Включение асинхронного двигателя в однофазную сеть: Включение 3-х фазного двигателя в однофазную сеть, от теории к практике

Как использовать трехфазный асинхронный двигатель для работы в однофазной сети

Как использовать трехфазный асинхронный двигатель для работы в однофазной сети

Существует немало схем подключения трехфазных двигателей для работы в однофазной сети. Наибольшее распространение получили 2 схемы. В том случае, когда рабочее напряжение сети составляет 220 В, а для двигателя есть возможность подключения, как 220, так и 380 В, то следует использовать для подключения схему ниже.

При этом осуществлять подключение трехфазного двигателя по данной схеме рекомендуется с использованием конденсатора. Емкость рабочего конденсатора для подключения электродвигателя рассчитывается по такой формуле.

В ней указан параметр Р — это мощность электродвигателя. Если по какой-то причине двигатель не запускается, то следует использовать пусковой конденсатор. Емкость пускового конденсатора выбирается в 3 раза больше, чем емкость рабочего конденсатора. Рабочее напряжение конденсаторов для подключения электродвигателя должно быть в 1,15 раз больше, чем напряжение в электросети.

Какие конденсаторы применяются для подключения электродвигателя

Для подключения трехфазного электродвигателя можно использовать частотные, металлобумажные, герметизированные и термостойкие конденсаторы. В качестве пусковых конденсаторов для подключения двигателя предпочтительно брать электролитические конденсаторы.

Основная функция пускового конденсатора — запустить ротор двигателя. После запуска мотора пусковой конденсатор сразу же разряжается и отключается.

При таком подходе к подключению трехфазного двигателя можно практически полностью сохранить его рабочую частоту вращения. Использование конденсаторов при подключении позволяет получить до 70% мощности трехфазного электродвигателя при работе в однофазной сети 220 В.

Как определить начала и концы статорных обмоток электродвигателя

Как правило, вывода статорных обмоток двигателя имеют специальные бирки с указанием начал и концов. Однако по разным причинам часто бирки на выводах отсутствует, что приводит к определённым сложностям при подключении двигателя. Поэтому приходится определять начала и концы статорных обмоток самостоятельно.

Для этих целей можно использовать контрольную лампу. Порядок определения начала и конца выводов статора следующий:

• Сначала берётся один из 6 проводов статора и подсоединяется к фазе через рубильник, который должен быть выключен;
• Затем к нулевому проводнику сети подсоединяют контрольную лампу;
• После этого включается рубильник, и лампой прикасаются до каждого свободного вывода статора, пока она не загорится.

Таким образом, можно определить, где начало, а где конец статорной обмотки электродвигателя.

Обозначение выводов обмоток

Выводы обмоток обозначаются следующим образом: Я1 и Я2 — это обмотки якоря, Д1 и Д2 — это обмотки дополнительных полюсов. С1 и С2 — последовательная обмотка возбуждения, а Ш1 и Ш2 — шунтовая параллельная обмотка возбуждения.

К1 и К2 — компенсационная обмотка. Встретить её можно только на очень мощных электродвигателях, мощность которых составляет более 150 кВт. Концы обмоток одного наименования обозначаются цифрами: 1,2,3,4,5,6. При этом ток во всех обмотках при правом вращении электродвигателя протекает от начала (цифра 1) к концу (цифра 2).

Трехфазный двигатель в однофазной сети

Трехфазные асинхронные электродвигатели не требуют дополнительных устройств для запуска и работы. Нужны лишь контакторы или иные устройства подачи трехфазного напряжения. Однако при включении двигателя в однофазную сеть используются другие способы запуска.

Фазосдвигающий конденсатор

Существует простой способ, позволяющий запитать трехфазный двигатель от бытовой однофазной сети с напряжением 220 В. Трехфазное напряжение получают путем сдвига фаз с помощью фазосдвигающего конденсатора. Делается это так.

В однофазной сети имеются два провода (фаза и ноль), между которыми существует сдвиг фаз 180 градусов. Для включения трехфазного двигателя нужны три проводника, напряжения на которых должны иметь сдвиг фаз 120 градусов. Поэтому, если подключить один из выводов двигателя к фазному проводнику напрямую, а другой – через фазосдвигающий конденсатор, то в совокупности с нулевым проводником и обмотками такая система будет трехфазной. Другими словами, будет обеспечен нужный режим питания.

Для расчета номинала фазосдвигающего конденсатора можно воспользоваться приближенной формулой:

С = k*I / U,

где k – коэффициент, равный 4800 для схемы подключения «треугольник», 2800 – для «звезды», I – номинальный ток двигателя (указывается на шильдике), U – фазное напряжение (в нашем случае – 220 В).

Рабочее напряжение конденсатора следует выбирать не менее 400 В, при этом желательно использовать специальные конденсаторы для электродвигателей, на частоту 50 – 60 Гц.

Пусковой конденсатор

Приведенная выше формула справедлива для номинального тока. Но двигатель работает не только на номинале. При пуске его ток может превышать номинальное значение в 5-7 раз, а при работе – быть ниже в 2-3 раза (холостой ход). В результате момент на валу при включении будет мал, и двигатель будет разгоняться очень долго либо вообще не сможет запуститься. Поэтому для запуска используют дополнительный пусковой конденсатор, который подключают к рабочему (фазосдвигающему) на время разгона (3-5 секунд). Обычно емкость пускового конденсатора выбирают в 2-5 раз больше, в зависимости от требуемого момента при пуске и времени разгона.

Для подключения пускового конденсатора используют специальные ручные пускатели, в которых время пуска равно времени нажатия на двухпозиционную кнопку «Пуск». Пока оператор держит «Пуск» в позиции без фиксации, подключаются рабочий и пусковой конденсаторы. Как только оператор отпускает кнопку, она переходит в фиксированную позицию, и в схеме остается лишь рабочий конденсатор. Остановка двигателя производится кнопкой «Стоп». Кроме ручных пускателей могут использоваться релейные и электронные схемы.

Данный способ не применяется на практике для двигателей более 2,2 кВт из-за низкого КПД и большой емкости конденсаторов.

Двигатель с пусковой обмоткой

Конденсатор также используется в случае, когда двигатель имеет две обмотки – рабочую и пусковую. Рабочая обмотка подключается к питающему однофазному напряжению (220 В) напрямую. Пусковая обмотка имеет меньший ток и подключается через фазосдвигающей конденсатор. Совместно обе обмотки имеют такую конфигурацию, что формируют внутри статора вращающееся магнитное поле.

Емкость фазосдвигающего конденсатора обычно указывается на шильдике двигателя. На время пуска и разгона может применяться дополнительный конденсатор. Такой двигатель называют конденсаторным, и он предназначен для работы только в однофазной сети.

Другие полезные материалы:
Как определить параметры двигателя без шильдика?
Основные неисправности электродвигателя и способы их устранения
Преимущества векторного управления электродвигателем

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети

Процедура подключения однофазного асинхронного электромотора к электросети предельно просто. Перед домашним мастером стоит выбор из следующих способов подсоединения:

• Подключение по схеме с 4 выводами. Каждая из катушек электромотора имеет 2 контакта. У рабочей обмотки показатель сопротивления самый низкий, как правило он составляет 10-17 ом. У пусковой обмотки сопротивление большее значение, как правило 20-30 Ом.
• Схема с 3 выводами. Обмотки катушек соединяются последовательно, то есть, как и в вышеописанном варианте, обмоток по-прежнему 2, но один из токопроводов каждой из них соединен с кабелем другой.

Теория

Для начала вращения вала должны быть соблюдены следующие условия:

Полюса катушек должны быть смещены между собой на 90 градусов. Это оптимальное расположение для старта вращения нагруженного вала. Однако после старта и увеличения частоты вращения такое взаимное положение катушек оказывает отрицательное влияние на технических параметрах электродвигателя.
Полюса взаимно смещены как во времени, так и в пространстве. Каждый из циклов переменного тока, которое протекает в одной из обмоток, отстает от цикла переменного напряжения, который одновременно протекает в другой.

Знакомый с электротехникой домашний мастер найдет в этих условиях противоречие. Как это реализовать технически, если электромотор подключен к однофазной сети?

Если подходить с технической стороны электромеханики, возникшее противоречие легко устранимо, а кажущаяся несовместимость требований обусловлена лишь словоизлиянием. На самом деле, говорилось о 2 фазах, которые были получены от одного источника электрического тока.

Старт вращения всегда было «ахиллесовой пятой» однофазных асинхронных электродвигателей. Теория нам говорит, что равные по модулю и противоположно направленные магнитные потоки, возникающие на полюсах с различным зарядом, должны взаимно уравновешиваться. Поэтому, не взирая на возбужденное состояние катушек, старта вращения не произойдет.

Однако практика противоречит теоретическим выкладкам. Каждому электромонтеру хорошо известна ситуация, когда при подаче напряжения на рабочую обмотку, электродвигатель начинал работу без какого-либо постороннего вмешательства.

Для чего необходим рабочий конденсатор

При работе электромотора без нагрузки, не имеет значения, включена ли какая-либо емкость в электрическую цепь рабочей обмотки. Однако при появлении нагрузки на валу ситуация изменяется. Включение рабочего конденсатора позволяет уменьшить влияние принудительной задержки смещения магнитного поля, что дает возможность повысить КПД электромотора.

При самостоятельном подключении электромотора к электросети, как правило, на его КПД мало обращают внимания из-за различных показателей максимально фиксированной нагрузки, минимальных затратах на возросшее потребление электротока и относительно непродолжительной работы механизма.

Если вы внимательно прочли начало статьи, то понимаете, почему для временного изменения положения фаз тока (напряжения), единовременно протекающего в 2 обмотках электромотора используется конденсатор, а не иной фазосдвигающий узел, к примеру, катушка индуктивности.

Электродвигатели, в большинстве случаев, стартуют с той или иной нагрузкой. В таких случаях, при начале вращения форма магнитного поля, которое создается катушками искажается и приобретает форму овала. Это уменьшает пусковой момент. Для ликвидации ухудшения параметров электромотора лучше использовать конденсатор.

Для определения емкости конденсатора необходимо подставить в формулу технические параметры электромотора, в том числе и весьма специфические, к примеру, коэффициент трансформации каждой из статорных обмоток.

В среднем, емкость конденсатора равна 4 мкФ на 100 Вт электродвигателя, а емкость пускового конденсатора равна 2 – 3 емкостям рабочего. Для рабочего и пускового конденсаторов показатели номинального напряжения равны 350 – 600 В.

Вы можете столкнуться с ситуацией, когда на информационной табличке, расположенной на корпусе электромотора, нанесен недостаточный объем информации. Вместе с тем, некоторые производители указывают в табличке и параметры требуемого для работы электродвигателя конденсатора.

Подсоединение однофазного асинхронного электромотора к электросети

Особенность подключения заключается в соблюдении двух условий: после подсоединения электромотора к электрическому источнику питания, напряжение на рабочие обмотки должно подаваться непрерывно, а подача напряжения на пусковую катушку должно осуществляться лишь в течение короткого периода (до 10 секунд) и через фазосдвигающий конденсатор.

Для того, чтобы этого добиться, не нужно сооружать сложную электроцепь. Вам достаточно двух переключателей, у одного из которых если 2 фиксированных положения тумблера (для рабочего переключателя) и один переключатель без фиксированного положения тумблера (для запуска электромотора).

Однако можно избежать включения в электроцепь нескольких переключателей, если воспользоваться специально предназначенными коммутирующими устройствами.

В конструкции таких механизмах, к примеру, ПНВС-10, нет чего-то «хитрого», за исключением одной особенности. При активации клавиши «Пуск» происходит замыкание всех трех пар контактов. После возвращения кнопки в исходное положение, средняя пара контактов размыкается, а две крайних – остаются замкнутыми. Активация клавиши «Стоп» размыкает все контакты.

Теперь осталось подключить пусковую катушку к крайним контактам электросети, а также к средней и боковой клемме клавиши.

Простота и элегантность подключения однофазного асинхронного электромотора свидетельствует о его продуманности и надежности.

Подключения трехфазного двигателя к однофазной сети

Для подключения трехфазного двигателя к однофазной сети нам понадобится фазосдвигающий конденсатор. На схеме будем обозначать его Ср – рабочая емкость.

Для нормального запуска двигателя нужен конденсатор с одной емкостью, а при выходе двигателя на рабочие обороты другая емкость. Такой дополнительный конденсатор будем называть пусковым, на схеме обозначается как Сп. Также следует знать, что пусковая емкость как правило в 1,5 раза больше рабочей. При работе двигателя на холостом ходу через конденсатор протекает ток на 20-40% больше номинального, по этому рабочая емкость должна быть меньше пусковой.

Схема включения трехфазного двигателя с реверсом

Ниже представлена схема включения трехфазного двигателя в сеть 220В с реверсом. При нажатии на переключатель В1 направление вращения будет меняться

Расчет рабочей емкости для запуска двигателя

При схеме включения двигателя «Звезда»

Ср=2800 I/U

При схеме включения двигателя «Треугольник»

Ср=4800 I/U

Также для данной схему включения существует упрощенная формула

C = 70*Pдв

где Pдв — номинальная мощность электродвигателя в кВт. То есть на каждые 100 Вт мощности двигателя нужен гасящий конденсатор примерно на 7 мкФ.

При расчетах получаем значение емкости в микрофарадах.

Если ток потребления двигателем нам не известен, то нужно воспользоваться данными с таблички расположенной на двигателе. Там должна быть указана его мощность в ватах, его КПД, коэффициент мощности и рабочее напряжение. Далее предлагаю воспользоваться формулой.

I=P/(1.73Uη cos⁡φ )

Где — коэффициент мощности

Выбор элементов

Конденсаторы нужны обязательно бумажные типа МБГО, МБГП или полипропиленовые  типа СВВ. Их рабочее напряжение должно быть в 1,5-2 раза больше сетевого напряжения.

Если не удается найти конденсатор нужной нам емкости можно составить конденсатор из нескольких. Для этого нам потребуются конденсаторы емкость которых в сумме составляет нужное нам значение.

Напомню что при параллельном включении конденсатора их емкость складывается.

А при последовательном их  емкость рассчитывается по формуле.

Если конденсатора всего два то Собщ=(С1*С2)/(С1+С2)

Если конденсаторов более двух то 1/Собщ=1/С1+1/С2+....+1/Сn

Эксплуатация асинхронного двигателя в сети 220В.

При остановке двигателя или сильного замедления в результате перегрузки следует подключить пусковой конденсатор до набора оборотов.

Также следует учитывать, что мощность трехфазного двигателя при подключении в сеть с одной фазой может падать до 50%.

Однофазное подключение для трехфазного двигателя: обзор способов

Среди поделок домашних умельцев часто встречаются станки и механизмы для обработки дерева, заточки инструментов, высверливания отверстий, измельчения круп, которые работают от асинхронных электродвигателей в бытовой сети 220 вольт.

Это уже практически вторая жизнь этих изделий. Первоначально они создавались для работы в составе промышленного оборудования и запитывались от трех фаз переменного тока с напряжением 380 вольт.

Относительная простота конструкции, надежность в работе, удобное управление удобными электромеханическими схемами, высокий ресурс при соблюдении условий эксплуатации делают эти двигатели привлекательными для мастеров.

Однако, при переделке схемы и подключении двигателя в работу от однофазной сети встречается много технических трудностей, а конечный результат часто разочаровывает, не оправдывает ожидания домашнего мастера.

Почему это происходит рассказывается в этой статье, а как учесть особенности трехфазной конструкции для оптимальной переделки схемы читайте в ее продолжении. Для этого можете подписаться на получение новостей сайта. Форма расположена в правой колонке страницы.

Как устроен и работает трехфазный двигатель

Конструкция

Электродвигатель выполнен из двух отдельных частей:

1. неподвижно установленного статора;
2. вращающегося ротора.

Они между собой механически соединяются посредством подшипников, отделены очень небольшим рабочим зазором.

Для переделки двигателя на однофазное питание достаточно внести изменения в схеме подключения статора, а ротор трогать нет надобности. Поэтому его конструкцию рассматривать не будем.

Статор изготавливается в виде корпуса с вмонтированными:

• сердечником-магнитопроводом;
• тремя одинаковыми обмотками, разнесенными симметрично на 120^O по углу с навитыми витками;
• выходными клеммами.

Провода обмоток выводятся на клеммные болты для подключения внешней сети. У отдельных моделей часть соединений может быть спрятана внутри корпуса, а на клемму приходить одной общей жилой. Этот прием иногда используется на двигателях с обмотками, смонтированными по схеме звезды. Второй способ их соединения называется треугольником.

Начало навивки каждой обмотки производители обозначают C1, C2, C3 или h2, h3, h4, а их окончания C4, C5, C6 или K1, K2, K3. Встречаются и другие способы заводской маркировки, особенно на двигателях последних моделей или иностранной сборки.

Силовые кабели питания для подключения к схеме заводятся на клеммник. Его конструкция обычно содержит перемычки для изменения схемы подключения обмоток, но может быть и без них, как показано на фотографии.

Принцип работы

Его будем рассматривать на примере схемы звезды, ибо отличительные черты, особенности для треугольника сказываются незначительно. Для понимания происходящих процессов при работе их можно не учитывать.

На каждую обмотку (а они разнесены на 120 градусов), подводится собственное фазное напряжение. В своей симметричной системе эти вектора разведены на такой же угол.

Под действием приложенной ЭДС в обмотках, обладающих маленьким активным сопротивлением и равным индуктивным, создаются симметричные синусоидальные токи, повторяющие форму векторов напряжений.

Более наглядно эти процессы принято показывать расположением векторных величин на единичной комплексной плоскости.

Каждый ток, проходящий по своей обмотке, образует электромагнитное поле, индуцирующее в роторе токи, создающие собственное магнитное поле.

Поскольку вектора напряжений сети вращаются с промышленной частотой, то токи статора, повторяя это движение, создают вращающееся магнитное поле, которое воздействует на ротор, раскручивает его.

Симметричная конструкция статора обеспечивает создание от каждой обмотки одинаковых сил индукции, равномерно приложенных к ротору.

Эти принципы заложены в основу работы двигателя при питании током от трехфазной схемы. Далее рассмотрим, как они выполняются при питании от однофазной цепи.

Особенности работы трехфазного двигателя от однофазного напряжения

У домашнего мастера нет трех фаз напряжения, ему приходится обходиться одной. Если ее подать только в одну обмотку, то теоретически ротор можно раскрутить. Но пользу от этого извлечь не получиться: слишком маленькая механическая мощность не позволит совершать полезную работу.

Подключение одного и того же напряжения во все три обмотки тоже не имеет смысла. Из одной фазы необходимо делать три или хотя бы две. Для этих целей создают преобразователь.

Существующие в продаже инверторные установки, использующие сложные электрические схемы, большие алгоритмы и микропроцессорную технику для подобного преобразования, мы специально сейчас не рассматриваем. Это отдельная тема.

Преобразовать напряжение из одной фазы можно за счет:

1. конденсаторной сборки;
2. дроссельных устройств;
3. изменения полярности напряжения;
4. комплексного сочетания емкостей, индуктивностей и выравнивания амплитуд токов в фазах.

Принципы работы конденсаторных сборок

Для работы в цепях переменного тока лучше подходят металлобумажные конструкции конденсаторов с марками МБГП, МБГО, КБГ и других подобных с напряжением от 400 вольт и более. Из них методом параллельного подключения набирают определенную емкость.

Применять модели электролитических конструкций крайне нежелательно из-за опасности их взрыва при нагреве. Как вариант, можно использовать специальные схемы подключения, учитывающие полярность пропускаемого через них тока и ограничивающие его амплитуду. Но, это сложно и не очень надежно.

Использование конденсатора для запуска двигателя основано на опережении угла тока, проходящего через емкость, относительно вектора приложенного напряжения на девяносто градусов. При этом угол тока не доходит до оптимальной величины на 30^O.

Принципы работы дроссельных устройств

На индуктивном сопротивлении ток отстает от вектора напряжения на такие же углы.

В обеих ситуациях возникает не достающий до оптимального поворота вектора сектор, выделенный на картинке желтым цветом. Он влияет на возникновение противодействующих моментов, создающих торможение, снижает механическую мощность.

Сами дроссели в готовом для запуска двигателя виде промышленностью практически не создаются. Их требуется изготовить, приложить определённые усилия для выполнения расчётов, сборки, наладки. Это не всем мастерам по силам.

Принципы изменения полярности входного напряжения

Объясним его на примере двух обмоток схемы звезды с разобранной нейтралью, когда в них поочередно подается один вектор напряжения, но с разной полярностью.

В итоге образуются два разных вектора тока, сдвинутых по углу. Даже такое небольшое смещение позволяет влиять на работу двигателя.

Принципы использования комплексного метода

Пользуясь поодиночке любым из трех рассмотренных способов невозможно обеспечить равномерное распределение векторов тока по обмоткам ни по углу, ни по амплитуде. Всегда возникает перекос.

Поэтому для создания полноценных условий работы двигателя необходимо использовать все три способа в комплексе. Многочисленные экспериментаторы создали более двух десятков отличающихся схем, но к единому мнению исследователи так и не пришли.

Одним из лучших методов создания преобразователя трехфазного напряжения является:

1. сборка обмоток статора по схеме треугольника;
2. подача напряжения прямой полярности на одну из обмоток;
3. изменение направления вектора напряжения на других за счет индуктивностей и конденсаторов;
4. выравнивание амплитуд токов в обмотках подбором токоограничивающих сопротивлений.

Хочется обратись внимание на последний пункт. Им часто пренебрегают, а зря. Одинаковые по величине токи формируют такие же силы индукции, образующие пропорциональные крутящие моменты. Нагрузка на ротор должна прикладываться не только симметрично, но и равномерно.

Когда этот принцип нарушается, то двигателю создаются неблагоприятные условия нагрузки.

Одна из оптимальных схем преобразователя напряжения, учитывающая выполнение перечисленных условий, представлена на нижерасположенной картинке.

Для ее реализации необходимо изготовить дроссель сложной конструкции с регулируемым воздушным зазором, который первоначально своими секциями перераспределяет напряжение по отдельным цепочкам для последующего изменения.

Преобразователь с таким подключением дросселя создает устойчивую работу двигателя под номинальными нагрузками, обеспечивает относительно небольшие потери энергии при вращении ротора.

Но, подобная схема не нашла практического применения по ряду причин:

• сложное самостоятельное изготовление и наладка;
• необходимость использования дефицитных деталей;
• повышенное потребление энергии самим преобразователем, превышающее мощность двигателя почти вдвое.

Особенно огорчает последний пункт, когда работу простого станка, созданного по сложной схеме своими руками за длительное время, требуется платить деньги, как за пользование сварочным оборудованием. Это настолько огорчает домашнего мастера, что он отказывается от дальнейшей эксплуатации созданного им устройства.

Промышленные предприятия тоже не используют этот метод из-за низкой экономической эффективности.

Продолжение темы, рассказывающей об оптимальных вариантах переделки асинхронного двигателя для его подключения к однофазной сети переменного тока, читайте в следующей статье. Рекомендуем не пропустить ее. Сейчас подошло время, чтобы подписаться на нашу рассылку.

А для закрепления материала рекомендуем просмотреть старый учебный фильм советских времен, хорошо рассказывающий об общем устройстве асинхронного двигателя и прекрасно объясняющий принципы его работы.

Возникающие у вас вопросы задавайте в комментариях.

Полезные товары

Запуск трехфазного двигателя от однофазной сети без конденсатора

Статья посвящена возможности запуска трехфазного асинхронного двигателя мощностью 250 Вт от сети 220 В не при помощи пускового конденсатора, а с использованием самодельного пускового электронного устройства. Схема его очень проста: на двух тиристорах, с тиристорными ключами и транзисторным управлением.

Схема устройства

Данное управление двигателем мало кому известно и практически не используется. Преимущество предлагаемого пускового устройства в том, что значительно уменьшается потеря мощности двигателя. При пуске трехфазного двигателя 220 В помощью конденсатора потеря мощности составляет минимум 30%, а может достигать 50%. Использование этого пускового устройства снижает потерю мощности до 3%, максимум составит 5%.

Однофазная сеть подключается:

Пусковое устройство подключается к двигателю вместо конденсатора.

Подключенный к устройству резистор позволяет регулировать обороты двигателя. Устройство также можно включить на реверс.

Для эксперимента взят старый двигатель еще советского производства.

С данным пусковым устройством двигатель запускается мгновенно и работает без каких-либо проблем. Такую схему можно использовать практически на любом двигателе мощностью до 3 кВт.

Примечание: в сети 220 В двигатели мощностью более 3 кВт включать просто не имеет смысла – бытовая электропроводка не выдержит нагрузки.
В схеме можно использовать любые тиристоры, ток которых не менее 10 А. Диоды 231, также 10-амперные.
Примечание: у автора в схеме установлены диоды 233, что не имеет значения (только они идут по напряжению 500 В) −поставить можно любые диоды, которые имеют ток 10 А и удерживают более 250 В.
Устройство компактно. Автор схемы собрал резисторы просто наборами, чтобы не тратить время на подборку резисторов по номиналу. Теплоотвод не требуется. Установлен конденсатор, стабилитрон, два диода 105. Схема получилась очень простая и эффективная в работе.

Рекомендуется для использования – сборка пускового устройства проблем не создаст. В итоге при подключении двигатель стартует на своей максимальной мощности и практически без ее потери в отличие от стандартной схемы с использованием конденсатора.

Смотрите видео о работе устройства

1. Подключение асинхронного двигателя в однофазную сеть

Применение конденсаторов в асинхронных двигателях
 

Существуют две основные области применения конденсаторов для асинхронных электродвигателей.
 

1) Трёхфазный асинхронный электродвигатель, включаемый через конденсатор в однофазную сеть

В случае,  когда трехфазный электродвигатель необходимо подключить к однофазной сети, существует два возможных варианта подключения: «звезда» или «треугольник», причем наиболее предпочтительным во многих случаях является вариант «треугольник».

Приблизительный расчет для данного типа соединения производится по следующей формуле:

                             Сраб.=k*Iф/Uсети

где:

k – коэффициент, зависящий от соединения обмоток.

Для схемы соединения «Звезда» — k=2800

Для схемы соединения «Треугольник» — k=4800

Iф – номинальный фазный ток электродвигателя, А.

Uсети – напряжение однофазной сети, В.

Для определения пусковой емкости Сп.  исходят из пускового момента. В случае если пуск двигателя происходит без нагрузки, пусковая емкость не требуется.

Для получения пускового момента, близкого к номинальному, достаточно иметь пусковую емкость, определяемую соотношением Сп.=(2.5-3) Ср.

Рабочее напряжение конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше напряжения сети.

Схема подключения
 

2) Асинхронный электродвигатель, питаемый от однофазной сети и имеющий на статоре две обмотки, одна из которых включается в сеть непосредственно, а другая — последовательно с электрическим конденсатором для образования вращающегося магнитного поля. Конденсаторы создают сдвиг фаз между токами обмоток, оси которых сдвинуты в пространстве. Наибольший вращающий момент развивается, когда сдвиг фаз токов составляет 90°, а их амплитуды подобраны так, что вращающееся поле становится круговым. При пуске конденсаторного асинхронного двигателя оба конденсатора включены, а после его разгона один из конденсаторов отключают. Это обусловлено тем, что при номинальной частоте вращения требуется значительно меньшая емкость, чем при пуске.

Схема подключения
 

Конденсаторный асинхронный электродвигатель по пусковым и рабочим характеристикам близок к трехфазному асинхронному двигателю. 

Однофазный асинхронный двигатель

: схема работы и применение

Поскольку требования к питанию систем с одной нагрузкой обычно невелики, все наши дома, офисы снабжены только однофазным источником переменного тока. Для обеспечения надлежащих условий работы при использовании однофазного источника питания необходимо использовать совместимые двигатели. Помимо совместимости, двигатели должны быть экономичными, надежными и простыми в ремонте. Все эти характеристики легко найти в однофазном асинхронном двигателе. Подобно трехфазным двигателям, но с некоторыми изменениями, однофазные асинхронные двигатели являются отличным выбором для бытовой техники.Их простой дизайн и низкая стоимость привлекли множество приложений.

Определение однофазного асинхронного двигателя

Однофазные асинхронные двигатели — это простые двигатели, которые работают от однофазного переменного тока и в которых крутящий момент создается за счет индукции электричества, вызванного переменными магнитными полями. Однофазные асинхронные двигатели бывают разных типов в зависимости от условий запуска и различных факторов. Они —

1). Двигатели с расщепленной фазой.

• Двигатели с резистивным пуском.
• Двигатели емкостные пусковые.
• Двигатель с постоянным разделенным конденсатором.
• Конденсаторный двигатель с двумя номиналами.

2). Асинхронные двигатели с расщепленными полюсами.

3). Асинхронный двигатель с резистивным пуском.

4). Отталкивание — пуск асинхронного двигателя.

Конструкция однофазного асинхронного двигателя

Основными частями однофазного асинхронного двигателя являются статор, ротор и обмотки. Статор — это неподвижная часть двигателя, на которую подается переменный ток.Статор содержит два типа обмоток. Одна — основная обмотка, другая — вспомогательная. Эти обмотки размещены перпендикулярно друг другу. К вспомогательной обмотке параллельно подключен конденсатор.

Поскольку для работы однофазного асинхронного двигателя используется источник переменного тока, необходимо учитывать определенные потери, такие как — потери на вихревые токи, потери на гистерезис. Для устранения потерь на вихревые токи на статоре нанесена ламинированная штамповка. Для уменьшения потерь на гистерезис эти штамповки обычно изготавливают из кремнистой стали.

Ротор — это вращающаяся часть двигателя. Здесь ротор похож на ротор с короткозамкнутым ротором. Ротор не только цилиндрический, но и имеет по всей поверхности прорези. Чтобы обеспечить плавную и стабильную работу двигателя, предотвращая магнитную блокировку статора и ротора, прорези скошены, а не параллельны.

Жилами ротора являются алюминиевые или медные стержни, которые вставляются в пазы ротора. Торцевые кольца, изготовленные из алюминия или меди, замыкают проводники ротора.В этом однофазном асинхронном двигателе не используются контактные кольца и коммутаторы, поэтому их конструкция становится очень простой и легкой.

Эквивалентная схема однофазного асинхронного двигателя

На основе теории двойного вращающегося поля можно нарисовать эквивалентную схему однофазного асинхронного двигателя. Схема изображена в двух положениях — состояние покоя ротора состояние заблокированного ротора.

Двигатель с заблокированным ротором работает как трансформатор с короткозамкнутой вторичной обмоткой.

Эквивалентная схема однофазного асинхронного двигателя

В состоянии покоя ротора два вращающихся магнитных поля имеют противоположное направление с одинаково разделенными величинами и кажутся соединенными последовательно друг с другом. Цепь однофазного асинхронного двигателя

в состоянии покоя ротора

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

На главную обмотку однофазного асинхронного двигателя подается однофазный переменный ток. Это создает флуктуирующий магнитный поток вокруг ротора.Это означает, что при изменении направления переменного тока изменяется направление генерируемого магнитного поля. Этого условия недостаточно, чтобы ротор вращался. Здесь применяется принцип теории поля с двойным вращением.

Согласно теории двойного вращающегося поля, одиночное переменное поле возникает из-за комбинации двух полей равной величины, но вращающихся в противоположном направлении. Величина этих двух полей равна половине величины переменного поля.Это означает, что при приложении переменного тока создаются два поля половинной величины с равными величинами, но вращающимися в противоположных направлениях.

Итак, теперь в статоре протекает ток, а на роторе вращается магнитное поле, таким образом, закон электромагнитной индукции Фарадея действует на ротор. Согласно этому закону вращающиеся магнитные поля производят электричество в роторе, которое создает силу «F», которая может вращать ротор.

Почему однофазный асинхронный двигатель не запускается автоматически?

Когда к ротору применяется закон электромагнитной индукции Фарадея, индуцируется электричество и создается сила на стержнях ротора.Но согласно теории двойного вращающегося поля, существуют два магнитных поля с одинаковой величиной, но вращающиеся в противоположном направлении. Таким образом, создаются два вектора силы с одинаковой величиной, но противоположными по направлению.

Таким образом, эти векторы силы, поскольку они имеют одинаковую величину, но противоположны по направлению, не вызывают вращения ротора. Итак, однофазные асинхронные двигатели не запускаются автоматически. Мотор в таком состоянии просто гудит. Чтобы предотвратить эту ситуацию и вращать ротор, для однофазного двигателя необходимо приложить пусковое усилие.Когда сила в одном направлении становится больше, чем сила в другом направлении, ротор начинает вращаться. В однофазных асинхронных двигателях для этой цели используются вспомогательные обмотки.

Способы пуска однофазного асинхронного двигателя

Однофазный асинхронный двигатель не имеет пускового момента, поэтому для обеспечения этого пускового момента требуется внешняя схема. Для этого в статоре этих двигателей имеется вспомогательная обмотка. Вспомогательная обмотка подключена параллельно конденсатору.Когда конденсатор включен, как и в основной обмотке, на вспомогательной обмотке наблюдаются два вращающихся магнитных поля одинаковой величины, но в противоположном направлении.

Из этих двух магнитных полей вспомогательной обмотки одно компенсирует одно из магнитных полей основной обмотки, тогда как другое складывается с другим магнитным полем основной обмотки. Таким образом, в результате получается одно вращающееся магнитное поле большой величины. Это создает силу в одном направлении, следовательно, вращает ротор.Когда ротор начинает вращаться, он вращается, даже если конденсатор выключен.

Существуют различные способы определения однофазных асинхронных двигателей. Обычно эти двигатели выбираются в зависимости от способа их запуска. Эти методы можно классифицировать как

• Пуск с разделенной фазой.
• Пуск с расщепленными полюсами.
• Пуск отталкивающего двигателя
• Пуск с противодействием.

При двухфазном пуске статор имеет два типа обмоток — основную и вспомогательную, соединенные параллельно.Двигатели с этим типом пуска:

• Резисторные двухфазные двигатели.
• Электродвигатели с конденсаторными фазами.
• Конденсаторы запуска и запуска двигателей.
• Двигатель конденсаторный.

Однофазный индукционный двигатель с конденсаторным пуском

Этот двигатель также называется конденсаторным электродвигателем с разделенной фазой. Здесь количество витков вспомогательной обмотки равно количеству витков основной обмотки. Конденсатор включен последовательно со вспомогательной обмоткой. Вспомогательная обмотка отключается с помощью центробежного переключателя, когда ротор достигает 75% синхронной скорости.Двигатель продолжает ускоряться, пока не достигнет нормальной скорости.

Номинальная мощность двигателей с конденсаторным пуском составляет от 120 до 750 Вт. Эти двигатели обычно выбирают для таких применений, как холодильники, кондиционеры и т. Д. Из-за их высокого пускового момента.

Применение однофазного асинхронного двигателя

Эти двигатели находят применение в вентиляторах, холодильниках, кондиционерах, пылесосах, стиральных машинах, центробежных насосах, инструментах, небольших сельскохозяйственных приборах, воздуходувках и т. Д.Они в основном используются для маломощных устройств с постоянной скоростью, таких как сельскохозяйственные инструменты и машины, где трехфазное питание недоступно. Двигатели от 1/400 кВт до 1/25 кВт используются в игрушках, фенах и т. Д.…

Таким образом, мы часто используем однофазные асинхронные двигатели в повседневной жизни. Эти моторы легко ремонтировать. Тем не менее, у этих двигателей есть некоторые недостатки. С каким недостатком этих моторов вы столкнулись? Вы можете назвать некоторые из них?

Источник изображения: Цепи однофазных асинхронных двигателей

ОДНОФАЗНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — скачать ppt

Презентация на тему: «ОДНОФАЗНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ» — стенограмма презентации:

1

ОДНОФАЗНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
ГЛАВА 8 ОДНОФАЗНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Электрические машины

2

ВВЕДЕНИЕ Однофазный асинхронный двигатель конструктивно аналогичен трехфазному асинхронному двигателю; разница только в расположении обмоток статора.Обмотки статора однофазного асинхронного двигателя распределены, наклонены и перекошены для получения синусоидальной МПС. в космосе. Электрические машины

3

КОНСТРУКЦИЯ Конструкция однофазного асинхронного двигателя аналогична конструкции трехфазного асинхронного двигателя. Статор однофазного двигателя имеет многослойный железный сердечник с двумя перпендикулярно расположенными обмотками: одна — основная, а другая — вспомогательная или пусковая.В двигателе используется ротор с короткозамкнутым ротором, имеющий ламинированный железный сердечник с прорезями в нем. Однофазный асинхронный двигатель не запускается автоматически, и для его запуска требуется какой-то механизм. Электрические машины

4

ТЕОРИЯ ОБРАЩЕНИЯ ДВОЙНЫХ ПОЛЕЙ
Согласно этой теории, пульсирующее поле однофазного двигателя может быть разделено на два вращающихся поля половинной амплитуды, вращающихся в противоположном направлении с синхронной скоростью.Электрические машины

5

ТЕОРИЯ ОБРАЩЕНИЯ ДВОЙНЫХ ПОЛЕЙ
Электрические машины

6

ТЕОРИЯ ОБРАЩЕНИЯ ДВОЙНЫХ ПОЛЕЙ
Кривая крутящего момента-скольжения показана ниже Электрические машины

7

ТЕОРИЯ ПЕРЕКРЕСТНЫХ ПОЛЕЙ Когда однофазное питание подается на статор однофазного асинхронного двигателя, в статоре создается переменный магнитный поток.Этот переменный поток будет создавать наведенную э.д.с. в обмотках ротора, который изначально находится в состоянии покоя. В роторных электрических машинах не будет создаваться крутящий момент.

8

ТЕОРИЯ ПОПЕРЕЧНОГО ПОЛЯ Если ротор вращается под действием некоторой внешней силы, э.д.с. будет индуцироваться в роторе, и, таким образом, ток будет течь через ротор. Этот ток будет смещен на 90 градусов (электрический) от оси статора.Электрические машины

9

ПУСК ОДНОФАЗНОГО ИНДУКЦИОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
Некоторые из методов пуска:

10

Метод с разделенной фазой К различным методам с разделением фаз относятся: i) Электродвигатель с пуском через сопротивление с разделением фаз. ii) Двигатель с двухфазным конденсаторным пуском.iii) Конденсаторный запуск — асинхронный двигатель с конденсаторным питанием. iv) Асинхронный двигатель с одним постоянным конденсатором. Электрические машины

11

Пусковой электродвигатель с двухфазным сопротивлением
Этот метод пуска в основном используется для электродвигателей с низкой инерционной нагрузкой или продолжительной рабочей нагрузкой. Электрические машины

Привод трехфазного двигателя от однофазного источника питания

Привод трехфазного двигателя от однофазного источника питания напрямую обычными методами может быть трудным и опасным.Для выполнения операций требуются точно спроектированные схемы. Здесь я попытался представить одну такую ​​схему драйвера трехфазного двигателя с ШИМ-управлением. Узнаем больше.

Цепь можно понять по следующим пунктам:

Работа цепи

Перед тем, как перейти к следующему объяснению, важно знать о схеме трехфазного генератора сигналов, описанной здесь: https://homemade-circuits.com/ 2013/09 / схема трехфазного генератора сигналов.html

Вышеупомянутая схема становится важной частью всей конструкции, потому что именно этот каскад обеспечивает сигналы с фазовым сдвигом на 120 градусов для управления предлагаемыми каскадами трехфазного двигателя от однофазного источника.

Все задействованные цепи работают от общего источника постоянного тока 12 В, который может быть получен из стандартной конфигурации адаптера переменного / постоянного тока с использованием трансформатора 12 В, моста и конденсаторной сети.

На первой схеме, показанной ниже, мы видим простую схему генератора ШИМ 555, которая генерирует эквивалентные модифицированные синусоидальные волны ШИМ на своем выводе №3.

Они генерируются в ответ на синусоидальные волны на выходах схемы генератора трехфазных сигналов, как объяснено в приведенной выше ссылке.

Это означает, что нам потребуются три таких идентичных каскада генератора ШИМ 555 для обработки трех выходных сигналов операционных усилителей 3-фазного генератора сигналов.

Выходы соответствующих трех генераторов ШИМ, обозначенных как HIN и LIN, подаются на входы трех дискретных схем драйвера MOSFET, показанных на второй диаграмме ниже.

Мы используем IC IR2110 для драйверной части схем, три отдельных драйвера IC используются для обработки трех выходов PWM из 555 секций.

Выходы МОП напрямую связаны с тремя проводами двигателя.

330 В для МОП-транзисторов получается путем выпрямления однофазного переменного тока сети.

Принципиальная схема

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель.Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемой, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

Сети

Компьютеры и периферийные устройства (части оборудования , которые подключены к центральному процессору компьютерной системы), соединенные вместе, образуют сеть . Сети обеспечивают обмен данными между компьютерами и совместное использование оборудования (например, принтеров) и программного обеспечения (программы и данные , ).сеть, охватывающая небольшую площадь, например офис или здание называется LAN (локальная сеть). Основные компьютеры, которые предоставляют услуги в сети, называются серверами, например. файловый сервер обеспечивает центральную область хранения файлов данных. Компьютеры, использующие сервисы, называются клиентами . Компьютеры могут быть соединены с помощью различных типов кабелей, включая обычную телефонную проводку. основной кабель передачи данных, соединяющий локальные сети вместе, обозначается как магистраль .Различные электронные устройства также используются для усиления, фильтрации и определения наилучшего пути для сигналов. К ним относятся моста для разделения LAN на отдельные части или соединения одинаковых сетей вместе, шлюза для соединения различных типов сетей и маршрутизаторов для соединения разных сетей вместе и определения наилучшего пути (или маршрута) для сигналов. Маршрутизаторы используются для соединения сетей, образующих Интернет. Модем (модулятор / демодулятор) используется для преобразования сигналов аналогового (имеющего множество уровней) в цифрового (имеющего только два уровня, представляющих включение и выключение) для подключения к обычной телефонной системе.В качестве альтернативы можно использовать ISDN (цифровая сеть с интегрированными услугами) адаптер или DSL (цифровая абонентская линия) модем , чтобы позволить использовать цифровые сигналы без преобразования в аналоговые.

Существуют различные стандартные методы подключения компьютеров к локальной сети. Один из наиболее распространенных — Ethernet . На каждом компьютере должен быть сетевой адаптер (специальная электроника для управления сетевым подключением). Обычно это карта расширения, известная как сетевая карта (NIC).Все компьютеры связаны через другое электронное устройство, известное как концентратор. Электроника в концентраторе используется для усиления сигналов, чтобы они не становились слишком слабыми, прежде чем они достигнут нужного компьютера. Кабель, обычно используемый для подключения компьютеров к концентратору, известен как кабель с витой парой . Он содержит два кабеля, скрученных вместе для устранения помех от внешних сигналов. В домашней сети вместо этого можно использовать кабели электропитания, встроенные в дом, если для изоляции компьютера от сети, проходящей через кабель, используются электронные устройства, называемые изоляционными адаптерами .В будущем беспроводные сети будут использовать радиопередатчик и приемник, настроенные на использование одной и той же радиочастоты, вместо кабелей.

В сети клиент / сервер главный серверный компьютер предоставляет услуги (совместное использование принтеров, программ или данных и т. Д.), А подключенные компьютеры клиента могут быть обычными компьютерами или простыми терминалами . Терминалам требуется, чтобы сервер выполнял большую часть или всю обработку. тонкий клиент (или тонкий терминал), такой как NetPC , имеет процессор, который выполняет часть обработки, но немой терминал не имеет процессора, и вся обработка должна выполняться серверным компьютером.

Один символ данных упоминается в вычислениях как байт . В двоичной системе (система счисления, в которой используются только две цифры, т.е. 1 и 0), используемой в компьютерах, байт состоит из 8 битов , где бит равен 1 или 0. Когда данные передаются через сетевую систему, это может быть передается по-разному. Асинхронная передача (или передача стоп-старт) отправляет данные по одному байту (или символу) за раз. Начальный бит (называемый управляющим битом ) добавляется для указания начала каждого байта, а другой управляющий бит, называемый стоповым битом, добавляется для указания конца каждого байта. Синхронная передача отправляет данные блоками. Дополнительные байты данных, называемые байтами синхронизации , добавляются в начало и конец каждого блока. Они используются для синхронизации отправляющих и принимающих устройств.

Когда сообщение передается по сети, оно обрабатывается различными способами программным и аппаратным обеспечением. Сначала он обрабатывается прикладной программой , например. программа электронной почты, а затем она обрабатывается операционной системой.Затем он обрабатывается аппаратным обеспечением, таким как сетевая интерфейсная карта, и, наконец, сетевой электроникой, например. muter , когда он проходит через сетевую систему. Когда он прибывает в пункт назначения, он аналогичным образом обрабатывается в обратном порядке для отображения сообщения на экране дисплея принимающего компьютера.

4. Объясните значение терминов, связанных с сетями, например, :

Магистраль, мост, клиент, тонкий клиент, шлюз, концентратор, сеть, LAN, muter, сервер.

5. Произносите правильно и записывайте. При необходимости обратитесь к словарю. Дайте Российские эквиваленты:

Обработка, маршрутизатор, синхронный, асинхронный, тупой, передача, клиент, двоичный, частота, усиление, совместное использование, расширение, терминал, передатчик, упоминается, интерфейс, передать, требовать, устройство, символ, muter, сообщение, сервер, беспроводной , прикрепить, преобразовать.