такие двигатели работают при напряжении 220 Вольт и частоте 50 Гц. Прилагательное «асинхронный» указывает на то, что скорость вращения якоря отстает от магнитного поля статора.
Однофазные двигатели имеют две независимых цепи, но работают они в основном на одной, отсюда и название. Основные части двигателя:
- Статор (неподвижный элемент).
- Ротор (вращающаяся часть).
- Механическое соединение этих двух частей.
- Поворотные подшипники.
Соединение состоит из внутренних колец, установленных на закрепленных втулках вала ротора, наружных колец в защитных боковых крышках, прикрепленных к статору.
Для запуска однофазного асинхронного двигателя с пусковой обмоткой установлена другая катушка. Обмотка стартера установлена со смещением от рабочей катушки на 900 С. Для создания сдвига тока, в цепи однофазного двигателя имеется схема сдвига фаз. Сдвиг можно получить при помощи различных элементов. Это могут быть:
- Активное сопротивление.
- Емкостное.
- Индуктивное.
В видео, представленном ниже, показан принцип работы однофазных асинхронных двигателей.
Принцип действия
Обмотки статора при помощи переменного тока образуют магнитные поля. Они имеют одинаковую амплитуду и частоту, но действуют в разных направлениях, поэтому статический ротор начинает вращаться.
Если в двигателе отсутствует пусковой механизм, ротор останавливается, потому что результирующий крутящий момент равен нулю. В случае, когда ротор начинает вращаться в одном направлении, соответствующий крутящий момент становится выше, когда вал двигателя продолжает вращаться в заданном направлении.
Принцип работы однофазного асинхронного двигателя.
Момент запуска
Сигналом к запуску становится магнитное поле двух обмоток, вращающее подвижную часть двигателя. Оно создается 2 обмотками: главной и пусковой. Дополнительная обмотка меньшего размера является пусковой и подключается к основной схеме включения однофазного двигателя через ёмкостное или индуктивное сопротивление.
[stextbox id=’alert’]Подключение происходит только в момент пуска. При удержании пусковой кнопки короткое время (порядка 2-3 секунд) происходит разгон ротора. В момент отпускания кнопки электрический мотор переходит в режим работы основной фазы.[/stextbox]
Пусковая обмотка может работать кратковременно. Более длительное время нахождения под нагрузкой может вызвать перегревание и воспламенение изолирующих элементов, что приведет к выходу из строя.
Надежность повышается за счет встраивания в схему однофазного асинхронного двигателя таких элементов как тепловое реле и центробежный выключатель. Последний отключает пусковую фазу в тот момент, когда ротор разгоняется до номинальной скорости.
Отключение происходит автоматически.
Работа реле происходит следующим образом: когда обмотки нагреваются до предельного значения, установленного на реле, механизм прерывает подачу питания на обе фазы, предотвращая отказ из-за перегрузки или по любой другой причине. Это защищает от возгорания.
Возможно, вам будет интересно также почитать все, что нужно знать о шаговых электродвигателях в другой нашей статье.
Варианты подключения
Для того, чтобы мотор заработал необходимо иметь одну 220-вольтовую фазу. Это значит, что подойдет любая стандартная розетка. Благодаря этой простоте двигатели завоевали популярность в быту. Любой прибор, начиная от стиральной машины и до соковыжималки, имеет подобные механизмы в своем составе.
Известны два типа однофазных двигателей в зависимости от способа подключения:
- Однофазный асинхронный двигатель с пусковой обмоткой.
- Однофазный двигатель с конденсатором.
Схема подключения однофазного асинхронного двигателя с помощью конденсаторов изображена на рисунке.
Схема содержит пусковую обмотку с конденсатором. После ускорения ротора происходит выключение катушки. Рабочий конденсатор не позволяет размыкаться пусковой цепи, и запускающая обмотка работает через конденсатор в постоянном режиме.
Одновременно с рабочей обмоткой пусковая катушка снабжена током через конденсатор. При использовании в режиме пуска у катушки более высокое активное сопротивление. Фазовый сдвиг при этом имеет достаточную величину, чтобы началось вращение.
Допускается брать пусковую обмотку, с меньшей индуктивностью и большим сопротивлением. Запуск конденсатора осуществляется при подключении его к пусковой обмотке и временному источнику питания.
Чтобы достичь максимального значения пускового момента требуется вращающееся магнитное поле. Для этого нужно добиться положения обмоток под углом 900. При правильно рассчитанной емкости конденсатора обмотки могут быть смещены на 900 градусов.
Расчет однофазного асинхронного двигателя зависит от схем подключения, которые приведены ниже.
Различные варианты подключения:
- временное включение электрического тока на стартовую обмотку через конденсатор;
- подача на пусковое устройство через резистор, без конденсатора;
- запуск через конденсатор на пусковую обмотку постоянно, одновременно с работой рабочей обмотки.
Расчет проводной принадлежности
Для расчета проводов, соединяющих рабочую и пусковую обмотки, понадобится омметр. Измеряется сопротивление обмоток. R рабочей обмотки должно быть ниже, чем у стартера. Например, если измерения составили 12 Ом для одной обмотки и 30 Ом для другой, то сработают обе. У рабочей обмотки поперечное сечение больше, чем у выходной.
Выбор емкости конденсатора
Чтобы определить емкость конденсатора, необходимо знать ток потребления электродвигателя. Если ток 1,4 А, то понадобится конденсатор емкостью 6 микрофарад.
Также можно ориентироваться на таблицу расчета емкости конденсатора, приведенную ниже.
Проверка работоспособности
Тестирование начинается с визуального осмотра. Возможные неисправности:
- Если опорная часть на устройстве была сломана, это может привести к неисправностям.
- При потемнении корпуса в средней части идет перегрев. Бывает попадание в корпус различных посторонних предметов, это способствует перегреванию. При износе и загрязнении подшипников возможен перегрев.
- Когда однофазный электродвигатель на 220 вольт имеет в схеме подключения конденсатор увеличенного размера, он начинает перегреваться.
[stextbox id=’info’]Если есть подозрение на наличие такого элемента, его необходимо отсоединить от пусковой обмотки, включить двигатель в сети и вращать вал вручную.[/stextbox]
Запустить двигатель минут на пятнадцать, а затем проверить, не прогрелся ли он. Если двигатель не греется, причиной являлась увеличенная емкость конденсатора.
Необходимо установить конденсатор, имеющий меньшую емкость.
Для лучшего понимания механизма работы двигателей, рекомендуем также подробнее прочитать, что такое трехфазный двигатель и как он работает.
Достоинства и недостатки
Основными плюсами являются:
- простота конструкции;
- повсеместная доступность однофазных сетей переменного тока 220 В при частоте 50 Гц (практически во всех районах).
К минусам можно отнести следующие обстоятельства:
- невысокий пусковой момент двигателя;
- низкая эффективность.
Заключение
Маломощные однофазные электродвигатели выпускаются в разной модификации и для разного назначения. Перед приобретением необходимо точно знать некоторые характеристики. Подробно с устройством данного типа двигателей можно ознакомиться, скачав книгу Алиева И. И. Асинхронные двигатели в трехфазном и однофазном режимах.
Российские производители предлагают некоторые серии устройств, имеющие мощность от 18 до 600 Вт, частоту вращения 3000 и 1500 об/мин. Все они предназначены для подключения в сеть с напряжением 127, 220 или 380 Вольт и частотой 50 Гц.
Предыдущая
Электрические машиныЧто такое трехфазный двигатель и как он работает
Следующая
СамоделкиВертикальный ветрогенератор своими руками. Как собрать ветряк с вертикальной осью вращения
Реверсивное подключение однофазного асинхронного двигателя своими руками
Конденсатор и переменный ток
Интересно знать! На нашем сайте есть очень познавательная статья про то, как конденсаторы ведут себя в цепи переменного тока. Если интересно, обязательно ознакомьтесь.
Кстати, если вы пытаетесь самостоятельно подключить такой двигатель в сеть, но не знаете, какие выводы к какой обмотке относятся, просто замерьте их сопротивление. Для основной оно составит где-то 12 Ом, а для пусковой – 30.
Однофазный асинхронный двигатель: принцип работы
Главная > Статьи > Однофазный асинхронный двигатель: принцип работы
Особенности устройства и работы
Двигатель имеет простое устройство. Статор укомплектован двумя обмотками: первая обмотка — основная, т.е. рабочая, вторая обмотка — пусковая, которая работает только во время запуска мотора.
Если сравнивать с другими двигателями, у однофазного асинхронного мотора нет момента впуска. Если присмотреться, ротор внешне напоминает клетку для грызунов. Ток одной фазы создает магнитное поле, которое состоит из двух полей. При включении двигателя ротор остается без движения.
Расчет результирующего момента при неподвижном роторе находится в основе магнитных полей, которые образуют два вращающих момента.
Расчет:
Mn = М1 — М2
М — противоположные моменты;
n — частота вращения.
Асинхронный однофазный двигатель: принцип работы
При задействовании неподвижной части наступает вращающий момент.
Поскольку он возникает только после запуска, мотор укомплектован отдельным пусковым устройством.
У однофазного асинхронного мотора есть немало отличий от, к примеру, трехфазных. Если говорить об основных, стоит отметить особенности статора. На пазах предусмотрена двухфазная обмотка: основная, т.е. рабочая, и пусковая.
Магнитные оси расположены друг к другу перпендикулярно. При работе основная фаза не вызывает вращение ротора, ось магнитного поля остается неподвижной.
Для расчета обмоток статора разработаны специальные программы.
Какие бывают типы однофазных двигателей
На сегодня существуют следующие типы однофазных асинхронных моторов: с конденсаторным и бифилярным механизмом. У каждого из механизмов свои особенности, достоинства и недостатки.
Бифилярный пуск
Бифилярная обмотка в постоянном режиме не используется, поскольку при таком использовании падает значение КПД. С увеличением оборотов, она обрывается. Обмотка пуска включается на пару секунд, расчет работы по 3 сек до 30 раз в час.
Если будет превышен запуск, витки перегреются.
Конденсаторный пуск
Фаза расщепленная, цепь вспомогательной обмотки начинает работать при запуске. Для того, чтобы был достигнут пусковой момент, необходимо создать круговое магнитное поле. Для наилучшего пускового момента используется конденсатор. Моторы с включенными конденсаторами в цепи называются конденсаторными и работают на основе вращения поля магнитов. У конденсаторного мотора предусмотрено две катушки, которые находятся под постоянным напряжением.
Основные принципы работы
В основе принципа работы находится короткозамкнутый ротор. Магнитное поле имеет вид двух кругов с противоположными последовательностями, они двигаются в разные стороны с одинаковой скоростью. Достаточно разогнать ротор в нужную сторону, чтобы он продолжил движение в ту же сторону.
Именно поэтому для запуска однофазного асинхронного двигателя используют кнопку пуска. С ее нажимом статор начинает работу. Токи заставляют вращаться магнитное поле, в воздушном зазоре появляется магнитная индукция.
Всего спустя несколько секунд разгон ротора равняется номинальной скорости.
Если кнопку пуска отпустить, электродвигатель переходит с режима двух фаз на одну фазу. Однофазный режим поддерживается за счет переменного поля магнитов, которое из-за скольжения вращается быстрее ротора.
Схема центробежного выключателя
Для эффективной работы однофазного асинхронного двигателя принято встраивать центробежный выключатель, а также реле с замыкающими контактами. Выключатель прерывает пуск статорной обмотки при достижении номинальной скорости ротора. Тепловое реле отключает двухфазную обмотку при перегреве. Это оптимальная комплектация мотора, которая обеспечит безопасную и надежную работу оборудования на долгие годы.
Изменение направления роторного вращения происходит при перемене направления тока в любой из фаз обмотки при запуске. Для этого достаточно нажать пусковую кнопку и переустановить одну или две металлические пластины. Для образования фазового сдвига необходимо добавить в цепь конденсатор или дроссель, резистор.
При запуске двигателя работает две фазы, потом — только одна. Как видите, асинхронный однофазный двигатель принцип работы имеет достаточно простой и понятный. В отличие от других моторов, с ним просто и легко работать.
В чем достоинства однофазного асинхронного двигателя:
- доступная цена;
- простая конструкция;
- небольшой вес, компактность;
- большая двигательная способность из-за отсутствия коллектора;
- питание от синусоидальной сети.
В чем недостатки однофазного асинхронного двигателя:
- небольшой диапазон регулировки частоты вращения;
- отсутствие или небольшой пусковой момент, низкий КПД.
Однофазный асинхронный двигатель[править | править код]
Строго говоря, именно однофазным называется такой асинхронный двигатель, который имеет на статоре одну рабочую обмотку
, которая подключается к сети однофазного тока. Запуск осуществляется вращающимся магнитным полем, создающимся основной обмоткой и дополнительной (меньшей) пусковой обмоткой, которая подключается через ёмкость/индуктивность к основной сети на время пуска или замыкается накоротко (в двигателях малой мощности).
Преимуществом двигателя является простота конструкции (короткозамкнутый ротор). Недостатки — малый пусковой момент (или вообще его отсутствие) и низкий КПД.
Применяются в основном в вентиляторах малой мощности (настольных, оконных, для ванных комнат и т. п.). Самым массовым советским вентилятором такого типа (и двигателем для него) был «ВН-2» мощностью 15 Ватт. Особенностью его конструкции является установка шарикового подшипника только с одной стороны вала двигателя (противоположной крыльчатке вентилятора), в результате из-за значительных изгибающих нагрузок подшипник (и двигатель) сильно шумит даже на малых оборотах.
Однофазные асинхронные машины
Обычно асинхронная машина питается от трехфазного переменного тока. Но был разработан однофазный мотор. Он менее распространен, потому что обладает малой мощностью и требует дополнительной силы для разгона.
Устройство однофазного электрического двигателя включает в себя одну рабочую обмотку. Потому он и называется – однофазный.
Но по сути это двухфазная машина, которая работает благодаря тому, что во время пуска в ход в цепь включается вспомогательная, или пусковая обмотка.
Однофазный мотор оснащается короткозамкнутым ротором. Это одно из преимуществ – простота конструкции. Однако у однофазного электродвигателя есть недостаток – это отсутствие пускового момента и малый КПД.
Течение однофазного переменного тока вызывает магнитное поле, состоящее из двух: их амплитуды равны, однако вращаются они в противоположных направлениях. С покоящимся ротором эти поля создают одинаковые по модулю пусковые моменты. Но поскольку их знаки разные, результирующий пусковой момент равен нулю. Поэтому ротор остается неподвижен. Но если заставить его вращаться с применением дополнительной силы, между двумя полями образуется скольжение – разность моментов. Будет преобладать тот момент, который направлен в сторону вращения ротора. Тогда принудительное приведение его в движение можно прекратить: дальнейшая работа обеспечивается скольжением.
История возникновения
Более 60 лет понадобилось многим ученым, пока однофазный асинхронный двигатель начал покорять просторы земного шара. Началось все с 1820-х годов, когда Джозеф Генри и Майкл Фарадей – открыли явления индукции и начали первые эксперименты.
Принцип работы асинхронного двигателя (однофазного) основан на этих основных физических законах. В 80-х годах позапрошлого столетия многие умы разрабатывают трансформаторы и генераторы переменного тока. Год 1885 принес идею первого многофазного двигателя переменного тока от Галилео Феррариса, вскоре Никола Тесла уже представил свой многофазный мотор (1888 год).
В 1889-1891годах русский электротехник, поляк по происхождению, Михаил Осипович Доливо-Добровольский придумал ротор в виде “беличьей клетки”. К этому изобретению его подтолкнул доклад Феррариса «О вращающемся магнитном поле». С началом ХХ века пришло широкое внедрение электромеханических устройств.
Назначение, устройство и принцип действия однофазных асинхронных двигателей
Однофазные асинхронные двигатели отличаются от трехфазных двигателей устройством статора, где в пазах магнитопровода находится двухфазная обмотка, состоящая из основной, или рабочей, фазы с фазной зоной 120 эл.
град и выводами к зажимам с обозначениями С1 и С2, и вспомогательной, или пусковой, фазы с фазной зоной 60 эл. град и выводами к зажимам с обозначениями В1 и В2 (рис. 1).
Магнитные оси этих фаз обмотки смещены относительно друг друга на угол 0 = 90 эл. град. Одна рабочая фаза, присоединенная к питающей сети переменного напряжения, не может вызвать вращения ротора, так как ток ее возбуждает переменное магнитное поле с неподвижной осью симметрии, характеризуемое гармонически изменяющейся во времени магнитной индукцией.
Однофазные электродвигатели
Зачастую основное внимание уделяется изучению трёхфазных электродвигателей, частично в связи с тем, что трёхфазные электродвигатели применяются чаще, чем однофазные. Однофазные электродвигатели имеют тот же принцип действия, что и трёхфазные электродвигатели, только с более низкими пусковыми моментами. Они подразделяются по типам в зависимости от способа пуска.
Стандартный однофазный статор имеет две обмотки, расположенные под углом 90° по отношению друг к другу.
Одна из них считается главной обмоткой, другая – вспомогательной, или пусковой. В соответствии с количеством полюсов каждая обмотка может делиться не несколько секций.
На рисунке приведен пример двухполюсной однофазной обмотки с четырьмя секциями в главной обмотке и двумя секциями во вспомогательной.
Следует помнить, что использование однофазного электродвигателя – это всегда, своего рода, компромисс. Конструкция того или иного двигателя зависит, прежде всего, от поставленной задачи. Это значит, что все электродвигатели разрабатываются в соответствии с тем, что наиболее важно в каждом конкретном случае: например, КПД, вращающий момент, рабочий цикл и т.д. Из-за пульсирующего поля однофазные электродвигатели CSIR и RSIR могут иметь более высокий уровень шума по сравнению с двухфазными электродвигателями PSC и CSCR, которые работают намного тише, так как в них используется пусковой конденсатор. Конденсатор, через который производится пуск электродвигателя, способствует его плавной работе.
Фото однофазных электродвигателей
Читайте здесь! Схема электродвигателя — способы подключения и запуска двигателя. Обзор типовых конфигураций и принципа работы
Многофазные двигатели в однофазной сети[править | править код]
Не вполне корректно однофазными двигателями также называют конструктивно двух- и трёхфазные асинхронные электродвигатели, подключаемые через схемы согласования в однофазную сеть
(конденсаторные двигатели).
Двухфазный двигатель
, как правило, проектируется именно в расчёте на работу в однофазной сети (как конденсаторный двигатель). Обе его обмотки (фазы двигателя) являются рабочими и включены постоянно — одна непосредственно в сеть, вторая — через фазосдвигающую цепь (как правило, конденсаторы). Он имеет лучшие эксплуатационные параметры из всех типов асинхронных двигателей при работе в однофазной сети. Широко применялся в активаторных стиральных машинах советского времени.
Трехфазный асинхронный электродвигатель
также может работать в однофазной сети с потерей мощности.
При этом для запуска необходима фазосдвигающая цепь, которая обычно строится или из ёмкости или из индуктивности:
- При ёмкостном запуске на одну из обмоток подаётся напряжение (ток) через ёмкость, которая сдвигает фазу тока вперёд на 90° (без учёта потерь). После запуска напряжение с фазосдвигающей обмотки можно снять.
- При индуктивном запуске на одну из обмоток подаётся напряжение (ток) через индуктивность, которая сдвигает фазу тока назад на 90° (без учёта потерь). После запуска напряжение с фазосдвигающей обмотки можно снять.
- В некоторых случаях, при питании от однофазной сети, запуск осуществляется вручную проворотом ротора. После проворота ротора двигатель работает самостоятельно.
Однофазный асинхронный электродвигатель
Основными компонентами любого электродвигателя являются ротор и статор. Ротор – вращающаяся часть электродвигателя, статор – неподвижная часть электродвигателя, с помощью которого создается магнитное поле для вращения ротора.
Основные части однофазного двигателя: ротор и статор
Статор
имеет две обмотки, расположенные под углом 90° относительно друг друга. Основная обмотка называется главной (рабочей) и обычно занимает 2/3 пазов сердечника статора, другая обмотка называется вспомогательной (пусковой) и обычно занимает 1/3 пазов статора.
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».
Схема включения однофазного асинхронного двигателя
Рис. 1
Это поле можно представить двумя составляющими — одинаковыми круговыми магнитными полями прямой и обратной последовательностей, вращающимися с магнитными индукциями, вращающимися в противоположные стороны с одной и той же скоростью.
Однако при предварительном разгоне ротора в необходимом направлении он при включенной рабочей фазе продолжает вращаться в том же направлении.
По этой причине пуск однофазного двигателя начинают с разгона ротора путем нажатия пусковой кнопки, вызывающего возбуждение токов в обеих фазах обмотки статора, которые сдвинуты по фазе на величину, зависящую от параметров фазосдвигающего устройства Z, выполненного в виде резистора, индуктивной катушки или конденсатора, и элементов электрических цепей, в которые входят рабочая и пусковая фазы обмотки статора. Эти токи побуждают в машине вращающееся магнитное поле с магнитной индукцией в воздушном зазоре, которая периодически и монотонно изменяется в пределах максимального и минимального значений, а конец ее вектора описывает эллипс.
Это эллиптическое вращающееся магнитное поле находит в проводниках короткозамкнутой обмотки ротора ЭДС и токи, которые, взаимодействуя с этим полем, обеспечивают разгон ротора однофазного двигателя в направлении вращения поля, и он в течение нескольких секунд достигает почти номинальной скорости.
Отпускание пусковой кнопки переводит электродвигатель с двухфазного режима на однофазный, поддерживаемый в дальнейшем соответствующей составляющей переменного магнитного поля, которая при своем вращении несколько опережает вращающийся ротор из-за скольжения.
Своевременное отключение пусковой фазы обмотки статора однофазного асинхронного двигателя от питающей сети необходимо в связи с ее конструктивным исполнением, предусматривающим кратковременный режим работы — обычно до 3 с, что исключает длительное пребывание ее под нагрузкой в связи с недопустимым перегревом, сгоранием изоляции и выходом из строя.
Область применения
Однофазные электродвигатели находят широкое применение в бытовых устройствах или промышленных аппаратах малой механизации. Они охватывают относительно маломощное однофазное оборудование, которое питается от 220В.
Это различные станки для обработки древесины, металла, пластика и т.д. Также однофазные электродвигатели используются в установках сельскохозяйственной отрасли для смешивания зерновых, изготовления бетона и т.
д. В быту их применяют в некоторых моделях микроволновок, вытяжек, стиральных машин и куллеров, питающихся от однофазного источника.
и процедура подключения
В этой статье мы рассмотрим схему подключения однофазного двигателя и процедуру подключения. Электродвигатель — это машина, которая преобразует электрическую энергию в механическую энергию или вращательное движение. В зависимости от фаз питания различают три типа электродвигателей — 1. Однофазный двигатель 2. Двухфазный двигатель 3. Трехфазный двигатель. Однофазные двигатели в основном используются в бытовых целях, таких как потолочные вентиляторы, настольные вентиляторы, водяные насосы, стиральные машины, миксеры и т. д. Таким образом, эта статья поможет вам подключить проводку для любого однофазного двигателя, предназначенного для работы на 230 В. питание от однофазного переменного тока.
Идентификация клемм однофазного двигателя
Однофазный двигатель не запускается самостоятельно.
Поэтому для работы используются две обмотки — пусковая и рабочая обмотки. Пусковая обмотка используется для запуска или обеспечения начального крутящего момента двигателя, тогда как рабочая обмотка используется для непрерывного вращения двигателя. Обе обмотки имеют по две клеммы, поэтому всего клемм четыре (4).
Здесь вы можете видеть, что однофазный двигатель имеет четыре клеммы — две красные клеммы и две зеленые клеммы. Теперь вопрос в том, как определить выводы пусковой обмотки и выводы рабочей обмотки. Это очень легко определить. Как правило, пусковая обмотка имеет большее сопротивление, чем рабочая обмотка.
Итак, берем мультиметр и измеряем сопротивление обеих пар клемм. Клеммы с большим сопротивлением — это пусковая обмотка, а обмотка с меньшим сопротивлением — рабочая обмотка. На приведенном выше рисунке красные клеммы являются клеммами пусковой обмотки, а зеленые клеммы — клеммами рабочей обмотки.
Читайте также:
Схема подключения однофазного двигателя
Здесь показано подключение однофазного двигателя с конденсатором и блоком питания.
Обратите внимание, что это схема подключения однофазного асинхронного двигателя.
Вы можете видеть, что рабочая обмотка двигателя напрямую подключена к источнику питания, а пусковая обмотка подключена последовательно через конденсатор или конденсатор.
Процедура подключения однофазного двигателя
1. Сначала определите клеммы пусковой и рабочей обмотки путем измерения сопротивления.
2. Соедините любую клемму каждой обмотки вместе, и она должна быть подключена к нейтральной клемме источника питания.
3. Подключите остальную клемму рабочей обмотки непосредственно к фазной клемме источника питания.
4. Остальную клемму пусковой обмотки соединить с фазной клеммой источника питания через последовательно включенный конденсатор.
Осторожно:
- В цепи не должно быть ослабленных соединений.
- Рабочая обмотка должна быть подсоединена непосредственно к источнику питания, не подсоединяйте пусковую обмотку по ошибке.
- Подсоедините конденсатор соответствующего номинала, номинал не должен быть очень низким или очень высоким.
- Подключить рабочий выключатель только к фазе.
- Всегда используйте автоматический выключатель или любое защитное устройство, если ваш двигатель тяжелый и дорогой.
Как изменить направление вращения двигателя?
Чтобы изменить направление вращения двигателя, просто поменяйте местами клеммы любой обмотки, будь то пусковая или рабочая обмотка. Если выводы обеих обмоток поменять местами, двигатель будет вращаться в одном направлении. Не нарушайте и не меняйте другие соединения при замене клемм обмотки.
Читайте также:
Благодарим за посещение сайта. продолжайте посещать для получения дополнительных обновлений.
Ток при полной нагрузке в амперах Однофазные электродвигатели переменного тока. Ссылки по электрическим характеристикам
Главная › Поддерживать › Ресурсы › Электрические ссылки › Электрические столы › Однофазные двигатели
1
