Коллекторный двигатель переменного тока: схема подключения
Коллекторные двигатели переменного тока достаточно широко применяются как силовые агрегаты бытовой техники, ручного электроинструмента, электрооборудования автомобилей, систем автоматики. Схема подключения двигателя, а также его устройство напоминают схему и устройство электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением.
Область применения таких моторов обусловлена их компактностью, малым весом, легкостью управления, сравнительно невысокой стоимостью. Наиболее востребованы в этом производственном сегменте электродвигатели малой мощности с высокой частотой вращения.
Особенности конструкции и принцип действия
По сути, коллекторный двигатель представляет собой достаточно специфичное устройство, обладающее всеми достоинствами машины постоянного тока и, в силу этого, обладающее схожими характеристиками. Отличие этих двигателей состоит в том, что корпус статора мотора переменного тока для снижения потерь на вихревые токи выполняется из отдельных листов электротехнической стали. Обмотки возбуждения машины подключаются последовательно для оптимизации работы в бытовой сети 220в.
Могут быть как одно-, так и трехфазными, благодаря способности работать от постоянного и переменного тока называются ещё универсальными. Кроме статора и ротора конструкция включает щеточно-коллекторный механизм и тахогенератор. Вращение ротора в коллекторном электродвигателе возникает в результате взаимодействия тока якоря и магнитного потока обмотки возбуждения. Через щетки ток подается на коллектор, собранный из пластин трапецеидального сечения и является одним из узлов ротора, последовательно соединенного с обмотками статора.
В целом принцип работы коллекторного мотора можно наглядно продемонстрировать с помощью известного со школы опыта с вращением рамки, помещенной между полюсами магнитного поля. Если через рамку протекает ток, она начинает вращаться под действием динамических сил. Направление движения рамки не меняется при изменении направления движения тока в ней.
Последовательное подсоединение обмоток возбуждения дает большой максимальный момент, но появляются большие обороты холостого хода, способные привести к преждевременному выходу механизма из строя.
Упрощенная схема подключения
Типовая схема подключения может предусматривать до десяти выведенных контактов на контактной планке. Ток от фазы L протекает до одной из щеток, затем передается на коллектор и обмотку якоря, после чего проходит вторую щетку и перемычку на обмотки статора и выходит на нейтраль N. Такой способ подключения не предусматривает реверс двигателя вследствие того, что последовательное подсоединение обмоток ведет к одновременной замене полюсов магнитных полей и в результате момент всегда имеет одно направление.
Направление вращения в этом случае можно изменить, только поменяв местами выхода обмоток на контактной планке. Включение двигателя «напрямую» выполняется только с подсоединенными выводами статора и ротора (через щеточно-коллекторный механизм). Вывод половины обмотки используется для включения второй скорости. Следует помнить, что при таком подключении мотор работает на полную мощность с момента включения, поэтому эксплуатировать его можно не более 15 секунд.
Управление работой двигателя
На практике используются двигатели с различными способами регулирования работы. Управление коллекторным мотором может осуществляться с помощью электронной схемы, в которой роль регулирующего элемента выполняет симистор, «пропускающий» заданное напряжение на мотор. Симистор работает, как быстросрабатывающий ключ, на затвор которого приходят управляющие импульсы и открывают его в заданный момент.
В схемах с использованием симистора реализован принцип действия, основанный на двухполупериодном фазовом регулировании, при котором величина подаваемого на мотор напряжения привязана к импульсам, поступающим на управляющий электрод. Частота вращения якоря при этом прямо пропорциональна приложенному к обмоткам напряжению. Принцип работы схемы управления коллекторным двигателем упрощенно описывается следующими пунктами:
- электронная схема подает сигнал на затвор симистора,
- затвор открывается, по обмоткам статора течет ток, придавая вращение якорю М двигателя,
- тахогенератор преобразует в электрические сигналы мгновенные величины частоты вращения, в результате формируется обратная связь с импульсами управления,
- в результате ротор вращается равномерно при любых нагрузках,
- реверс электродвигателя осуществляется с помощью реле R1 и R
Помимо симисторной существует фазоимпульсная тиристорная схема управления.
Преимущества и недостатки
К неоспоримым достоинствам таких машин следует отнести:
- компактные габариты,
- увеличенный пусковой момент, «универсальность» работа на переменном и постоянном напряжении,
- быстрота и независимость от частоты сети,
- мягкая регулировка оборотов в большом диапазоне с помощью варьирования напряжения питания.
Недостатком этих двигателей принято считать использование щеточно-коллекторного перехода, который обуславливает:
- снижение долговечности механизма,
- искрение между и коллектором и щетками,
- повышенный уровень шумов,
- большое количество элементов коллектора.
Типичные неисправности
Наибольшего внимания к себе требует щеточно-коллекторный механизм, в котором наблюдается искрение даже при работе нового двигателя. Сработанные щетки следует заменить для предотвращения более серьезных неисправностей: перегрева ламелей коллектора, их деформации и отслаивания. Кроме того, может произойти межвитковое замыкание обмоток якоря или статора, в результате которого происходит значительное падение магнитного поля или сильное искрение коллекторно-щеточного перехода.
Избежать преждевременного выхода из строя универсального коллекторного двигателя может грамотная эксплуатация устройства и профессионализм изготовителя в процессе сборки изделия.
Коллекторный двигатель
1. Применение коллекторных двигателей в стиральных машинах
Коллекторные двигатели получили широкое применение не только в электроинструменте (дрели, шуруповёрты, болгарки и т.д), мелких бытовых приборах (миксеры, блендеры, соковыжималки и т.п), но и в стиральных машинах в качестве двигателя привода барабана. Коллекторными двигателями оснащено большинство (примерно 85%) всех бытовых стиральных машин. Эти двигатели применялись уже во многих стиральных машинах ещё с середины 90-х годов и со временем полностью вытеснили однофазные конденсаторные асинхронные двигатели.
Коллекторные моторы более компактные, мощные и простые в управлении. Этим и объясняется их столь массовое применение. В стиральных машинах применяются коллекторные двигатели таких марок производителей как: INDESCO, WELLING, C.E.S.E.T., SELNI, SOLE, FHP, ACC. Внешне они немного отличаются друг от друга, могут иметь разную мощность, тип крепления, но принцип работы их совершенно одинаковый.
2. Устройство коллекторного двигателя для стиральной машины
1. Статор
2. Коллектор ротора
3. Щётка (применяются всегда две щётки,
вторую на рисунке не видно)
4. Магнитный ротор тахогенератора
5. Катушка (обмотка) тахогенератора
6. Стопорная крышка тахогенератора
7. Клеммная колодка двигателя
8. Шкив
9. Алюминиевый корпус
Рис.2 Конструкция коллекторного двигателя стиральной машины
Коллекторный двигатель — это однофазный двигатель с последовательным возбуждением обмоток, предназначенный для работы от сети переменного или постоянного тока. Поэтому его называют ещё универсальный коллекторный двигатель (УКД).
Большинство коллекторных двигателей применяемых в стиральных машинах имеют конструкцию и внешний вид представленный на (рис.2)
Данный двигатель имеет ряд таких основных частей как: статор (с обмоткой возбуждения), ротор, щетка (скользящий контакт, всегда применяются две щётки), тахогенератор (магнитный ротор которого крепится к торцевой части вала ротора, а катушка тахогенератора фиксируется стопорной крышкой или кольцом). Все составные части скрепляются в единую конструкцию двумя алюминиевыми крышками, которые образуют корпус двигателя . На клеммную колодку выводятся контакты обмоток статора, щёток, тахогенератора необходимые для подключения к электрической схеме. На вал ротора запрессован шкив, через который посредством ременной передачи приводится в движение барабан стиральной машины.
Чтобы в дальнейшем лучше понять как работает коллекторный двигатель, давайте рассмотрим устройство каждого из его основных узлов.
3. Ротор (якорь)
Ротор (якорь) — вращающаяся (подвижная) часть двигателя. На стальной вал устанавливается сердечник, который для уменьшения вихревых токов изготавливают из наборных пластин электротехнической стали. В пазы сердечника укладываются одинаковые ветви обмотки, выводы которых прикреплены к контактным медным пластинам (ламелям), образующие коллектор ротора. На коллекторе ротора в среднем может быть 36 ламелей располагающихся на изоляторе и разделённые между собой зазором.
Для обеспечения скольжения ротора, на его вал запрессовываются подшипники, опорами которых служат крышки корпуса двигателя. Так же, на вал ротора запрессован шкив с проточенными канавками для ремня, а на противоположной торцевой стороне вала есть отверстие с резьбой в которое прикручивается магнитный ротор
4. Статор
Статор — неподвижная часть двигателя. Для уменьшения вихревых токов, сердечник статора выполнен из наборных пластин электротехнической стали образующих каркас, на котором уложены две равные секции обмотки соединённые последовательно. У статора почти всегда есть только два вывода обеих секций обмотки. Но в некоторых двигателях применяется так называемое секционирование обмотки статора и дополнительно имеется третий вывод между секциями. Обычно это делается из-за того, что при работе двигателя на постоянном токе, индуктивное сопротивление обмоток оказывает меньшее сопротивление постоянному току и ток в обмотках выше, поэтому задействуются обе секции обмотки, а при работе на переменном токе включается лишь одна секция, так как переменному току индуктивное сопротивление обмотки оказывает большее сопротивление и ток в обмотке меньше. В универсальных коллекторных двигателях стиральных машин применяется тот же принцип, только секционирование обмотки статора необходимо для увеличения количества оборотов вращения ротора двигателя. При достижении определённой скорости вращения ротора, электрическая схема двигателя коммутируется таким образом, чтобы включалась одна секция обмотки статора. В результате индуктивное сопротивление снижается и двигатель набирает ещё большие обороты. Это необходимо на стадии режима отжима (центрифугирования) в стиральной машине. Средний вывод секций обмотки статора применяется не во всех коллекторных двигателях.
Для защиты двигателя от перегрева и токовых перегрузок, последовательно через обмотку статора включают тепловую защиту с самовосстанавливающимися биметаллическими контактами (на рисунке тепловая защита не показана). Иногда контакты тепловой защиты выводят на клеммную колодку двигателя.
5. Щётка
Щётка — это скользящий контакт, является звеном электрической цепи обеспечивающим электрическое соединение цепи ротора с цепью статора. Щётка крепится на корпусе двигателя и под определённым углом примыкает к ламелям коллектора. Применяется всегда как минимум пара щёток, которая образует так называемый щёточно-коллекторный узел.
Рабочая часть щётки — графитовый брусок с низким удельным электрическим сопротивлением и низким коэффициентом трения. Графитовый брусок имеет гибкий медный или стальной жгутик с припаянной контактной клеммой. Для прижима бруска к коллектору применяется пружинка. Вся конструкция заключена в изолятор и крепится к корпусу двигателя. В процессе работы двигателя, щётки из-за трения о коллектор стачиваются, поэтому они считаются расходным материалом.
6.Тахогенератор
Тахогенератор (от др.-греч. τάχος — быстрота, скорость и генератор) — измерительный генератор постоянного или переменного тока, предназначенный для преобразования мгновенного значения частоты (угловой скорости) вращения вала в пропорциональный электрический сигнал. Тахогенератор предназначен для контроля скорости вращения ротора коллекторного двигателя. Ротор тахогенератора крепится напрямую к ротору двигателя и при вращении в обмотке катушки тахогенератора по закону взаимоиндукции наводится пропорциональная электродвижущая сила (ЭДС). Значение переменного напряжения, считывается с выводов катушки и обрабатывается электронной схемой, а последняя в конечном итоге задаёт и контролирует необходимую, постоянную скорость вра
Загрузка…
Схема Подключения Электродвигателя 220 — tokzamer.ru
Главное помнить, что есть начало и конец катушек.
Для этого существуют специальные формулы. У них в маркировке присутствует слова Start или Starting, но можно взять и обычные.
Изменение направления движения мотора Если после подключения мотор работает, но вал крутится не в том направлении, которое вам надо, можно поменять это направление. Однако нередко возникает необходимость подключения асинхронного двигателя в однофазную бытовую сеть с напряжением в вольт например в стиральных машинах.
Пусковые конденсаторы. Как подобрать и подключить.
А двухфазные электромоторы нашли свое применение в однофазных сетях в виде конденсаторных двигателей. Пусковая обмотка подключается через пусковой конденсатор только для старта и после этого должна быть отключена вручную или автоматически.
Но как это сделать правильно? Он создает внутри вращающееся магнитное поле, которое действует на ротор, заставляя его вращаться.
Секундная стрелка вращается, делая один полный оборот в минуту. Такие электродвигатели применяются на производстве, так как трехфазное напряжение чаще всего используется именно там.
Но когда речь идет о двигателях, то здесь три фазы нужны для создания кругового магнитного поля и как результат, более высокого КПД. Его можно считать состоящим из двух круговых с одинаковой амплитудой, вращающихся навстречу друг другу.
Добиться этого можно включением в цепь ее питания фазосмещающего элемента. Реверс конденсаторного двигателя Важно!
Определение начала и конца обмоток трех фазного асинхронного двигателя, звезда ,треугольник
Как правильно подобрать конденсаторы
Его диаграмма включения собирается таким образом, чтобы в первом положении все контакты были разомкнуты, во втором замыкались два: питание и пусковые конденсаторы, а в третьем — только питание. Вся разница состоит в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора. Соответственно, сечение провода рабочей обмотки больше, чем у пусковой.
Теперь один пучок проводов например, с цифрой 1 у нас будет началом, а другой — концом. Для этого могут использоваться активные резисторы, катушки индуктивности и конденсаторы.
У них даже на бирках указаны, что можно проводить подключение и на трехфазную сеть, и на однофазную. При помощи тестера провода прозванивают, чтобы найти катушки.
Рабочая имеет самое меньшее сопротивление, среднее значение — пусковая обмотка, а наибольшее — это общий выход меряется сопротивление двух последовательно включенных обмоток.
Но как это сделать правильно? С асимметричным магнитопроводом статора Особенностью двигателей с данной конструкцией заключается в несимметричной форме сердечника, из-за чего появляются явно выраженные полюса.
Начала и концы этих обмоток выводятся в коробку БРНО блок расключения или распределения начал обмоток и в неё же, как правило, вкладывается паспорт двигателя: Если двигатель на два напряжения, то в БРНО будет шесть выводов. Для этого потребуется два вольтметра.
Разберем схемы подключения электродвигателя на для обоих случаев: Схемы подключения электродвигателя через конденсатор.
Как подключить однофазный асинхронный двигатель с пусковой обмоткой к сети
Рекомендуем: Методика измерения фаза нуль
Схемы подключения
В качестве кнопки так же можно использовать обычный выключатель. Например, если ток равен 1.
Проще говоря, при некоторых условиях, не подсоединяя вторую фазу через конденсатор, мы могли бы запустить двигатель, раскрутив ротор вручную и поместив в статор. Конечно, говорить о конкретных цифрах здесь не приходиться, потому что падение мощности будет зависеть от разных факторов.
Переключение на нужное напряжение Для начала необходимо убедиться в том, что наш двигатель имеет нужные параметры. Два вывода необходимо через двухполюсной выключатель подсоединить к нолю и фазе сети в вольт.
Для электродвигателей, имеющих высоту вращения мм, исполнение станины алюминиевое. В схеме включения звездой обмотки оказываются под фазным напряжением В. Что при этом получается?
По-другому они еще называются асинхронными двигателями с расщепленной фазой. Наши читатели рекомендуют! Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети В берем емкости с рабочим напряжением В и выше. Причина может быть в слишком высокой емкости конденсатора.
Схемы подключения однофазных асинхронных электродвигателей
Стрелка — вектор единичной длины. На всех моторах есть шильдики с информацией, где указаны основные характеристики двигателя. Следует обратить внимание также на двигатели, выпускаемые итальянской компанией ААСО, основанной в году: Так, электромотор ААСО серии 53, рассчитан специально для применения в газовых горелках.
Там должно быть указано, что один из параметров — в. Схема очень простая. Последнее пропорционально величине тока, а полярность зависит от направления тока в катушке. Двигатели с высотой вращения более 90 мм представлены в чугунном исполнении.
Благодаря индуктивности появляется электродвижущая сила и сдвиг магнитных потоков по фазе и времени. Потери мощности гарантированы. Как правило, производители предоставляют гарантию от 12 месяцев. Пуск производится при помощи фазосдвигающего конденсатора.
Как быстро и просто подключить трехфазный двигатель в однофазную сеть. DuMA8819.
Подключение трехфазного двигателя на 380 вольт
Если подать в катушку переменный ток, получим переменное поле.
Такие двигатели выпускаются только однофазные, они часто устанавливаются в бытовой технике, так как позволяют получить большое число оборотов на старте и после разгона.
Невозможно точно знать коэффициент мощности и мощность двигателя, а следовательно и силу тока.
Преимущества инвертора в подключение не переделанных трёхфазных электромашин на вольт; получение полной мощности и момента электромашины без потерь; экономия электроэнергии; плавный запуск и регулировка оборотов. Для автоматического пуска используется вторая пусковая обмотка как в двухфазном электромоторе.
Читайте дополнительно: прокладка кабеля в грунте снип
Схема подключения коллекторного электродвигателя на 220 Вольт
Кстати, мотор стиральной машины через конденсатор производится. Витки короткозамкнутой обмотки приводят к существенным потерям энергии, что и является главным недостатком схемы, однако она относительно часто используется в климатических и нагревательных приборах с вентилятором.
Другими словами, должно быть два выключателя: один общий, другой — пусковой, который, после его отпускания, отключался бы сам. Поэтому, важно своевременно отпустить пусковую кнопку. Она подключается к основной электрической сети через ёмкость или индуктивность. Использовать конденсаторы для постоянного напряжения в сетях с переменным, крайне не рекомендуется по причине того, что конденсаторы взрываются.
И во многих случаях электрооборудование приводится в движение трехфазными двигателями. Всегда внимательно читайте, что написано на бирке! Теперь двигатель, который был соединен для , можно включать в сеть вольт.
Имеем два вектора взаимно перпендикулярных, меняющихся по синусоидальному закону со сдвигом фаз на 90 градусов. Если в процессе эксплуатации мотор перегревается, то, значит, емкость прибора больше требуемой. Допустим, мы посчитали ёмкость 40 мкФ.
подключение двигателя 380 на 220 вольт
Коллекторный двигатель: устройство, управление, регулирование
Мы часто встречаемся с электродвигателями. Они обеспечивают работу бытовой и строительной техники, являются составной частью производственного оборудования. Немалая часть устройств имеет в составе коллекторный двигатель. Это один из простых и недорогих движков, который имеет хорошие характеристики. Именно этим, да ещё невысокой ценой, обусловлена его популярность.
Содержание статьи
Что такое коллекторный двигатель и его особенности
Коллектором называют часть двигателя, контактирующую со щётками. Этот узел обеспечивает передачу электроэнергии в рабочую часть агрегата. Коллекторным называется двигатель, у которого хотя бы одна обмотка ротора соединена со щётками и коллектором. Коллекторные электродвигатели бывают:
- постоянного тока;
- переменного тока;
- универсальные.
Коллекторный двигатель может быть постоянного и переменного тока. Есть универсальные модели, которые могут работать от источника напряжения любого типа
Последние универсальные, работают как от постоянного, так и от переменного тока. Они сохраняют популярность, даже несмотря на то, что наличие щёток отрицательный момент, так как щётки стираются и искрят. За этим узлом требуется постоянное наблюдение, техническое обслуживание. К плюсам коллекторных двигателей относят возможность плавной регулировки скорости в широких пределах, невысокую стоимость.
Как и другие электромоторы, коллекторный состоит из статора и ротора (часто называют «якорь»). Его отличительной чертой является наличие на валу коллекторного узла, через который на машину передаётся электропитание. Устройство коллекторных моторов постоянного и переменного тока похожи, но имеют определённые отличия, потому рассмотрим подробнее их по отдельности.
Общее устройство коллекторных двигателей
Как и любой электродвигатель, коллекторный преобразует электрическую энергию в механическую. Он состоит из неподвижной части – статора и подвижной – ротора. В статоре располагаются обмотки возбуждения, ротор отвечает за передачу возникающей механической энергии. Одна из составляющих частей ротора – вал. С одной стороны, на валу размещён коллекторный узел, с помощью которого на обмотки ротора передаётся электрическая энергия.
Коллекторный двигатель: устройство
Статор состоит из корпуса, который защищает компоненты мотора от повреждений. Сверху и снизу корпуса крепятся магнитные полюса. Они необходимы для поддержания магнитного потока между статором и ротором.
Ротор коллекторного двигателя
Ротор коллекторного двигателя состоит из вала, на который насаживается сборный магнитопровод. С одной стороны, на вал крепится коллекторный узел, с другой, лопасти вентилятора. Для обеспечения лёгкого вращения и для фиксации в корпусе на вал с двух сторон надеваются подшипники. Для нормальной работы электродвигателя, необходимо чтобы ротор был отлично сбалансирован. Потому к изготовлению этой части подходят особенно скрупулёзно.
Подвижная (вращающаяся) часть
Роторная обмотка
Сердечник ротора собирается из металлических пластин, отштампованных из магнитного металла. Толщина пластин 0,35-0,5 мм, каждая из них залита слоем диэлектрического лака, для избавления от паразитных токов. Пластины по внешнему краю имеют пазы, в которые затем укладываются витки медной проволоки. Эти пластины насаживаются на вал и закрепляются на нём, собирается пакет требуемого размера. Эта система является магнитопроводом.
Так выглядит ротор коллекторного двигателя
В пазы магнитопровода укладывается витки медного обмоточного провода. Выходы обмоток выводятся на коллекторный узел, где и происходит их переключение.
Как устроен коллекторный узел и как он работает
Коллекторный узел стоит рассмотреть подробнее. Иначе понять, как вращается ротор, сложно. Коллектор имеет цилиндрическую форму и набран из медных пластин (иногда называют ламелями), которые изолированы друг от друга слюдяными или текстолитовыми прокладками. Нет электрического контакта и с осью вала, к которому он крепится.
Коллектор имеет вид цилиндра, который набран из медных пластин. Пластины сделаны в виде секторов, разделены диэлектрическими прокладками
Получается, коллектор собран из медных секторов и без обмотки электрически друг с другом не связанных. К каждой пластине коллектора крепится вывод одной рамки обмотки ротора. К плоскости двух противоположных рамок коллектора прижимается две щетки. Они плотно прилегают к поверхности медной пластины коллектора, что даёт хороший контакт. На эти щётки подаётся потенциал, который и передаётся в тот виток обмотки ротора, который подключён к этим пластинам.
К парным пластинам коллектора прижимаются графитовые щетки
Так как ротор с некоторой скоростью вращается, одна пара пластин сменяется другой. Таким образом, напряжение передаётся на все обмотки ротора. При этом возникающие друг за другом поля поддерживают вращение ротора, «проталкивая» его в нужном направлении.
Принцип работы
Вот теперь, после того как рассмотрели устройство ротора, можно поговорить о том, как работает коллекторный двигатель. Собственно, принцип действия не отличается от других моторов, ротор начинает вращаться в магнитном поле благодаря наведенным на нём токам. Но как именно и почему эти тока наводятся? Для понимания надо вспомнить, как возникает электродвижущая сила в постоянном магнитном поле. Если в поле постоянного магнита ввести прямоугольную рамку, под действием возникающего в ней тока она начинает вращение. Направление вращения определяется по правилу буравчика. Для постоянного поля оно гласит так, если ввести правую руку в поле так, чтобы магнитные линии входили в ладонь, вытянутые пальцы укажут направление движения.
Иллюстрация к пояснению принципа работы коллекторного двигателя постоянного тока
Если посмотреть на устройство ротора, то видим, что каждая обмотка представляет собой такую рамку. Только состоит она не из одного провода, а из нескольких, но сути это не меняет. При помощи коллекторного узла, в какой-то момент времени, обмотка подключается к питанию, по ней протекает ток и вокруг проводника возникает магнитное поле. Оно взаимодействует с полем статора. В зависимости от типа, стоят там постоянные магниты или тоже протекает постоянный ток в обмотках, генерируя на полюсах собственное магнитное поле. Поля ротора и статора рассчитаны так, что при взаимодействии они «проталкивают» ротор в нужном направлении. Вот, коротко и без особых подробностей описание работы коллекторного двигателя постоянного тока.
Обмотки на роторе подключаются к пластинам коллектора. Когда с пластинами контактируют щетки, получаем замкнутый контур, по которому течет ток
Если немного вдуматься, можно понять, почему коллекторный двигатель позволяет легко и плавно регулировать скорость. Чем больше напряжение подается на обмотки ротора, тем более мощное поле генерирует статор, тем сильнее их взаимодействие и быстрее крутится ротор, так как его толкают с большей силой. Если напряжение уменьшить, взаимодействие меньше, результирующая скорость вращения тоже. Так что все что нужно регулировать напряжение, а это может даже простой потенциометр (переменное сопротивление).
Достоинства и недостатки
Как водится, начнём с перечисления плюсов. Достоинства коллекторных электромоторов такие:
- Простое устройство.
- Высокая скорость до 10 000 об/мин.
- Хороший крутящий момент даже на малых оборотах.
- Невысокая стоимость.
- Возможность регулировать скорость в широких пределах.
- Невысокие пусковые токи и нагрузки.
Схема коллекторного двигателя
Неплохие качества, но есть и недостатки, причём они не менее серьёзные. Минусы коллекторных электродвигателей такие:
- Высокий уровень шумов при работе. Особенно на высоких скоростях. Щетки трутся о коллектор, дополнительно создавая шумы.
- Искрение щёток, их износ.
- Необходимость частого обслуживания коллекторного узла.
- Нестабильность показателей при изменении нагрузки.
- Высокая частота отказов из-за наличия коллектора и щёток, малый срок службы этого узла.
В целом, коллекторный двигатель неплохой выбор, иначе его не ставили бы на бытовой технике. Справедливости ради стоит сказать, что при нормальном качестве исполнения, работают такие двигатели годами. Могут и 10-15 лет проработать без проблем.
Коллекторный двигатель постоянного тока с магнитами
В коллекторных двигателях постоянного тока постоянное магнитное поле обеспечивают:
- постоянные магниты;
- обмотки возбуждения.
Магниты и обмотки располагаются на корпусе статора, и чаще всего, вверху и внизу. Если говорить о маломощных моторах, то более популярны коллекторные двигатели с постоянными магнитами. Они проще в производстве, дешевле, быстро реагируют на изменение напряжения, что позволяет плавно регулировать скорость. Недостаток моторов с постоянными магнитами является их невысокая мощность, а еще то, что со временем или при перегреве магниты теряют свои свойства и это приводит к ухудшению характеристик двигателя.
Устройство коллекторного двигателя постоянного тока
Такие моторы имеют небольшую мощность, от единиц до сотен Ватт. Они используются в технике, для которой важна плавная регулировка скоростей. Это обычно детские игрушки, некоторые виды бытовой техники (в основном вентиляторы). Недостатком коллекторного мотора с магнитами является постепенная потеря мощности, магниты со временем становятся слабее, и без того небольшая мощность падает. Но в последнее время появились новые магнитные сплавы с большой магнитной силой, позволяющие создавать двигатели с большой мощностью.
С обмотками возбуждения
Коллекторные двигатели постоянного тока с обмотками возбуждения нашли более широкое применение. От двигателей этого типа работает аккумуляторный электроинструмент: болгарки, дрели, шуруповерты т.д. Обмотки возбуждения делают из изолированного медного провода (в лаковой оболочке). В качестве основы используются канавки в полюсных наконечниках. На них как на основу наматываются обмотки.
Коллекторный двигатель с системой обмоточного возбуждения
Если посмотреть на устройство коллекторного двигателя, мы видим два несвязанных между собой устройства, ротор и обмотки возбуждения. От способа их подключения зависят характеристики и свойства двигателя. Различают четыре способа соединения ротора и обмоток возбуждения. Эти способы называют способами возбуждения. Вот они:
- Независимое. Возможно только если напряжения на обмотке возбуждения и на якоре неравны (бывает очень редко). Если они равны, используется схема параллельного возбуждения.
- Параллельное. Хорошо регулируется скорость, стабильная работа на низких оборотах, постоянные характеристики, независимы от времени. К недостаткам подключения этого типа относится нестабильность двигателя при падении тока индуктора ниже нуля.
- Последовательное. При таком подключении нельзя включать двигатель с нагрузкой на валу ниже 25% от номинальной. При отсутствии нагрузки скорость вращения сильно возрастает, что может разрушить двигатель. Потому с ременной передачей такой тип подключения не используют, при обрыве ремня мотор разрушается. Схема последовательного возбуждения имеет высокий момент на низких оборотах, но не слишком хорошо работает на высоких, управлять скоростью сложно.
- Смешанное. Считается одним из лучших. Хорошо управляется, имеет высокий крутящий момент на низких оборотах, редко выходит из-под контроля. Из недостатков самая высокая цена по сравнению с другими типами.
Способы подключения обмоток возбуждения
Коллекторные двигатели постоянного тока могут иметь КПД от 8-10% до 85-88%. Зависит от типа подключения. Но высокопродуктивные отличаются высокими оборотами (тысячи оборотов в минуту, реже сотни) и низким моментом, так что они идеальны для вентиляторов. Для любой другой техники используют низкооборотистые модели с малым КПД, либо к продуктивным моделям добавляют редуктор, другого решения пока не нашли.
Универсальные коллекторные двигатели
Несмотря на то, что коллекторный узел можно назвать самым слабым местом электродвигателя, подобные модели нашли широкое применение. Все благодаря невысокой цене и легкости управления скоростью. Коллекторные двигатели переменного тока стоят практически в любой бытовой технике, как крупной, так и мелкой. Миксеры, блендеры, кофемолки, строительные фены, даже стиральные машины (привод барабана).
Универсальный коллекторный двигатель работает от постоянного и переменного напряжения
По строению универсальные коллекторные двигатели не отличаются от моделей постоянного тока с обмотками возбуждения. Разница, безусловно есть, но она не в устройстве, а в деталях:
- Схема возбуждения всегда последовательная.
- Магнитные системы ротора и статора для компенсации магнитных потерь делают шихтованного типа (единая система без сплошных разрезов).
- Обмотка возбуждения состоит из нескольких секций. Это необходимо, чтобы режимы работы на постоянном и переменном напряжении были схожи.
Работа коллекторных электродвигателей универсального типа основана на том, что если одновременно (или почти одновременно) поменять полярность питания на обмотках статора и ротора, направление результирующего момента останется тем же. При последовательной схеме возбуждения полярность меняется с очень небольшой задержкой. Так что направление вращения ротора остается тем же.
Достоинства и недостатки
Хотя универсальные коллекторные двигатели активно используются, они имеют серьёзные недостатки:
- Более низкий КПД при работе на переменном токе (если сравнивать с работой на постоянном такого же напряжения).
- Сильное искрение коллекторного узла на переменном токе.
- Создают радиопомехи.
- Повышенный уровень шума при работе.
Во многих моделях строительной техники
Но все эти недостатки нивелируются тем, что при частоте питающего напряжения в 50 Гц они могут вращаться со скоростью 9000-10000 об/мин. По сравнению с синхронными и асинхронными двигателями это очень много, максимальная их скорость — 3000 об/мин. Именно это обусловило использование этого типа моторов в бытовой технике. Но постепенно они заменяются современными бесщеточными двигателями. С развитием полупроводников их производство и управление становится всё более дешёвым и простым.
Коллекторный электродвигатель: проверка своими руками
Чтобы осуществить ремонт коллектора электродвигателя, необходимо разобраться в его особенностях. Если вы ничего не смыслите в микроконтроллере, не знаете про устройство обмоток статора или щеточно коллекторный узел, браться за подобное дело не имеет смысла.
Немного о коллекторных электродвигателях
-
Обычное для домашнего хозяйства напряжение это 220в. От 220в питается большая часть бытовой техники, потому она проектируется именно под эти особенности, - Подавляющее большинство коллекторных электродвигателей, которые присутствуют дома это не асинхронный, а синхронный агрегат,
- В отличие от асинхронного движка, синхронные устройства имеют неподвижную обмотку статора и обмотку на валу, то есть якорь. На них через щеточно графитное устройство или коллектор подается напряжение 220в.
Обычное для домашнего хозяйства напряжение это 220в. От 220в питается большая часть бытовой техники, потому она проектируется именно под эти особенности,Такие электродвигатели можно встретить в следующих устройствах:
- Стиральные машины,
- Электрические инструменты,
- Детские игрушки,
- Пылесосы и пр.
Особенности неисправностей
Если моторчик электроинструмента начал плохо работать или полностью вышел из строя, многие отправляют на свалку не только коллекторный электродвигатель, но и весь прибор. Делать этого не стоит.
Обычная проверка, выполненная своими руками, позволяет проверить узел, оценить его текущее состояние. Что самое интересное, в большинстве случаев устройство можно вернуть в рабочее состояние, потратив на это минимум усилий и средств.
Важная заметка о проверке:
- Прежде чем начнется проверка и тщательный ремон, не поленитесь посмотреть на состояние идущего на 220в кабеля. Не редко проверка шнура показывает, что в нем произошел обрыв. Из-за этого коллекторный электродвигатель не функционирует,
- Другая возможная проблема это выход из строя кнопок, отвечающих за управление и включение. Они также могут потерять контакт, сломаться механическим образом. Их проверка даст ответ на этот вопрос,
- Проверка пуско-регулировочного устройства также не повредит в случае его наличия,
- Источник на 220 В. А в каком состоянии находится розетка на 220 Вольт? Не исключайте ситуацию, когда напряжение в 220 Вольт попросту не идет на ваш электромотор и весь электроинструмент. Банально советовать убедиться в наличии света в доме. А вот проверить состояние розетки на 220 Вольт стоит. Для этого подключите прибор к другому источнику 220 Вольт. Если все в порядке, переходим к наиболее распространенным поломкам коллекторного электромотора.
Популярные неисправности электродвигателя
Далее дадим несколько рекомендаций относительно наиболее распространенных поломок, которые могут преследовать асинхронный или синхронный коллекторный электромотор. Это позволит в следующий раз смело включить устройство к 220 Вольт и начать с ним работать.
- Выполните разборку электроинструмента, разберите электромотор вашего бытового устройства. Рекомендуется опираться на инструкции от производителей. Прежде чем начинать разбирать инструмент на составные элементы, убедитесь в отсутствии искр. Их на щеточно контактном механизме быть не должно.
- Если искрение оказалось активный, щеточно коллекторный узел вероятнее всего износился или нарушились контакты.
- Менее распространенная причина искрения это замыкание обмоток в коллекторе. А именно межвитковое замыкание.
- Самая часто встречаемая поломка это износ щеточно коллекторного узла. Либо узел коллектора чернеет. Если износился щеточный узел, потребуется заменить их на аналогичные новые элементы. В идеале менять стоит на оригинальные детали. Обычно щеточно коллекторный узел меняется легко. Для этого нужно отодвинуть фиксатор или открутить крепежный болт. Все зависит от того, какой прибор перед вами.
- Некоторые модели асинхронного или синхронного двигателя предусматривают замену не самих щеток, а щеточно держательного механизма в сборе. Не забудьте при этом соединить медный провод с контактами.
- Если щеточно держательный узел оказался цел, попробуйте растянуть пружины, которые их прижимают.
- В случае потемнения контактной части коллектора, попробуйте просто зачистить ее с помощью наждачки-нулевки.
- Если на месте контакта щеточно коллекторного узла, там где коллектор контактирует с щетками, образовалась канавка, придется выполнить проточку на станке.
- Другим, не менее распространенным видом поломок в таких электродвигателях является износ подшипника. Если проверка показывает, что возникает биение патрона, повышается вибрация корпуса во время работы устройства, подшипник придется заменить. Самый неприятный сюжет это когда якорь начинает касаться статора. Тут потребуется минимум поменять якорь, либо выполнить замену статора и якоря одновременно.
- Управление на микроконтроллере. Если управление на микроконтроллере дает сбой, проблема может заключаться в самом микроконтроллере. Его проще всего заменить новым.
- Состояние ротора. У ротора вашего электродвигателя также могут возникнуть проблемы. Для проверки ротора воспользуйтесь мультиметром.
Редкие неисправности
К категории редких поломок относят:
- Обрыв обмоток,
- Выгорание обмоток,
- Выгорание мест подключения обмоток,
- Оправление, замыкание ламелей графитовой пылью.
При вероятности неисправностей обмоток или ламелей определить наличие поломок поможет визуальная проверка. Выполняя ремонт, обратите внимание на некоторые моменты.
- Проверьте состояние обмоток. Обычно нарушается целостность обмоток, что влечет за собой соответствующие неисправности.
- Изучите текущий цвет обмоток. Весь корпус обмоток или только их часть может почернеть, что свидетельствует о наличии проблем.
- Оцените состояние контактов проводов с коллекторными ламелями. Если имеются проблемы, обычная перепайка будет составлять весь ваш ремонт.
- Загляните в пространство между ламелями. Это нужно для проверки их на предмет забитости графитовой пылью. При ее наличии в этом месте ремонт состоит в обычной прочистке. Прочистить узел можно подручными средствами.
- Понюхайте изоляцию проводов. Часто управление инструментом становится невозможным, он выходит из строя из-за того, что узел изоляции проводки просто перегорел. При таких ситуациях узел издает характерный запах, который многим знаком.
- При обнаружении поломок обмоток статора или якоря, их нужно заменить. Другой вариант можно перемотать элементы, для чего лучше обратиться к соответствующим сервисам.
- Проведите проверку ротора. Оценка состояния ротора мультиметром даст понять, какие действия предпринимать дальше.
Если визуальная проверка не позволяет определить неисправности, потребуется прозвонить узел мультиметром.
Прозвон мультиметром
Если однофазный электромотор потребует ремонт, рекомендуется проверить состояние его статора и прочих элементов путем прозвона.
- Сначала выполняется прозвон попарных выводов обмоток статора на ламели. При этом сопротивления должны оказаться одинаковым.
- Теперь делается проверка между корпусом якоря и ламелями. Прибор должен выдавать бесконечное сопротивление.
- Убедитесь, что обмотка целая. Для этого прозваниваются выводы.
- Проверяется цепь между выводами обмотки и корпусом вашего статора. Если на корпусе есть пробой, подключать устройство на 220 вольт категорически нельзя. Требуется ремонт или обязательная замена.
Если ваш электродвигатель удалось починить, выполните соединение всех элементов, подключите к питанию на 220 Вольт. В случае неисправности обратитесь в сервисный центр.
Как подключить коллекторный электродвигатель
15.01.2017
Предлагаем посмотреть видео о подключении электродвигателя к сети 220В
Многие задаются вопросом как проверить двигатель от стиральной машины перед покупкой, как правильно подключить его и использовать с платой регулировки оборотов без потери мощности. Все очень просто…
Для проверки двигателя нам понадобиться:
- сетевой провод (желательно с клеммами для удобства),
- перемычка,
- мультиметр.
На что следует обратить внимание при проверке двигателя?
1. Состояние коллекторно-щеточного узла,
2. Работу таходатчика.
Для начала мы разберемся с подключением двигателя и его проводами. Нам необходимо найти его обмотку, щетки и таходатчик. Для этого мы ставим мультиметр в режим «прозвонки» и поочередно начинаем перебирать провода.
Бывают двигатели с 6, 8 и 9-ю контактами. Для начала нам нужно определить какие контакты нам необходимы.
Двигатель с 6 контактами (3 пары)
Если двигатель открытого типа, то его провода найти легко. Осталось найти еще 2 пары контактов. Это не имеет принципиального значения что из них обмотка, а что щетки. Но для ясности можно один щуп мультиметра прикоснуть к одной из клеммы любой пары контактов, а второй щуп прикоснуть к коллектору двигателя. Если при этом мы видим замыкание цепи, значит эта пара клемм относится к щеткам, а оставшаяся пара будет являться обмоткой двигателя.
Теперь подключим провода. Для начала подключаем нашу перемычку. Для этого мы берем один конец щеток и один контакт от обмотки и соединяем их перемычкой. На оставшиеся контакты щеток и обмотки мы прикрепляем сетевой провод. Все, двигатель подключен и его можно подключать в сеть.
Двигатель с 8 и 9-ю контактами
Откуда же так много проводов?
Одна пара — это «термопара». Как правило ее провода имеют контрастную расцветку — черного или белого цвета. Для нашего подключения эти провода не понадобятся.
Остается еще один неизвестный провод — это так называемая «средняя точка обмотки». На каких то двигателях она есть, а на каких то нет. Проще говоря обмотка этих двигателей разделена на две части. Но какую же часть этой обмотки выбрать нам?
Для этого мы берем мультиметр и ставим его в режим «измерения сопротивления» и находим обмотку с меньшим сопротивлением. За счет этого в цепи будет проходить больше тока, а следовательно двигатель будет вращаться быстрее и мощнее.
Выбираем обмотку с меньшим сопротивлением и подключаем все точно так же, как в случае с тремя парами контактов.
Если двигатель закрытого типа и мы не можем найти провода таходатчика, то его клеммы можно найти с помощью мультиметра в режиме «прозвонки».
Прозвонка его клемм отличается от прозвонки всех остальных клемм. Клеммы таходатчика либо не пищат совсем, а показывают только сопротивление. Либо их звук отличается от стандартного.
Поменять направления двигателя
Чтобы поменять направление двигателя, нам нужно поменять положение перемычки подсоединив ее конец к другому концу обмотки либо щетки.
На что стоит обратить внимание при покупке двигателя
Первое, что мы проверяем — это состояние коллекторно щеточного узла. Для этого нам необходимо включить двигатель в сеть и посмотреть как сильно искрят щетки. Если щетки искрят сильно (как показано на видео), то коллектор данного двигателя не исправен и приобретать его мы не советуем.
Второе, — нам нужно проверить таходатчик. Для этого мы вновь берем мультиметр и ставим его в режим «переменного напряжения» и замеряем выходное напряжения на клеммах таходатчика при включенном двигателе. Оно должно быть от 20 до 70 вольт. Это значит, что таходатчик исправен.
После проверки двигателя, его можно подключить к плате регулировки оборотов с поддержанием мощности и регулировать обороты в широком диапазоне — от 200 до 15000 об/мин. При подаче нагрузки на вал двигателя он не будет просаживать обороты за счет обратной связи — таходатчика. А если Вам нужно менять направление вращения двигателя, можно поставить кнопку реверса как мы можем видеть на видео.
Теперь это устройство можно использовать везде где необходима вращающаяся механическая энергия с регулировкой оборотов без потери мощности. Это могут быть различные медогонки, пилы, гриндеры, сверлильные станки, гончарные круги, токарные станки, дровоколы, точила, зернодробилки и многое другое.
Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus. Однофазный асинхронный двигатель
— конструкция, работа и типы
Однофазный асинхронный двигатель — конструкция, работа и типы однофазных асинхронных двигателей
Однофазные двигатели предпочтительнее трехфазных асинхронных двигателей для бытового использования. , коммерческие приложения. Поскольку от электросети доступно только однофазное питание. Таким образом, в этом типе применения нельзя использовать трехфазный асинхронный двигатель.
В следующем посте мы покажем конструкцию и различные типы однофазных асинхронных двигателей с рабочими характеристиками и приложениями.
Конструкция однофазного асинхронного двигателя
Однофазный асинхронный двигатель аналогичен трехфазному асинхронному двигателю с короткозамкнутым ротором, за исключением того, что на нем установлены две однофазные обмотки (вместо одной трехфазной обмотки в трехфазных двигателях). статор и ротор обмотки клетки размещены 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;
Связанный пост: Машина постоянного тока — конструкция, работа, типы и применение
Статор
В статоре единственная разница заключается в обмотке статора. Обмотка статора — однофазная обмотка вместо трехфазной. Сердечник статора такой же, как сердечник трехфазного асинхронного двигателя.
В однофазном асинхронном двигателе в статоре используются две обмотки, за исключением асинхронного двигателя с экранированными 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 (главную обмотку)
Ротор
Ротор однофазного асинхронного двигателя такой же, как ротор асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.Вместо обмотки ротора используются стержни ротора, которые замыкаются на конце концевыми кольцами. Следовательно, он проходит полный путь в цепи ротора. Стержни ротора прикреплены к концевым кольцам для увеличения механической прочности двигателя.
Прорези ротора наклонены под некоторым углом, чтобы избежать магнитного сцепления. К тому же это использовалось для того, чтобы мотор работал плавно и тихо.
На следующем рисунке показаны статор и ротор однофазного асинхронного двигателя.
Работа однофазного асинхронного двигателя
Однофазное питание переменного тока подается на обмотку статора (главную обмотку).Переменный ток, протекающий через обмотку 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, это близкий путь. Этот ток известен как ток ротора.
Из-за тока ротора вокруг обмотки ротора создается магнитный поток. Этот поток известен как поток ротора.
Есть два потока; Главный поток , который создается статором , а второй — поток ротора , который создается ротором .
Взаимодействие между главным потоком и потоком ротора, крутящий момент, создаваемый 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 быть представлен двумя вращающимися полями. Эти поля равны по величине и вращаются в противоположном направлении.
Допустим, Φ м — это максимальное поле, индуцированное в основной обмотке.Итак, это поле разделено на две равные части: 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
Теперь рассмотрим результирующее поле в разные моменты времени.
Когда двигатель запускается, индуцируются два поля, как показано на рисунке выше. Эти два поля имеют одинаковую величину и противоположное направление. Итак, результирующий поток равен нулю.
В этом состоянии поле статора не может разрезаться 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 поворачиваются и указывают в одном направлении.Следовательно, результирующий поток является суммой обоих полей.
Φ r = Φ f + Φ b
Φ r = 0
В этом состоянии результирующее поле равно максимальному полю, создаваемому статором. Теперь оба поля вращаются отдельно, и это альтернативный характер.
Итак, оба поля сокращаются цепью ротора и индуцируются ЭДС в проводнике ротора. Из-за этой ЭДС в цепи ротора начинает течь ток, который индуцирует поток ротора.
Благодаря взаимодействию магнитного потока статора и магнитного потока ротора двигатель продолжает вращаться. T его теория известна как теория двойного вращения или двойного вращения поля теория .
Теперь, исходя из приведенного выше объяснения, мы можем сделать вывод, что однофазный асинхронный двигатель не самозапускается.
Чтобы сделать этот двигатель самозапускающимся двигателем, нам нужен магнитный поток статора, вращающийся по своей природе, а не по переменной природе. Это можно сделать разными способами.
Однофазный асинхронный двигатель можно классифицировать по способам пуска.
Типы однофазных асинхронных двигателей
Однофазные асинхронные двигатели классифицируются как;
- Асинхронный двигатель с расщепленными фазами
- Асинхронный двигатель с экранированными полюсами
- с конденсаторным пуском
- Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском
- Асинхронный двигатель с постоянным конденсатором
Асинхронный двигатель
Асинхронный двигатель с расщепленными фазами
на том же сердечнике статора намотана дополнительная обмотка.Итак, в статоре две обмотки.
Одна обмотка известна как основная обмотка или рабочая обмотка, а вторая обмотка известна как пусковая обмотка или вспомогательная обмотка. Центробежный выключатель включен последовательно со вспомогательной обмоткой.
Вспомогательная обмотка представляет собой обмотку с высоким сопротивлением, а основная обмотка — с высокой индуктивностью. Вспомогательная обмотка имеет несколько витков небольшого диаметра.
Назначение вспомогательной обмотки — создать разность фаз между обоими потоками, создаваемыми основной обмоткой и обмоткой ротора.
Схема подключения показана на рисунке выше. Ток, протекающий через основную обмотку, равен I M , а ток, протекающий через вспомогательную обмотку, равен I A . Обе обмотки параллельны и питаются напряжением В.
Вспомогательная обмотка имеет большое сопротивление. Таким образом, ток I A почти совпадает по фазе с напряжением питания V.
Основная обмотка имеет высокую индуктивность. Итак, ток I M отстает от напряжения питания на большой угол.
Полный 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 мотор начинает вращаться.
Вспомогательная обмотка используется только для запуска двигателя. Эта обмотка бесполезна в рабочем состоянии. Когда двигатель достигает 75–80% синхронной скорости, центробежный переключатель размыкается.Итак, вспомогательная обмотка отключена от схемы. А двигатель работает только от основной обмотки.
Разность фаз, создаваемая этим методом, очень мала. Следовательно, пусковой момент этого двигателя плохой. Таким образом, этот двигатель используется в устройствах с низким пусковым моментом, таких как вентилятор, нагнетатель, измельчитель, насосы и т. Д. конструкция и принцип работы.Этот тип двигателя не требует вспомогательной 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 незатененная часть. Его можно создать, разрезав шест на неравные расстояния.
Медное кольцо помещается в небольшую часть столба. Это кольцо представляет собой высокоиндуктивное кольцо, известное как затемненное кольцо или затемненная полоса.Часть, в которой проходит заштрихованное кольцо, называется заштрихованной частью шеста, а оставшаяся часть — незатененной частью.
Конструкция этого двигателя показана на рисунке ниже.
Когда через обмотку статора проходит переменное питание, в обмотке статора индуцируется переменный поток. Из-за этого потока некоторое количество потока будет связываться с заштрихованным кольцом, и ток будет течь через заштрихованное кольцо.
Согласно закону Ленца, ток, проходящий через катушку, имеет противоположную природу, 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 будет увеличивать основной поток, когда оба потока направлены в противоположном направлении.
Таким образом, он создаст разность фаз между основным магнитным потоком (потоком статора) и потоком ротора. Благодаря этому методу разность фаз очень меньше. Следовательно, пусковой момент намного меньше. Он используется в игрушечных двигателях, вентиляторах, воздуходувках, проигрывателях и т. Д.
Индукционный двигатель с конденсаторным пуском
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 намного меньше.
Этот недостаток компенсируется в данном двигателе конденсатором, включенным последовательно со вспомогательной обмоткой. Принципиальная схема этого двигателя показана на рисунке ниже.
Конденсатор, используемый в этом двигателе, представляет собой конденсатор сухого типа. Он предназначен для использования с переменным током. Но этот конденсатор не используется для продолжительной 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 будет опережать напряжение питания на некоторый угол. Этот угол больше, чем угол, увеличенный в асинхронном двигателе с расщепленной фазой.
Итак, пусковой момент этого двигателя очень высок по сравнению с асинхронным двигателем с расщепленной фазой. Пусковой момент этого двигателя на 300% больше момента полной нагрузки.
Благодаря высокому пусковому крутящему моменту, этот двигатель используется в приложениях, где требуется высокий пусковой крутящий момент, например, в станках с реечным приводом, компрессорах, сверлильных станках и т. Д. В двигателе два конденсатора включены параллельно во вспомогательную обмотку. Из этих двух конденсаторов один конденсатор используется только для запуска (пусковой конденсатор), а другой конденсатор постоянно соединен с двигателем (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 переключателем, который размыкается, когда скорость двигателя составляет 70% от синхронной скорости.
В рабочем режиме и рабочая, и вспомогательная обмотки соединены с двигателем. Пусковой крутящий момент и КПД этого двигателя очень высоки.
Следовательно, это может использоваться в приложениях, где требуется высокий пусковой крутящий момент, например, в холодильнике, кондиционере, потолочном вентиляторе, компрессоре и т. Д.
Асинхронный двигатель с постоянным конденсатором
Конденсатор низкой емкости постоянно подключен к вспомогательная обмотка. Здесь конденсатор имеет малую емкость.
Конденсатор используется для увеличения пускового момента, но он низкий по сравнению с конденсаторным пусковым асинхронным двигателем.
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, составляющий 80% крутящего момента полной нагрузки.
Этот тип двигателя используется в таких приложениях, как вытяжной вентилятор, нагнетатель, нагреватель и т.д. 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 водоохладители.
- Воздуходувки
- Стиральные машины
- станки
- Сушилки
- Типографы, фотостаты и принтеры
- Водяные насосы и погружные
- Компьютеры
- Шлифовальные машины
- Буровые станки
- Прочие инструменты и оборудование для дома и т. Д.
Похожие сообщения:
.
Реверсивные однофазные асинхронные двигатели
Из моей статьи о двигателях переменного тока
Меня часто спрашивают о том, как изменить асинхронный двигатель переменного тока.
Я подробно не рассказывал о запуске асинхронных двигателей ранее
потому что это обширная тема сама по себе.
Ротор асинхронного двигателя представляет собой проницаемый железный сердечник.
с залитой алюминиевой обмоткой короткого замыкания. Ты можешь видеть
алюминий на обоих концах ротора. Алюминий также проходит через
продольные отверстия в роторе для укорочения типа «беличья клетка»
обмотка цепи.Линии едва видны под небольшим углом на роторе
где проходят обмотки.
Обмотка короткого замыкания заставляет ротор сопротивляться быстрым изменениям магнитного поля.
полей, поэтому, если он подвергается вращающемуся магнитному полю, он попытается
следовать за ним. (подробнее об этом здесь)
В трехфазном двигателе три фазы на трех обмотках естественно
создать вращающееся магнитное поле. Но для однофазных двигателей переменного тока
магнитное поле только чередуется вперед и назад. Нужны некоторые хитрости
для создания вращающегося поля.
Реверс двигателя с расщепленной фазой
В этом двигателе с расщепленной фазой основная обмотка (метка ‘M’)
подключается непосредственно к источнику переменного тока 60 Гц, а
другая обмотка (метка ‘O’) подключена последовательно с
конденсатор (С). Взаимодействие между индуктивностью двигателя
обмотки и емкость конденсатора приводит к тому, что обмотка составляет около 90
градусы не совпадают по фазе с основной обмоткой.
Основная обмотка создает магнитное поле, чередующееся по вертикали,
а другая обмотка создает магнитное поле, чередующееся по горизонтали
но не в фазе, их сумма составляет вращающееся магнитное поле.Ротор пытается следовать за ним, заставляя его вращаться.
Реверс двигателя — это просто перемещение силового соединения.
так что другая обмотка находится непосредственно на переменном токе. По сути, перемещение
одна сторона силового соединения от (A) до (B), в результате чего обмотка (O)
быть основной обмоткой, а обмотка (M) — фазосдвинутой.
На двигателях мощностью более 1/4 л.с. две обмотки обычно имеют разные
количество оборотов, поэтому этот способ реверсирования может быть неприменим.Сначала убедитесь, что сопротивление двух обмоток одинаково.
Если сопротивление обмоток не одинаковое, вы все равно можете его поменять местами.
поменяв полярность одной из обмоток, при условии, что
винты не связаны друг с другом внутри двигателя (например, более трех
провода выходящие из обмоток).
Обмотки стартера на более мощных двигателях
Теперь, если мы заглянем внутрь более крупного двигателя, такого как этот двигатель мощностью 3/4 лошадиных сил,
обмотки выглядят
намного сложнее.Обмотки распределены по множеству пазов
в статоре двигателя (C). Таким образом, там
меньше резкого перехода от одного полюса к другому. Эта
делает магнитное поле более гладким, что делает его тише, более
эффективный мотор.
Этот двигатель имеет толстую главную обмотку (M), а также обмотку стартера.
из более тонкой проволоки (S). Основная обмотка создает горизонтальную
магнитное поле, а обмотка стартера создает вертикальное.
Эта обмотка стартера включена последовательно с конденсатором (C) и центробежным
переключатель (S).В этом моторе установлен пусковой конденсатор.
внутри основного корпуса. Обычно пусковой конденсатор монтируется
сверху корпуса под металлическим куполом.
Центробежный выключатель (S) установлен на задней панели.
и активируется диском (P), который прижимается к язычку на
переключатель (слева от буквы S на фото).
Сняв ротор и посмотрев на диск, можно увидеть два металлических выступа.
Когда двигатель вращается, центробежная сила толкает их наружу, что
по очереди вытягивает диск обратно.Это освободит пластиковый язычок на переключателе,
вызывая размыкание переключателя и отключение обмотки стартера.
Диск отодвигается достаточно далеко, чтобы больше не контактировать
с язычком, сводящим к минимуму трение и износ. Это умный способ
активировать переключатель на основе центробежной силы без необходимости
переключается на вращение.
Расположение центробежного переключателя издает отчетливый «щелчок».
когда он сбрасывается после выключения двигателя. Щелчок переключателя
вовлечение, когда оно начинается, различить гораздо труднее.
Если обмотка стартера помогает запуску двигателя, это обязательно поможет
мотор тоже работает. Так почему бы просто не оставить стартер
обмотка подключена? Ну а
Вся штука с фазовым сдвигом не так элегантна. Размер конденсатора вы
потребность очень сильно зависит от нагрузки двигателя. Чтобы быстро запустить мотор,
вам нужна большая емкость, чем для эффективного непрерывного
операция. Кроме того, конденсатор является электролитическим конденсатором и не
рассчитан на постоянную нагрузку. А потому что обмотка стартера только
используется недолго, поэтому для экономии денег он сделан из более тонкой проволоки, потому что
медь дорогая.
Есть некоторые двигатели, которые используют большой конденсатор для запуска и
конденсатор меньшего размера для непрерывной работы. Такие моторы часто имеют
два внешних конденсатора (C), как показано на этом в моей настольной пиле.
Эти двигатели называются двигателями с конденсаторным запуском и запуском конденсатора.
Конденсаторные двигатели с конденсаторным запуском обычно имеют более одного
лошадиных сил. Это 1,75 лошадиных сил.
Двигатели можно удешевить, заменив их конденсатор на
резистор. Хотя обычно отдельный резистор не добавляется.Вместо,
обмотка стартера сделана из более тонкой (дешевой) медной проволоки, поэтому
у него большее сопротивление в самой обмотке.
Это приводит к гораздо меньшему
фазовый сдвиг, чем у конденсатора, но достаточный для запуска двигателя.
Обмотки двигателя по существу образуют индуктор, а когда
синусоидальная волна переменного тока (например, мощность переменного тока) подается на катушку индуктивности,
ток отстает от напряжения на 90 градусов. И магнитное поле
строго зависит от тока.
Для резистора ток синфазен с напряжением.Если бы у нас был большой
сопротивление и малая индуктивность последовательно, падение напряжения и ток
будет во многом определяться резистором. Итак, ток и магнитный
поле будет в основном в фазе с приложенным напряжением. С
тока в основной обмотке, отставая на 90 градусов, мы имели бы
Разница между ними 90 градусов, но обмотка стартера
было бы крайне неэффективно.
На самом деле компромисс гораздо меньше.
фазового сдвига и большей мощности. Этого достаточно, чтобы мотор заработал.Тем не менее, стартер на этих двигателях довольно неэффективен, но он
не имеет большого значения, когда двигатель работает. Однако лишний ток
требуемый для стартера может привести к срыву автоматического выключателя, поэтому этот метод
обычно используется только для двигателей меньшего размера, от 1/4 до 1/2 л.с.
В двигателях мощностью 3/4 или больше обычно используется пусковой конденсатор.
Если вы не знакомы с аналоговой электроникой, приведенное выше объяснение
вероятно, неадекватен, и вы можете узнать больше об индукции
моторы, если вы этого не понимаете.
В асинхронных двигателях изнашиваются только подшипники,
выключатель стартера и конденсатор. Без конденсатора есть один
меньше вещей потерпеть неудачу.
Совсем недавно я случайно зажал выключатель стартера на
Двигатель с резистивным запуском мощностью 1/4 л.с. от сушилки для одежды
(тот, что на
этот вентилятор), и двигатель отключился всего за 15 секунд
его схема тепловой защиты из-за перегрева обмотки стартера.
Реверс конденсаторного пускового двигателя
Так как же нам поменять местами конденсаторный пусковой двигатель? Как только началось,
однофазная индукция
мотор с радостью будет работать в любом направлении.Чтобы обратить это вспять, нам нужно
изменить направление вращающегося магнитного поля, создаваемого основным
и пусковые обмотки. И это можно сделать, изменив положение
полярность стартерной обмотки. По сути, нам нужно поменять местами
соединения на обоих концах обмотки стартера. Иногда это
только обмотка, Иногда обмотка, переключатель и конденсатор
наоборот. Порядок выключателя и конденсатора не
важно, если вы подключены последовательно.
Вы также можете перевернуть двигатель, перевернув главную обмотку.
(тот же эффект).
Если бы вам пришлось поменять местами основную и стартерную обмотки, как это делают
с двигателем с расщепленной фазой двигатель также будет реверсировать. Однако,
он не будет работать на полную мощность и также может сгореть. В
обмотка стартера не предназначена для продолжительной работы.
Наклейка на этом двигателе указывает: «ДВИГАТЕЛЬ НЕРЕВЕРСИРУЕТСЯ».
Если вы посмотрите на предыдущие фотографии этого мотора, вы увидите, что
всего три провода (красный, желтый и синий) выходят из обмоток.Один конец основной и пусковой обмоток соединен между собой.
прямо на обмотках.
Чтобы перевернуть обмотку стартера, мне пришлось бы разорвать это соединение
внутрь обмоток и вытащить другой конец пускателя
обмотка. Но я действительно не могу понять это из-за
как это внутри мотора. Мне пришлось бы проделать дыру в
ограждение, чтобы добраться даже до точки, где они связаны вместе. Это
не то, чтобы этот двигатель нельзя было реверсировать, просто для экономии средств
меры, они сделали его поворот более трудным, чем того стоит
беда.
Но на реверсивных двигателях этикетка всегда
указывает, что нужно поменять местами два провода, чтобы перевернуть его
Провода для реверса — это всегда провода, ведущие к обмотке стартера.
Если у вас двигатель, на котором отсутствует этикетка, обмотка стартера
обычно имеет электрическое сопротивление примерно в три раза больше, чем основное
обмотка и всегда включена последовательно с выключателем стартера и конденсатором
(если есть). Если вы можете изолировать оба конца этой обмотки
и поменять их местами, вы можете перевернуть мотор.Если, однако, есть только
три провода выходят из обмоток, затем основная и пусковая обмотки
один конец связан вместе, и двигатель не реверсивный.
Для 120-вольтового двигателя мощностью 1/2 л.с. основная обмотка обычно имеет около
1,5 Ом, а обмотка стартера около 4 Ом. Для 240 вольт 1/2 л.с.
двигатели (только 240 вольт), вы должны ожидать около 6 Ом на основной обмотке и 16 Ом
на обмотке стартера. Ожидайте, что сопротивление обмоток будет
обратно пропорционально мощности.
У многих двигателей от обмоток отходят несколько дополнительных проводов.
Часто к обмоткам прикрепляют термовыключатель, и этот переключатель
может быть частично привязан к одной из обмоток. Также, если мотор
можно перемонтировать на 120 и 240 вольт, основная обмотка будет состоять
двух обмоток на 120 В, которые можно соединить последовательно или параллельно.
Так что от обмоток может выходить довольно много проводов. Это может занять
немного времени и поисков, чтобы понять это.
Для двигателей, которые могут быть подключены как на 120 В, так и на 240 В, стартер
обмотка — обмотка на 120 вольт.Когда эти двигатели подключены на 240 вольт,
основная обмотка используется как автотрансформатор, чтобы сделать
120 вольт для обмотки стартера. В противном случае переподключение мотора
от 120 до 240 вольт было бы намного сложнее!
См. Также:
Вернуться на мой сайт деревообрабатывающий
.
