Запуск электродвигателя однофазного: Подключение однофазного асинхронного двигателя и принцип его работы | ENARGYS.RU

Подключение однофазного асинхронного двигателя и принцип его работы | ENARGYS.RU

Используемые в настоящее время бытовые приборы в своем подавляющем большинстве работают при помощи однофазного асинхронного двигателя. Максимальная мощность такого двигателя не превышает 500 Вт.

Однофазный асинхронный двигатель: принцип работы

Однофазный двигатель работает за счет вращающегося магнитного поля, которое возникает при смещении в пространстве двух обмоток статора, соединенных параллельно, относительно друг друга. Важным условием работы однофазного двигателя является сдвиг по фазе токов обмоток. Для этого в конструкции двигателя предусмотрен фазосмещающий элемент (как правило, это конденсатор), он подключен последовательно одной из статорных обмоток. Роль фазосмещающего сетевого элемента может выполнять активное сопротивление или индуктивность.

В том случае если при работе двигателя цепь обмотки разрывается, прекращается движение магнитного потока (Ф) статора. Происходит инерционное вращение ротора, поэтому, поток остается вращающимся по отношению к обмотке ротора и наводит ЭДС, силу тока (I) и собственный магнитный поток (Ф), при этом движение магнитного потока (Ф) ротора совпадает со статорным магнитным потоком.

Магнитный поток ротора изменяется. Данное действие основывается на синусоидальном законе согласно которому, изменяя направление на противоположное, ротор остается в состоянии вращения. В связи с этим запуск мотора возможен в том случае если наличествует внешний фактор, который способен осуществить возвратное вращательное движение ротора в первоначальное направление.

Так как при запуске однофазного двигателя применяется пусковая катушка с применением фазосмещающего элемента. Сопротивление активного типа используется в этом роде очень часто, в связи с дешевизной.

После запуска двигателя возникает отключение обмотки действующей для запуска. Обмотка пуска работает в кратковременном режиме, и для ее изготовления применяется более тонкий провод, чем идет на изготовление рабочей обмотки.

Подключение однофазного асинхронного двигателя

Рис. №1.Схемы подключения асинхронного двигателя к однофазной сети

Для подключения однофазного асинхронного двигателя к однофазной сети прибегают к помощи резистора, используемого для запуска, и присоединенного к пусковой катушке (обмотке) последовательным методом, таким образом, между токами, которые присутствуют в обмотке двигателя, наблюдается сдвиг фаз на 30^о, этого хватает для запуска асинхронной машины в работу. В конструкции двигателя, в котором присутствует сопротивление пуска, наличие фазового угла объясняется неодинаковым комплексным сопротивлением в электрических цепях двигателя.

Рис. №2. Схема включения асинхронного однофазного двигателя с распределенной статорной обмоткой, используемой в качестве привода активатора стиральных машин бытового назначения.

Кроме, использования сопротивления пуска применяется подключение однофазного двигателя к однофазной цепи с конденсаторным пуском. Двигатель, выполняющий эту операцию, будет использовать расщепленную фазу. Особенность этого способа в том, что вспомогательная катушка, в которую встроен конденсатор используется в момент времени запуска. Чтобы достигнуть максимально возможного эффекта сдвиг токов относительно обмоток должен достигать максимально высокого значения угла – 90^о.

Среди разнообразия элементов, используемых для сдвига фаз, только использование конденсатора дает возможность получения максимально лучшего пускового эффекта однофазного асинхронного двигателя.

Однофазный двигатель с расщепленной фазой и экранированными полюсами

При рассмотрении однофазных электродвигателей нельзя забыть о моделях двигателей в конструкции, которых применяются экранированные полюса, в такой машине присутствует расщепленная фаза и короткозамкнутая вспомогательная обмотка. Статор такого двигателя имеет явно выраженные полюса, каждый из которых разделен аксиальным пазом на две неодинаковые части, на меньшей части находится короткозамкнутый виток.

При присоединении статора двигателя в электрическую сеть, магнитный поток, для которого характерно пульсирующее действие и созданный в магнитопроводе машины, делится на 2 части. Движение одной из них идет по части полюса без экрана, вторая следует по части полюса покрытой экраном. Индуктивность витка приводит к отставанию тока по фазе от наведенной магнитным потоком ЭДС. Магнитный поток короткозамкнутой обмотки создает результирующий поток, который движется в экранированной части полюса. В разноименных частях полюсов наблюдается сдвиг разных магнитных потоков на определенное значение угла, а также на разницу во времени.

Недостаток этих моделей заключается в значительных электрических потерях, которые присутствуют в витках обмотки замкнутой накоротко.

Используется в конструкции тепловентиляторов и вентиляторов.

Однофазный двигатель с ассиметричным магнитопроводом статора

Особенность конструкции заключается в наличии явно выраженных полюсов, расположенных на несимметричном сердечнике, изготовленным шихтованным способом. Конструкция ротора короткозамкнутая, тип обмотки – «беличья клетка». В конструкции такого двигателя характерно отсутствие элементов для сдвига по фазе. Улучшение пусковой характеристики достигается добавление в конструкцию магнитных шунтов.

Рис. №3. Чертеж асимметричного статора асинхронной машины.

Недостатки этих машин:

1. Малый КПД.
2. Невозможность реверсирования.
3. Невысокий пусковой момент.
4. Сложность операций по изготовлению магнитных шунтов.

Несмотря на наличие недостатков, однофазные асинхронные машины широко используются для конструирования бытовой техники, причина в невысокой мощности бытовой электрической сети, которой соответствует мощность однофазных асинхронных двигателей.

Электронный запуск электродвигателей

электроника для дома

В статье приведены схемы электронного запуска электродвигателей с пусковой обмоткой различной бытовой и промышленной техники, которая выпускается с пусковыми устройствами, содержащими электрические контакты. Описываются принципы работы, наладки и конструктивные особенности электронных пусковых устройств на тиристорах и симисторах, даны рекомендации по изготовлению и эксплуатации этих устройств.

Однофазные электродвигатели с пусковой обмоткой применяются в холодильниках, электрозаточных, деревообрабатывающих станках и другой разнообразной бытовой технике.

Для запуска таких двигателей применяются пусковые реле или специальные выключатели, которые после запуска двигателя выключают пусковую обмотку. Подача и отключение напряжения в этих устройствах осуществляется через электрические контакты, которые, естественно, искрят и подгорают в процессе эксплуатации, что существенно снижает их срок службы, а при потере контакта приводит к повреждению двигателя.

Некоторыми авторами предложены схемы с электронными устройствами, которые снижают токи через электрические контакты, но не исключают их полностью.

Автором разработана и использована для некоторых бытовых устройств электронная схема запуска, которая в течение длительного времени показала надежную работу.

Работа данной схемы основана на запирании диодного моста, включенного в цепь управления тиристоров или симистора, при заряде конденсатора постоянным током диодного моста (рис.1). Во время заряда конденсатора тиристоры открыты, и все напряжение поступает в нагрузку. После полного заряда конденсатора ток через управляющие электроды прекращается, тиристоры запираются, и напряжение от нагрузки отключается. Время открытого состояния тиристоров определяется емкостью конденсатора, т.е. это своего рода реле времени, которое через определенное время отключает нагрузку. Для повторного включения нагрузки необходимо разрядить конденсатор, иначе он длительное время будет держать диоды моста и тиристоры в закрытом состоянии.

Для устройств, которые включаются с помощью выключателя, необходимо использовать тумблер с двумя перекидными контактами, один из которых при включении нагрузки подключал бы к конденсатору резистор номиналом 10… 100 кОм Практически действующая схема для запуска электродвигателя бытового заточного станка мощностью 210 Вт показана на рис. 2.

Рис.1

В связи с разбросом параметров тиристоров схема требует несложной наладки, которая заключается в подборе конденсатора необходимой емкости, от которой зависит время подачи напряжения на пусковую обмотку. Это время должно быть минимальным, но достаточным для надежного запуска двигателя при пониженном напряжении питающей сети до допустимого минимума 180 В.

Необходимо отметить, что ток заряда конденсатора составляет доли миллиампера, поэтому диодный мост может быть маломощным, но рассчитанным на напряжение не менее 300 В, а конденсатор — на напряжение не менее 400 В, так как при пробое конденсатора пусковая обмотка окажется под полным напряжением сети, что может вывести из строя электродвигатель. К этому также может привести пробой любого элемента схемы. Учитывая, что надежность используемых элементов часто неизвестна, необходимо некоторое время понаблюдать за работой схемы. Для этого временно или постоянно параллельно электронному выключателю необходимо подключить светодиод с гасящим резистором. После запуска двигателя на электронном выключателе появляется сетевое напряжение, и светодиод начинает светиться, что свидетельствует о том, что пусковая обмотка отключено.

Рис.2

Рис.3

Для электродвигателей, которые включаются и выключаются автоматически, как в холодильнике, разряд конденсатора осуществляется через резистор от 10 до 100 МОм, подключенный параллельно конденсатору. Этот резистор большого номинала не влияет на заряд конденсатора и не открывает тиристоры, так как ток через этот резистор мал (составляет микроамперы) и его недостаточно для открывания тиристоров. После запуска двигателя заряд конденсатора (R1 отключен от С1) поддерживается микротоками, не способными открыть тиристоры. После автоматического отключения двигателя датчиком устройства конденсатор успевает разрядиться до следующей подачи напряжения на двигатель.

Эксперименты показали, что чем больше мощность двигателя, тем большего номинала требуется резистор R1. Например, при тех же тиристорах для двигателя мощностью 210 Вт минимальное сопротивление резистора составляло 9 МОм, а для двигателя мощностью 800 Вт — 18 МОм. После снятия напряжения, через несколько секунд, двигатель готов нормально запуститься. Это говорит о том, что увеличение сопротивления данного резистора на 30…50% от минимального не повлияет на работу устройства, например холодильника, а только повысит надежность отключения пусковой обмотки при завышенном напряжении сети. Например, разряд конденсатора емкостью 0,1 мкФ на резистор сопротивлением 20 МОм происходит за время t=RC=2 с. Эксперименты также показали, что емкость конденсатора и сопротивление разрядного резистора подбираются индивидуально в зависимости от параметров тиристоров или симистора, мощности двигателя и необходимого времени надежного запуска

Практическая схема электронного запуска двигателя заточного станка мощностью 210 Вт на симисторе показана на рис.3. Наладка данной схемы аналогична схеме на тиристорах.

Детали

Для двигателей мощностью до 2 кВт тиристоры могут устанавливаться без радиаторов. Диоды VD1 и VD2 (рис.2) можно заменить резисторами номиналом 120. .. 160 кОм, а при использовании тиристоров с близкими параметрами схема нормально работает и без этих элементов. Детали R2, VD3 и VD4 можно убрать после испытаний схемы в течение некоторого времени. Отключение пусковой обмотки в период испытаний схемы можно контролировать вольтметром. Необходимо отметить, что приведенные схемы также можно использовать в качестве таймеров для бесконтактного отключения мощных электрических устройств через необходимое время, подобрав соответствующий номинал С1 и тип симистора (тиристоров), например аппаратов точечной сварки, нагревателей для сварки пластиковых труб, кратковременного освещения больших помещений и т.п.

А.Н. Журенков.

Читайте также :
Бесконденсаторный пуск трехфазных электродвигателей от однофазной сети
Pабота трехфазного двигателя в однофазной сети

Схема подключение трехфазного на 220. Запуск трехфазного двигателя от однофазной сети без конденсатора

Одна из причин подключение трехфазного двигателя к однофазной цепи заключается в том, что подача электрической энергии на промышленные объекты и для бытовых нужд кардинально отличается.

Для промышленного производства электротехнические предприятия изготавливают электродвигатели с трехфазной системой питания и для запуска двигателя нужно иметь 3 фазы.

Что делать, если вы приобрели двигатели для промышленного производства, а нужно подключить к домашней розетке? Некоторые умелые специалисты, с помощью нехитрых электрических схем, приспосабливают электромотор к однофазной сети.

Схема подключения обмоток

Чтобы разобраться человеку, впервые столкнувшемуся с подобной проблемой, необходимо знать, как устроен трехфазный двигатель. Если открыть коммутационную крышку, то можно увидеть колодку и присоединенными к клеммам провода, их количество будет равно 6.

Трехфазный электродвигатель имеет три обмотки и соответственно 6 выводов, они имеют начало и конец, и соединяются в электрические конфигурации под названием – «звезда и треугольник».

Это интересно, но большинстве случаев стандартная коммутация формируется в «звезду», так как соединение в «треугольник» ведет за собой потерю мощность, но возрастают обороты двигателя.
Бывает так, что провода находятся в произвольном положении и не подключены к разъемам или вообще нет клеммы. В таком случае необходимо воспользоваться прибором тестером или омметром.

Нужно прозвонить каждый провод и найти пару, это и будут три обмотки двигателя. Далее соединяем в конфигурацию «звезда» следующим образом: начало-конец-начало. Зажимаем три провода под одну клемму. Остаться должно три вывода, вот к ним и будет происходить дальнейшая коммутация.

Важно знать:
в бытовой сети организована однофазная система питания или – «фаза и ноль». Эту конфигурация нужно использовать для подключения двигателя. С начало один провод от электромотора подключаем к любому проводу сети, потом, ко второму концу обмотки подключаем сетевой провод и туда же один конец конденсаторного блока.

Остается свободными последний провод от двигателя и неподключенный контакт набора конденсаторов, их соединяем и схема запуска трехфазного двигателя в однофазную сеть готова. Графически их можно изобразить следующим образом:

• А, В, С — линии 3-х фазной цепи.
• Ф и О – фаза и ноль.
• С – конденсатор.

В промышленном производстве используется 3-х фазная система подачи напряжения. Согласно стандартам ПУЭ все шины сети маркируются буквенными значениями и имеют соответствующий цвет:

А – желтый.

В – зеленый.

С – красный.

Примечательно то, что независимо от расположений фаз, в , шина «В», с зеленым цветом, должна быть всегда посредине. Внимание! Межфазовое напряжение измеряется специальным прибором, прошедшим госпроверку и рабочим, имеющим соответствующую группу допуска. В идеале межфазное напряжение составляет – 380 вольт.

Устройство электродвигателя

Чаще всего нам в руки попадают электромоторы с трехфазной асинхронной схемой работы. Что собой представляет двигатель? Это вал, на котором впрессован короткозамкнутый ротор, на краях которого находятся подшипники скольжения.

Статор изготавливается из трансформаторной стали, с большой магнитной проницаемостью, цилиндрической формы с продольными канавками для укладки провода и поверхностным изолирующим слоем.

По специальной технологии, провода обмоток укладываются в каналы статора и изолируются от корпуса.
Симбиоз статора и ротора и называется – электродвигатель асинхронного типа.

Как рассчитать емкость конденсатора

Чтобы запустить 3-х фазный двигатель от бытовой сети необходимо произвести некоторые манипуляции с конденсаторными блоками. Для запуска электродвигателя без «нагрузки», нужно подобрать емкость конденсатора исходя из формулы 7-10 мФ на 100 Вт мощности двигателя.

Если вы внимательно присмотритесь к боковой части электромотора, то найдете его паспорт, где и указана мощность агрегата. Например: если двигатель имеет мощность 0,5 кВт, то емкость конденсатора должна составлять 35 – 50 мФ.

Надо отметить то, что конденсаторы используются только «постоянные», ни в коем случае «электролитические». Обратите внимание на надписи, которые находятся на боковой части корпуса, они говорят о емкости конденсатора, измеряемые в микрофарадах, и напряжение, на которое они рассчитаны.

Блок пусковых конденсаторов собирается именно по такой формуле. Использования двигателя, как силового агрегата: подсоединить его к водяной помпе или использовать как циркулярную пилу, необходим добавочный блок конденсаторов. Эта конструкция называется – рабочим блокам конденсаторов.

Запускают двигатель и путем последовательного или параллельного подсоединения подбирают емкость конденсатора так, чтобы звук от электромотора исходил самый тихий, но есть более точным метод подборки емкости.

Для выверенного подбора конденсатора необходимо иметь прибор под названием – магазин емкостей. Экспериментируя с разными комбинациями подключения, добиваются одинакового значения напряжения между всеми тремя обмотками. Затем считывают емкость и подбирают нужный конденсатор.

Необходимые материалы

В процессе подключения 3-х фазного двигателя в однофазную сеть понадобятся некоторые материалы и приборы:

• Набор конденсаторов с разными номиналами или «магазин емкостей».
• Электрические провода, типа ПВ-2,5.
• Вольтметр или тестер.
• Переключатель на 3 положения.

Под рукой должны находиться элементарные инструменты: индикатор напряжение, диэлектрические пассатижи, изоляционная лента, крепеж.

Параллельное и последовательное соединение конденсаторов

Конденсатор относится к электронным деталям и при разных комбинациях коммутации, его номинальные значения могут меняться.

Параллельное соединение:

Последовательное соединение:

Следует отметить, что при параллельном соединении конденсаторов емкости будут складываться, но при этом напряжение уменьшится и наоборот последовательный вариант дает увеличение напряжения и уменьшение емкости.

В заключение можно сказать, что безвыходных положений нет, надо только приложить немного старания и результат не заставит себя ждать. Электротехника познавательная и полезная наука.

Как подключить трехфазный двигатель в однофазную сеть, смотрите инструкцию в следующем видео:

Чаще всего к нашим домам, участкам, гаражам подведена однофазная сеть 220 В. Поэтому оборудование и все самоделки делают так, чтобы они работали от этого источника питания. В этой статье рассмотрим, как правильно сделать подключение однофазного двигателя.

Асинхронный или коллекторный: как отличить

Вообще, отличить тип двигателя можно по табличке — шильдику — на которой написаны его данные и тип. Но это только в том случае, если его не ремонтировали. Ведь под кожухом может быть что угодно. Так что если вы не уверены, лучше определить тип самостоятельно.

Как устроены коллекторные движки

Отличить асинхронный и коллекторный двигатели можно по строению. У коллекторных обязательно есть щетки. Они расположены возле коллектора. Еще обязательный атрибут движка этого типа — наличие медного барабана, разделенного на секции.

Такие двигатели выпускаются только однофазные, они часто устанавливаются в бытовой технике, так как позволяют получить большое число оборотов на старте и после разгона. Также они удобны тем, что легко позволяют менять направление вращения — необходимо только поменять полярность. Несложно также организовать изменение скорости вращения — изменением амплитуды питающего напряжения или угла его отсечки. Потому и используются подобные двигатели в большей части бытовой и строительной техники.

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

Второй неприятный момент — наличие щеток и постоянного трения приводит к необходимости регулярного технического обслуживания. Если токосъемник не чистить, загрязнение графитом (от стирающихся щеток) может привести к тому, что соседние секции в барабане соединятся, мотор попросту перестанет работать.

Асинхронные

Асинхронный двигатель имеет статор и ротор, может быть одно и трёхфазным. В данной статье рассматриваем подключение однофазных двигателей, потому речь пойдет только о них.

Асинхронные двигатели отличаются невысоким уровнем шумов при работе, потому устанавливаются в технике, шум работы которой критичен. Это кондиционеры, сплит-системы, холодильники.

Есть два типа однофазных асинхронных двигателей — бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные. Вся разница состоит в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле (в холодильниках). Это необходимо, так как после разгона она только снижает КПД.

В конденсаторных однофазных двигателях конденсаторная обмотка работает все время. Две обмотки — основная и вспомогательная — смещены относительно друг друга на 90°. Благодаря этому можно менять направление вращения. Конденсатор на таких двигателях обычно крепится к корпусу и по этому признаку его несложно опознать.

Более точно определить бифилярный или конденсаторный двигатель перед вами, можно при помощи измерений сопротивления обмоток. Если сопротивление вспомогательной обмотки больше в два раза (разница может быть еще более значительная), скорее всего, это бифилярный двигатель и эта вспомогательная обмотка пусковая, а значит, в схеме должен присутствовать выключатель или пусковое реле. В конденсаторных двигателях обе обмотки постоянно находятся в работе и подключение однофазного двигателя возможно через обычную кнопку, тумблер, автомат.

Схемы подключения однофазных асинхронных двигателей

С пусковой обмоткой

Для подключения двигателя с пусковой обмоткой потребуется кнопка, у которой один из контактов после включения размыкается. Эти размыкающиеся контакты надо будет подключить к пусковой обмотке. В магазинах есть такая кнопка — это ПНВС. У нее средний контакт замыкается на время удержания, а два крайних остаются в замкнутом состоянии.

Внешний вид кнопки ПНВС и состояние контактов после того как кнопка «пуск» отпущена»

Сначала при помощи измерений определяем какая обмотка рабочая, какая — пусковая. Обычно вывод от мотора имеет три или четыре провода.

Рассмотрим вариант с тремя проводами. В этом случае две обмотки уже объединены, то есть один из проводов — общий. Берем тестер, измеряем сопротивление между всеми тремя парами. Рабочая имеет самое меньшее сопротивление, среднее значение — пусковая обмотка, а наибольшее — это общий выход (меряется сопротивление двух последовательно включенных обмоток).

Если выводов четыре, они звонятся попарно. Находите две пары. Та, в которой сопротивление меньше — рабочая, в которой больше — пусковая. После этого соединяем один провод от пусковой и рабочей обмотки, выводим общий провод. Итого остается три провода (как и в первом варианте):

• один с рабочей обмотки — рабочий;
• с пусковой обмотки;
• общий.

Со всеми этими

Все три провода подключаем к кнопке. В ней тоже имеется три контакта. Обязательно пусковой провод «сажаем на средний контакт
(который замыкается только на время пуска), остальные два — на крайн
ие (произвольно).
К крайним входным контактам ПНВС подключаем силовой кабель (от 220 В), средний контакт соединяем перемычкой с рабочим (обратите внимание! не с общим
). Вот и вся схема включения однофазного двигателя с пусковой обмоткой (бифилярного) через кнопку.

Конденсаторный

При подключении однофазного конденсаторного двигателя есть варианты: есть три схемы подключения и все с конденсаторами. Без них мотор гудит, но не запускается (если подключить его по схеме, описанной выше).

Первая схема — с конденсатором в цепи питания пусковой обмотки — хорошо запускаются, но при работе мощность выдают далеко не номинальную, а намного ниже. Схема включения с конденсатором в цепи подключения рабочей обмотки дает обратный эффект: не очень хорошие показатели при пуске, но хорошие рабочие характеристики. Соответственно, первую схему используют в устройствах с тяжелым пуском ( , например), а с рабочим конденсором — если нужны хорошие рабочие характеристики.

Схема с двумя конденсаторами

Есть еще третий вариант подключение однофазного двигателя (асинхронного) — установить оба конденсатора. Получается нечто среднее между описанными выше вариантами. Эта схема и реализуется чаще всего. Она на рисунке выше в середине или на фото ниже более детально. При организации данной схемы тоже нужна кнопка типа ПНВС, которая будет подключать конденсатор только не время старта, пока мотор «разгонится». Потом подключенными останутся две обмотки, причем вспомогательная через конденсатор.

Подключение однофазного двигателя: схема с двумя конденсаторами — рабочим и пусковым

При реализации других схем — с одним конденсатором — понадобится обычная кнопка, автомат или тумблер. Там все соединяется просто.

Подбор конденсаторов

Есть довольно сложная формула, по которой можно высчитать требуемую емкость точно, но вполне можно обойтись рекомендациями, которые выведены на основании многих опытов:

• рабочий конденсатор берут из расчета 70-80 мкФ на 1 кВт мощности двигателя;
• пусковой — в 2-3 раза больше.

Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети 220 вольт берем емкости с рабочим напряжением 330 В и выше. А чтобы пуск проходил проще, для пусковой цепи ищите специальный конденсатор. 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. Это делают поменяв обмотки вспомогательной обмотки. Когда собирали схему, один из проводов подали на кнопку, второй соединили с проводом от рабочей обмотки и вывели общий. Вот тут и надо перекинуть проводники.

Электродвигатель 220В является простым и широко распространенным устройством. Благодаря такому напряжению его часто применяют в бытовых приборах. Однако он не лишен недостатков. О том, какими бывают данные электрические двигатели, об их применении, минусах и путях решения проблем, а также о возможности подключения к сети расскажем в статье.

Однофазные устройства. Описание

Если необходимо подключить универсальный коллекторный двигатель с последовательным возбуждением, обмотку соединяют с коллекторно-щеточным узлом. После нагрузки вала устройством, с которым двигатель будет работать, подается необходимое напряжение.

Обычно коллекторные двигатели на постоянном токе являются низковольтными. Поэтому, чтобы подключить электродвигатель 3000 об. мин 220В, необходимо применить соответствующий блок питания с трансформатором и выпрямителем.

Подключение трехфазного двигателя

В настоящее время уже нередки случаи, когда автолюбители используют электродвигатель. Если его необходимо заменить или отремонтировать, то может возникнуть вопрос о том, как подключить электродвигатель в сеть 220В. Трехфазный двигатель легко можно активировать без вызова специалистов, воспользовавшись нижеприведенными рекомендациями.

В качестве инструментов могут пригодиться отвертка, тепловое реле, изоляционная лента, автомат, и тестер.

Подробная инструкция

Старый мотор снимают и помечают нулевой провод при помощи изоленты. Если его устанавливают заново, то нулевой провод можно легко определить, используя индикатор. На конце его лампочка не загорится.

Новому двигателю добавляют арматуру с магнитным пускателем, а также с автоматом и тепловым реле. Арматуру устанавливают в щитке.

Тепловое реле подключают к пускателю. Выбирая последний, нужно быть уверенным, что он соответствует мощности мотора.

Арматурные выводы входа подключают к клеммам автомата, кроме нулевого провода. Выходные клеммы соединяют с теми же теплового реле. На выходе пускателя подключают кабель, непосредственно идущий на мотор.

При мощности менее одного киловатта автомат можно подсоединить, минуя магнитный пускатель.

Для подключения электромотора снимают крышку. На клеммнике выводы будут соединены в форме треугольника или звезды. Концы кабеля соединяют с колодками. При форме звезды контакты подключают поочередно.

Если же выводы расположены беспорядочно, то используют тестер. Его подсоединяют к концам, отыскивая обмотки. После этого соединяют как при форме звезды, а выводы катушек собирают в точку. Остальные концы подключают кабель.

Двигатель прикрывают крышкой и проверяют работу механизма. Если вал вращается не в том направлении, в котором нужно, любые провода на вводе просто меняют местами.

Бытовые электродвигатели — это двигатели однофазные, по ошибке их часто называют («двухфазные двигатели») т.к. они применятся в сети с напряжением 220В. В связи с этим двигатели однофазные называют электродвигатель 220 или двигатель 220в. Электродвигатели серии АИРЕ (двигатели однофазные — «бытовые электродвигатели») асинхронные однофазные с короткозамкнутым ротором конденсаторные предназначены для работы от сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц. Допускается работа от сети напряжением 230 В частотой 50 Гц и 220, 230 В частотой 60 Гц. Двигатели однофазные выполнены с двухфазной обмоткой на статоре («двухфазные двигатели»). Для уменьшения влияния температуры окружающей среды на емкость конденсаторов их следует размещать в местах, наименее подверженных колебаниям температуры. В процессе эксплуатации двигателя рекомендуется периодически контролировать величину емкости конденсатора.

Условия эксплуатации

• Напряжение и частота: 220 В при частоте 50 Гц.
• Вид климатического исполнения: У2, У3, У5, УХЛ,2, Т2.
• Режим работы: S1.
• Степень защиты базового варианта: IP 54.
• Степень охлаждения — IC 041.
• Класс нагревостойкости изоляции: электродвигатели изготавливаются с изоляцией класса нагревостойкости «В» или «F» по ГОСТ 8865-93.
• Номинальные значения климатических факторов по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.
• Запыленность воздуха не более 2 мг/м3.
• Группа механического исполнения М1 по ГОСТ 17516.1-90.
• Воздействие вибрационных нагрузок для двигателей, соответствующих 1 степени жесткости по ГОСТ 17516.1-90.

Область применения однофазных двигателей

Однофазный асинхронный двигатель предназначен для привода механизмов. В частности насосов, вентиляции и для другово бытового оборудования. Электродвигатели с питанием напряжения 220в комплектуются как одним, так и двумя конденсаторами (рабочий и пусковой). Электродвигатели серии АИРЕ, АИРМУТ, АИРУТ, АДМЕ, АИСЕ, АИС2Е (однофазные с двумя конденсаторам) последние подходят для использования на оборудовании требующей большой пусковой момент: деревообрабатывающих станков, транспортеров, компрессоров, подъемников и др., применяется для привода средств малой механизации: кормоизмельчителей, бетоносмесителей и др. Электропитание осуществляется от сети переменного тока напряжением 220В. Как правило, двигатели поставляются заводами-изготовителями укомплектованными конденсаторами (потребителю остается только подключить двигатель к однофазной сети согласно схеме подключения). Монтажные исполнения однофазных двигателей и их габаритно-присоединительные размеры соответствуют общепромышленным двигателям серии АИР(АИРМ, 5А, АДМ и пр.) Расшифровка обозначения: АИРЕ, АИРМУТ, АИСЕ — однофазный электродвигатель с двухфазной обмоткой и рабочим конденсатором. АИР3Е, АИР3УТ — однофазный электродвигатель с трехфазной обмоткой и рабочим конденсатором.

Пример условного обозначения электродвигателя аире:

АИРE 100S4 У3 IМ1081

• АИРЕ
  —
  • А
    асинхронный,
  • И
    унифицированная серия (Интерэлектро)
  • Р
    привязка мощностей к установочным размерам (Р по ГОСТ, С -по (CENELEK, DIN)
  • Е
    однофазный двигатель
• 100
  -габарит двигателя(высота между центром вала и основанием)
• S
  — установочный размер по длине станины
• 4
  — число полюсов
• У3
  -климатическое исполнение и категория размещения
• IМ1081
  — исполнения на лапах

Конструктивные исполнения по способу монтажа:

• IM1081 (лапы)
• IM2081 (лапы+фланец)
• IM3081 (фланец)

Конструктивные исполнения по способу монтажа: IM1081

Конструктивное исполнение по способу монтажа: IM1081 — на лапах с одним цилиндрическим концом вала.

IM1081

Конструктивные исполнения по способу монтажа: IM2081

Конструктивное исполнение по способу монтажа: IM2081 — на лапах с одним цилиндрическим концом вала.

Габаритные, установочные и присоединительные размеры
IM2081

Необходимость использования трехфазного асинхронного электродвигателя самостоятельно чаще всего возникает, когда устанавливается или проектируется самодельное оборудование. Обычно на дачах или в гараже мастера хотят использовать самодельные наждачные станки, бетономешалки, приборы по заточке и обрезке изделий.

Использование трехфазного асинхронного электродвигателя самостоятельно

Тут и возникает вопрос: как подключить электродвигатель, рассчитанный на 380, к сети в 220 Вольт. Кроме того, важно как подключить электродвигатель в сеть, так и обеспечить необходимый показатель коэффициента полезного действия (КПД), сохранить эффективность и работоспособность агрегата.

Особенности устройства двигателя

На каждом двигателе есть пластина или шильдик, где указаны технические данные и схема скрутки обмоток. Символ Y обозначает соединение звездой, а ∆ – треугольником. Помимо этого, на пластине обозначено напряжение сети, для которого предназначен электродвигатель. Разводка для подсоединения к сети находится на клеммнике, куда выводят провода обмотки.

Для обозначения начала и конца обмотки используют буквы С или U, V, W. Первое обозначение было в практике раньше, а английские буквы стали применять после введения ГОСТа.

Не всегда использовать для работы двигатель, предназначенный для трехфазной сети, представляется возможным. Если на клеммник выведено 3 вывода, а не 6 как обычно, то подключение возможно только с напряжением, которое указано в инженерных характеристиках. В этих агрегатах соединение треугольником или звездой уже сделано внутри самого прибора. Поэтому использовать электродвигатель на 380 Вольт с 3 выводами для однофазной системы невозможно.

Можно частично разобрать двигатель и переделать 3 вывода на 6, но это сделать не так просто.

Существует разные схемы того, как лучше подключать приборы с параметрами в 380 Вольт в однофазную сеть. Чтобы использовать трехфазный электродвигатель в сети 220 Вольт, проще воспользоваться одним из 2 способов подключения: «звезда» или «треугольник». Хотя можно осуществить запуск трехфазного двигателя с 220 без конденсаторов. Рассмотрим все варианты.

На рисунке показано, как выполняется этот тип подключения. В работе электродвигателя следует дополнительно воспользоваться фазосдвигающими конденсаторами, которые ещё называют пусковыми (Спуск. ) и рабочими (Сраб.).

Тип подключения “Звезда”

При подключении звездой все три конца обмотки соединяются. Для этого используют специальную перемычку. Питание подается на клеммы с начала обмоток. При этом начало обмотки С1(U1) через параллельно подключенные конденсаторы поступает на начало обмотки С3(U3). Далее этот конец и С2(U2) надо подключить к сети.

В этом виде подключения, как и в первом примере, используются конденсаторы. Для того чтобы подключить по этой схеме скрутки потребуются 3 перемычки. Они будут соединять начало и конец обмотки. Выводы, идущие с начала обмотки С6С1 через такую же параллельную схему, как и в случае с подключением «звезда», соединяются с выводом, идущим от С3С5. Затем полученный конец и вывод С2С4 следует подключить к сети.

Тип подключения “Треугольник”

Если на шильдике указаны показатели 380/220ВВ, то подключение в сеть возможно только по «треугольнику».

Как подсчитать емкость

Для рабочего конденсатора применяется формула:

Сраб. =2780хI/U, где
U – номинальное напряжение,
I – ток.

Существует и другая формула:

Сраб.= 66хР, где Р – это мощность трехфазного электродвигателя.

Получается, что 7мкФ емкости конденсатора рассчитаны на 100Вт его мощности.

Значение для емкости пускового устройства должно быть на 2,5-3 порядка больше рабочего. Такое расхождение показателей по емкости у конденсаторов требуется, потому что пусковой элемент включается при работе трехфазного двигателя на непродолжительное время. К тому же при включении высшая нагрузка на него значительно больше, оставлять в рабочем положении это устройство на более длительный период не стоит, иначе из-за перекоса тока по фазам через некоторое время электродвигатель начнет перегреваться.

Если вы используете для работы электродвигатель, мощность которого меньше 1кВт, то пусковой элемент не потребуется.

Иногда емкости одного конденсатора для начала работы не хватает, тогда схема подбирается из нескольких разных элементов, соединенных последовательно. Общую емкость при параллельном соединении можно рассчитать по формуле:

Cобщ=C1+C1+…+Сn.

На схеме подобное подключение выглядит следующим образом:

О том, насколько правильно подобраны емкости конденсаторов, можно будет понять только в процессе использования. Из-за этого схема из нескольких элементов более оправдана, ведь при большей емкости двигатель будет перегреваться, а при меньшей – выходная мощность не достигнет нужного уровня. Подбор емкости лучше начать с минимального ее значения и постепенно доводить до оптимального. При этом можно замерить ток с помощью токоизмерительных щипцов, тогда подобрать оптимальный вариант станет проще. Подобный замер делают в рабочем режиме трехфазного электродвигателя.

Какие выбрать конденсаторы

Для подключения электродвигателя чаще всего используют бумажные конденсаторы (МБГО, КБП или МПГО), но все они обладают небольшими емкостными характеристиками и достаточной громоздкостью. Другой вариант – подобрать электролитические модели, хотя здесь придется дополнительно подключить в сеть диоды и резисторы. К тому же при пробое диода, а это случается довольно часто, через конденсатор начнет поступать переменный ток, что может привести к взрыву.

Кроме емкости, стоит обратить внимание на рабочее напряжение в домашней сети. При этом следует подбирать модели с техническими показателями не меньше 300Вт. Для бумажных конденсаторов подсчет рабочего напряжения для сети немного другой, и рабочее напряжение у данного типа устройств должно быть выше 330-440ВВ.

Пример подключения в сеть

Посмотрим, как это подключение рассчитывается на примере двигателя со следующими характеристиками на шильдике.

Характеристики двигателя

Итак, возьмем трехфазный асинхронный двигатель со схемой соединения для сети в 220 Вольт «треугольником» и «звездой» для 380 Вольт.

В данном случае мощность взятого для примера электродвигателя составляет 0,25 kW, что значительно меньше 1 kW, пусковой конденсатор не потребуется, а общая схема будет выглядеть следующим образом.

Для подключения в сеть необходимо найти емкость рабочего конденсатора. Для этого стоит подставить значения в формулу:
Сраб.= 2780 2А/220В=25 мкФ.

Рабочее напряжение устройства выбирается выше показателя в 300 Вольт. Исходя из этих данных, сортируют соответствующие модели. Некоторые варианты можно найти в таблице:

Зависимость емкости и напряжения от типа конденсатора

Подключение тиристорным ключом

Трехфазный электродвигатель, предназначенный для 380 Вольт, используют для однофазного напряжения, применяя тиристорный ключ. Для того чтобы запустить агрегат в таком режиме, потребуется вот эта схема:

Схема трехфазного электродвигателя для однофазного напряжения

В работе использованы:

• транзисторы из серии VT1, VT2;
• резисторы МЛТ;
• кремниевые диффузионные диоды Д231
• тиристоры серии КУ 202.

Все элементы рассчитаны на напряжение 300 Вольт и ток 10А.
Собирается тиристорный ключ, как и другие микросхемы, на плате.

Сделать такое устройство под силу всем, кто имеет начальные познания в создании микросхем. При мощности электродвигателя меньше 0,6-0,7kW при подключении в сеть нагрева тиристорного ключа не наблюдается, поэтому дополнительное охлаждение не потребуется.

Подобное подключение может показаться слишком сложным, но все зависит от того, какие у вас есть элементы, чтобы переделать двигатель из 380Вт в однофазный. Как видно, использовать трехфазный двигатель для 380 через однофазную сеть не так сложно, как это кажется на первый взгляд.

Подключение. Видео

Видео рассказывает о безопасном подключении наждака к сети 220 В и делится советами, что для этого нужно.

Способы пуска асинхронного трехфазного двигателя от однофазной сети ~ Электропривод

Как запускать трехфазный асинхронный двигатель от однофазной сети?

Самый простой способ запуска трехфазного двигателя в качестве однофазного, основывается на подключении его третьей обмотки через фазосдвигающее устройство. В качестве такого устройство может выступать активное сопротивление, индуктивность или конденсатор.

Прежде, чем подключать трехфазный двигатель в однофазную сеть, необходимо убедиться, что номинальное напряжение его обмоток соответствуют номинальному напряжению сети. Асинхронный трехфазный двигатель имеет три статорных обмотки. Соответственно в клемной коробке должно быть выведено 6 клемм для подключения питания. Если открыть клеммную коробку, то мы увидим борно двигателя. На борно, выведены 3 обмотки двигателя. Их концы подключены к клеммам. На эти клеммы и подключается питание двигателя.

Каждая обмотка имеет начало и конец. Начала обмоток маркируют как С1, С2, С3. Концы обмоток промаркированы соответственно С4, С5, С6. На крышке клемной коробки мы увидим схему включения двигателя в сеть при разных напряжениях питания. Согласно этой схемы мы и должны подключить обмотки. Т..е. если двигатель допускает использование напряжений 380/220, то для его подключения к однофазной сети 220В, необходимо переключить обмотки в схему «треугольник».

Если же его схема подключения допускает 220/127 В, то к однофазной сети 220 В, его необходимо подключать по схеме «звезда», как показано на рисунке.

Схема с пусковым активным сопротивлением

На рисунке показана схемы однофазного включения трехфазного двигателя с пусковым активным сопротивлением. Такая схема используется только в двигателях малой мощности, так как в резисторе теряетя большое количество энергии в виде тепла.

Схемы конденсаторного пуска асинхронного двигателя

Наибольшее распространение получили схемы с конденсаторами. Для изменения направления вращения двигателя необходимо применять переключатель. В идеале для нормальной работы такого двигателя необходимо, чтобы емкость конденсатора изменялась в зависимости от числа оборотов. Но такое условие выполнить довольно трудно, поэтому обычно применяют схему двухступенчатого управления асинхронным электродвигателем. Для работы механизма, приводимого в движение таким двигателем, используют два конденсатора. Один подключается только при запуске, а после окончания пуска его отключают и оставляют только один конденсатор. При этом происходит заметное снижение его полезной мощности на валу до 50…60% от номинальной мощности при включении в трехфазную сеть. Такой пуск двигателя получил название конденсаторного пуска.

При применении пусковых конденсаторов имеется возможность увеличить пусковой момент до величины Мп/Мн=1,6-2. Однако, при этом значительно увеличивается емкость пускового конденсатора, из за чего вырастают его размеры и стоимость всего фазосдвигающего устройства. Для достижения максимального пускового момента, величину емкости необходимо выбирать из соотношения, Xc=Zk, т. е. емкостное сопротивление равно сопротивлению короткого замыкания одной фазы статора. По причине высокой стоимости и габаритов всего фазосдвигающего устройства конденсаторный пуск применяется лишь при необходимости большого пускового момента. В конце пускового периода пусковой обмотки необходимо отключить, в противном случае пусковая обмотка перегреется и сгорит. В качестве пускового устройства можно применять индуктивность— дроссель.

Пуск трехфазного асинхронного двигателя от однофазной сети, через частотный преобразователь

Для пуска и управления трехфазным асинхронным двигателем от однофазной сети, можно применять преобразователь частоты с питанием от однофазной сети. Структурная схема такого преобразователя представлена на рисунке. Пуск трехфазного асинхронного двигателя от однофазной сети с помощью преобразователя частоты является одним из самых перспективных. Поэтому именно он наиболее часто используется в новых разработках систем управления регулируемыми электроприводами. Принцип его лежит в том, что, меняя частоту и напряжение питания двигателя, можно в соответствии с формулой, изменять его частоту вращения.

Сам преобразователь состоит состоят из двух модулей, которые обычно заключены в один корпус:
— модуль управления, который управляет функционированием устройства;
— силовой модуль, который питает двигатель электроэнергией.

Применение преобразователя частоты для пуска трехфазного асинхронного двигателя. позволяет значительно снизить пусковой ток, так как электродвигатель имеет жесткую зависимость между током и вращающим моментом. Причем значения пускового тока и момента можно регулировать в достаточно больших пределах. Кроме того с помощью частотного преобразователя можно регулировать обороты двигателя и самого механизма, уменьшая при этом значительную часть потерь в механизме.

Недостатки применения частотного преобразователя для пуска трехфазного асинхронного двигателя от однофазной сети: достаточно высокая стоимость самого преобразователя и периферийных устройств к нему. Появление несинусоидальных помех в сети и снижение показателей качества сети.

Однофазный электродвигатель: принцип работы, особенности, преимущества и недостатки

Теоретические основы работы асинхронных электродвигателей были опубликованы в далеком 1888 году. Это событие стало началом эры массового внедрения агрегатов в промышленность. Однофазный электродвигатель переменного тока только отчасти может так назваться, поскольку фаз все же две, но из-за того, что рабочей является только одна обмотка, он именуется однофазным. Разберемся, каков его принцип работы и преимущества.

Особенности однофазных электродвигателей

Для работы однофазных асинхронных электродвигателей требуется лишь одна фаза питания. Они используются как в быту, так и промышленности.

Однофазный двигатель состоит из следующих основных компонентов:

• ротора, являющегося вращающийся частью;
• статора — неподвижной части.

Обмотка статора состоит из двух частей: основной и вспомогательной обмотки. Вспомогательная расположена перпендикулярно основной, к ней подключен конденсатор.

Принцип действия однофазного двигателя

Основная и вспомогательная обмотка имеют всего по одному контуру. Переменный ток, проходящий через основную обмотку, будет создавать переменное магнитное поле.

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя прост — ротор, имеющий начальное вращение, помещается внутрь этого магнитного поля и продолжает вращаться в том же направлении. Причина данного физического явления в том, что переменное магнитное поле эквивалентно сумме двух противоположно вращающихся магнитных полей. Этот принцип работы называется теорией двойного вращающегося поля.

Магнитное поле является переменным, поэтому электромагнитная индукция вызывает электрический ток в стержнях ротора. Это создает силу в соответствии с законом Лоренца и ротор начинает вращаться. Но в конструкции однофазного асинхронного электродвигателя два вращающихся магнитных поля и производимые ими вращающие моменты будут равны и противоположны.

Суммарным эффектом будет нулевой вращающий момент на роторе, поэтому ротор не запустится, а просто будет издавать гул. Рассмотрение принципа работы было без неполным без описания обмотки и конденсатора, именно они придают ротору первоначальное вращение.

Обмотка также производит два противоположно вращающихся магнитных поля, одно из них подавляет магнитное поле основной обмотки, а другое его усиливает в результате образуется одно поле, вращающееся с определенной скоростью. Такое поле придает пусковой момент ротору, то есть производит самостоятельный запуск электродвигателя переменного тока. После того как ротор достигнет определенной скорости, даже если вспомогательный контур будет отключен, он продолжит вращаться.

Преимущества и недостатки однофазного асинхронного двигателя

Все преимущества асинхронного электродвигателя переменного тока следуют из его конструкции и принципа работы.  

Если сравнивать данный вид двигателя с остальными активно используемыми в промышленности и быту агрегатами, становится понятно, что его конструкция максимально проста. Это положительно сказывается не только на обслуживании, но и на изначальной стоимости узла. Асинхронному электродвигателю принадлежит пальма первенства в сочетании цены и производительности, особенно, если речь идет о бытовой эксплуатации.

Профилактические работы при обслуживании однофазного двигателя переменного тока сводятся к очистке от пыли и подтяжке контактов подключения. При условии корректной, бережной транспортировки, правильной установки, эксплуатации с учетом нагрузок и мощности агрегата, первую замену системы подшипников можно производить только спустя 15-20 лет.

Из принципа работы агрегата вытекают и его недостатки, которые в некоторых случаях выступают ограничителями в использовании двигателя для тех или иных задач. 

Частота сети и количество полюсов обмотки определяют скорость вращения двигателя. Это будет ограничением, если рабочий процесс требует изменения скорости. Решить проблему в некоторой степени можно использованием многоскоростных асинхронных двигателей, принцип работы которых дает возможность переключать обмотки.

Асинхронные электродвигатели переменного тока практически не используются во влажных и сырых помещениях. Из-за особенностей конструкции они не выпускаются на напряжение менее 220 В. Единственное решение, нивелирующее данный недостаток — установка пневматических и гидравлических приводов.

Часто перегрев двигателя переменного тока происходит даже при минимальном отклонении напряжения питания. Понижение значения неизбежно ведет к снижению частоты вращения.

Наш интернет-магазин в своем каталоге собрал различные модели, у нас можно выгодно купить однофазные электродвигатели в Украине от производителя, в том числе представлены популярные агрегаты АИ1Е 1500 об/мин и АИ1Е 80 C2У2Л 3000 об/мин.

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети без потери мощности

Как известно, при включении трёхфазного асинхронного двигателя в однофазную сеть, по распространенным конденсаторным схемам: «треугольник», или «звезда», мощность двигателя используется только наполовину (в зависимости от применяемого двигателя).

Кроме того, затруднён запуск двигателя под нагрузкой.

В предлагаемой статье описан метод подключения двигателя без потери мощности.

В различных любительских электромеханических станках и приспособлениях чаще всего используются трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. К сожалению, трехфазная сеть в быту — явление крайне редкое, поэтому для их питания от обычной электрической сети любители применяют фазосдвигающий конденсатор, что не позволяет в полном объеме реализовать мощность и пусковые характеристики двигателя. Существующие же тринисторные «фазосдвигающие» устройства еще в большей степени снижают мощность на валу двигателей.

Вариант схемы устройства запуска трехфазного электродвигателя без потери мощности приведен на рис. 1.

Обмотки двигателя 220/380 В соединены треугольником, а конденсатор С1 включен, как обычно, параллельно одной из них. Конденсатору «помогает» дроссель L1, включенный параллельно другой обмотке. При определенном соотношении емкости конденсатора С1, индуктивности дросселя L1 и мощности нагрузки можно получить сдвиг фаз между напряжениями на трех ветвях нагрузки, равный точно 120°.

На рис. 2 приведена векторная диаграмма напряжений для устройства, представленного на рис. 1, при чисто активной нагрузке R в каждой ветви. Линейный ток Iл в векторном виде равен разности токов Iз и Ia, а по абсолютному значению соответствует величине Iф√3, где Iф=I1=I2=I3=Uл/R — фазный ток нагрузки, Uл=U1=U2=U3=220 В — линейное напряжение сети.

К конденсатору С1 приложено напряжение Uc1=U2, ток через него равен Ic1 и по фазе опережает напряжение на 90°.

Аналогично к дросселю L1 приложено напряжение UL1=U3, ток через него IL1 отстает от напряжения на 90°.

При равенстве абсолютных величин токов Ic1 и IL1 их векторная разность при правильном выборе емкости и индуктивности может быть равной Iл.

Сдвиг фаз между токами Ic1 и IL1 составляет 60°, поэтому треугольник из векторов Iл, Iс1 и IL1 — равносторонний, а их абсолютная величина составляет Iс1=IL1=Iл=Iф√3. В свою очередь, фазный ток нагрузки Iф=Р/ЗUL, где Р — суммарная мощность нагрузки.

Иными словами, если емкость конденсатора С1 и индуктивность дросселя L1 выбрать такими, чтобы при поступлении на них напряжения 220 В ток через них был бы равен Ic1=IL1=P/(√3⋅Uл)=P/380, показанная на рис. 1 цепь L1C1 обеспечит на нагрузке трехфазное напряжение с точным соблюдением сдвига фаз.

Таблица 1

P, Вт	IC1=IL1, A	C1, мкФ	L1, Гн
100	0.26	3.8	2.66
200	0.53	7.6	1.33
300	0.79	11.4	0.89
400	1.05	15.2	0.67
500	1.32	19.0	0.53
600	1.58	22.9	0.44
700	1. 84	26.7	0.38
800	2.11	30.5	0.33
900	2.37	34.3	0.30
1000	2.63	38.1	0.27
1100	2.89	41.9	0.24
1200	3.16	45.7	0.22
1300	3.42	49.5	0.20
1400	3.68	53.3	0.19
1500	3.95	57.1	0.18

В табл. 1 приведены значения тока Ic1=IL1. емкости конденсатора С1 и индуктивности дросселя L1 для различных величин полной мощности чисто активной нагрузки.

Реальная нагрузка в виде электродвигателя имеет значительную индуктивную составляющую. В результате линейный ток отстает по фазе от тока активной нагрузки на некоторый угол ф порядка 20. ..40°.

На шильдиках электродвигателей обычно указывают не угол, а его косинус — широко известный cosφ, равный отношению активной составляющей линейного тока к его полному значению.

Индуктивную составляющую тока, протекающего через нагрузку устройства, показанного на рис. 1, можно представить в виде токов, проходящих через некоторые катушки индуктивности Lн, подключенные параллельно активным сопротивлениям нагрузки (рис. 3,а), или, что эквивалентно, параллельно С1, L1 и сетевым проводам.

Из рис. 3,б видно, что поскольку ток через индуктивность противофазен току через емкость, катушки индуктивности LH уменьшают ток через емкостную ветвь фазосдвигающей цепи и увеличивают через индуктивную. Поэтому для сохранения фазы напряжения на выходе фазосдвигающей цепи ток через конденсатор С1 необходимо увеличить и через катушку уменьшить

Векторная диаграмма для нагрузки с индуктивной составляющей усложняется. Ее фрагмент, позволяющий произвести необходимые расчеты, приведен на рис. 4.

Полный линейный ток Iл разложен здесь на две составляющие: активную Iлcosφ и реактивную Iлsinφ.

В результате решения системы уравнений для определения необходимых значений токов через конденсатор С1 и катушку L1:

IC1sin30° + IL1sin30° = Iлcosφ, IC1cos30° — IL1cos30° = Iлsinφ,

получаем следующие значения этих токов:

IC1 = 2/√3⋅Iлsin(φ+60°), IL1 = 2/√3⋅Iлcos(φ+30°).

При чисто активной нагрузке (φ=0) формулы дают ранее полученный результат Ic1=IL1=Iл.

На рис. 5 приведены зависимости отношений токов Ic1 и IL1 к Iл от cosφ, рассчитанные по этим формулам Для (cosφ = √3/2 = 0,87) ток конденсатора С1 максимален и равен 2/√3Iл = 1.15Iл, а ток дросселя L1 вдвое меньше.

Этими же соотношениями с хорошей степенью точности можно пользоваться для типовых значений cosφ, равных 0,85…0,9.

Таблица 2

P, Вт	IC1, A	IL1, A	C1, мкФ	L1, Гн
100	0. 35	0.18	5.1	3.99
200	0.70	0.35	10.2	2.00
300	1.05	0.53	15.2	1.33
400	1.40	0.70	20.3	1.00
500	1.75	0.88	25.4	0.80
600	2.11	1.05	30.5	0.67
700	2.46	1.23	35.6	0.57
800	2.81	1.40	40.6	0.50
900	3.16	1.58	45.7	0.44
1000	3.51	1.75	50.8	0.40
1100	3.86	1.93	55.9	0.36
1200	4. 21	2.11	61.0	0.33
1300	4.56	2.28	66.0	0.31
1400	4.91	2.46	71.1	0.29
1500	5.26	2.63	76.2	0.27

В табл. 2 приведены значения токов IC1, IL1, протекающих через конденсатор С1 и дроссель L1 при различных величинах полной мощности нагрузки, имеющей указанное выше значение cosφ = √3/2.

Для такой фазосдвигающей цепи используют конденсаторы МБГО, МБГП, МБГТ, К42-4 на рабочее напряжение не менее 600 В или МБГЧ, К42-19 на напряжение не менее 250 В.

Дроссель проще всего изготовить из трансформатора питания стержневой конструкции от старого лампового телевизора. Ток холостого хода первичной обмотки такого трансформатора при напряжении 220 В обычно не превышает 100 мА и имеет нелинейную зависимость от приложенного напряжения.

Если же в магнитопровод ввести зазор порядка 0,2…1 мм, ток существенно возрастет, а зависимость его от напряжения станет линейной.

Сетевые обмотки трансформаторов ТС могут быть соединены так, что номинальное напряжение на них составит 220 В (перемычка между выводами 2 и 2′), 237 В (перемычка между выводами 2 и 3′) или 254 В (перемычка между выводами 3 и 3′). Сетевое напряжение чаще всего подают на выводы 1 и 1′. В зависимости от вида соединения меняются индуктивность и ток обмотки.

В табл. 3 приведены значения тока в первичной обмотке трансформатора ТС-200-2 при подаче на нее напряжения 220 В при различных зазорах в магнитопроводе и разном включении секций обмоток.

Сопоставление данных табл. 3 и 2 позволяет сделать вывод, что указанный трансформатор можно установить в фазосдвигающую цепь двигателя с мощностью примерно от 300 до 800 Вт и, подбирая зазор и схему включения обмоток, получить необходимую величину тока.

Индуктивность изменяется также в зависимости от синфазного или противофазного соединения сетевой и низковольтных (например, накальных) обмоток трансформатора.

Максимальный ток может несколько превышать номинальный ток в рабочем режиме. В этом случае для облегчения теплового режима целесообразно снять с трансформатора все вторичные обмотки, часть низковольтных обмоток можно использовать для питания цепей автоматики устройства, в котором работает электродвигатель.

Таблица 3

В табл. 4 приведены номинальные величины токов первичных обмоток трансформаторов различных телевизоров и ориентировочные значения мощности двигателя, с которыми их целесообразно использовать фазосдвигающую LC-цепь следует рассчитывать для максимально возможной нагрузки электродвигателя.

Таблица 4

При меньшей нагрузке необходимый сдвиг фаз уже не будет выдерживаться, но пусковые характеристики по сравнению с использованием одного конденсатора улучшатся.

Экспериментальная проверка проводилась как с чисто активной нагрузкой, так и с электродвигателем.

Функции активной нагрузки выполняли по две параллельно соединенных лампы накаливания мощностью 60 и 75 Вт, включенные в каждую нагрузочную цепь устройства (см рис. 1), что соответствовало общей мощности 400 Вт В соответствии с табл. 1 емкость конденсатора С1 составляла 15 мкф Зазор в магнитопроводе трансформатора ТС-200-2 (0,5 мм) и схема соединения обмоток (на 237 В) были выбраны из соображений обеспечения необходимого тока 1,05 А.

Измеренные на нагрузочных цепях напряжения U1, U2, U3 отличались друг от друга на 2…3 В, что подтверждало высокую симметрию трехфазного напряжения.

Эксперименты проводились также с трехфазным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором АОЛ22-43Ф мощностью 400 Вт. Он работал с конденсатором С1 емкостью 20 мкф (кстати, такой же, как и при работе двигателя только с одним фазосдвигающим конденсатором) и с трансформатором, зазор и соединение обмоток которого выбраны из условия получения тока 0,7 А.

В результате удалось быстро запустить двигатель без пускового конденсатора и заметно увеличить крутящий момент, ощущаемый при торможении шкива на валу двигателя.

К сожалению, провести более объективную проверку затруднительно, поскольку в любительских условиях практически невозможно обеспечить нормированную механическую нагрузку на двигатель.

Следует помнить, что фазосдвигающая цепь — это последовательный колебательный контур, настроенный на частоту 50 Гц (для варианта чисто активной нагрузки), и без нагрузки подключать к сети эту цепь нельзя.

Как подключить однофазный двигатель

Чаще всего к нашим домам, участкам, гаражам подведена однофазная сеть 220 В. Потому оборудование и все самоделки делают так, чтобы они работали от этого источника питания. В данной статье рассмотрим, как правлильно сделать подключение однофазного двигателя. 

Блок: 1/3 | Кол-во символов: 275
Источник: https://stroychik.ru/elektrika/podklyuchenie-odnofaznogo-dvigatelya

Общие понятия

Асинхронный двигатель 220 вольт, однофазный, требует питания переменным электрическим током, сеть для подключения такого агрегата должна быть однофазной. Однофазные двигатели 220 в работают при напряжении в сети 220 вольт, частоте 50 герц. Эти электрические величины поддерживаются во всех бытовых электрических сетях, в домах, квартирах, дачах, коттеджах, по всей территории России, а в США напряжение в бытовой электрической сети составляет 110 вольт. На производстве же в нашей стране сетевое напряжение имеется однофазное, трёхфазное, и другие виды электрических сетей.

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 588
Источник: https://obrabotkametalla.info/elektrik/odnofaznye-elektrodvigateli-220v

Переподключение с 380 вольт на 220

Очень важно понимать, как подключается трехфазный электродвигатель к сети 220в. Чтобы трехфазный двигатель подключить к 220в, заметим, что у него есть шесть выводов, что соответствует трем обмоткам. При помощи тестера провода прозванивают, чтобы найти катушки. Их концы соединяем по два – получается соединение «треугольник» (и три конца).

Для начала, два конца сетевого провода (220 в) подключаем к любым двум концам нашего «треугольника». Оставшийся конец (оставшаяся пара скрученных проводов катушки) подсоединяется к концу конденсатора, а оставшийся провод конденсатора также соединяется с одним из концов сетевого провода и катушек.

От того, выберем мы один или другой, будет зависеть в какую сторону начнет вращаться двигатель. Проделав все указанные действия, запускаем двигатель, подав на него 220 в.

Электромотор должен заработать. Если этого не произошло, или он не вышел на требуемую мощность, необходимо вернуться на первый этап, чтобы поменять местами провода, т.е. переподключить обмотки.

Если при включении, мотор гудит, но не крутиться, требуется дополнительно установить (через кнопку) конденсатор. Он будет в момент пуска давать двигателю толчок, заставляя крутиться.

Видео:

Видео: Как подключить электродвигатель с 380 на 220

Прозванивание, т. е. измерение сопротивления, проводится тестером. Если такой отсутствует, воспользоваться можно батарейкой и обычной лампой для фонарика: в цепь, последовательно с лампой, подсоединяют определяемые провода. Если концы одной обмотки найдены – лампа загорается.

Труднее гораздо найти определить начало и концы обмоток. Без вольтметра со стрелкой не обойтись.

Подсоединить потребуется к обмотке батарейку, а к другой — вольтметр.

Разрывая контакт провода с батарейкой, наблюдают, отклоняется ли стрелка и в какую сторону. Те же действия проводят с оставшимися обмотками, изменяя, если нужно, полярность. Добиваются чтобы отклонялась стрелка в ту же сторону, что при первом измерении.

Блок: 2/7 | Кол-во символов: 1985
Источник: https://motocarrello.ru/jelektrotehnologii/1502-shemy-podkljuchenija-trehfaznogo-jelektrodvigatelja.html

Применение однофазных моторов

Такой тип моторов применяют для работы устройств с малой мощностью.

1. Бытовая техника.
2. Вентиляторы небольшого размера.
3. Электронасосы.
4. Станки, предназначенные для обработки сырья.

Заводы производят электродвигатели однофазные 220 В малой мощности различных моделей, с разным числом оборотов и мощностью. Стоит отметить, что однофазные моторы уступают трёхфазным в нескольких параметрах.

1. Эти моторы имеют меньшие значения КПД.
2. Пускового момента.
3. Мощности.
4. Способность выдерживать перегрузку у трёхфазных электромоторов выше, чем у однофазных.

Эти параметры меньше при условии, когда трёхфазные моторы имеют такой же размер.

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 650
Источник: https://obrabotkametalla.info/elektrik/odnofaznye-elektrodvigateli-220v

Схема звезда-треугольник

В отечественных моторах часто «звезда» собрана уже, а треугольник требуется реализовать, т.е. подключить три фазы, а из оставшихся шести концов обмотки собрать звезду. Ниже дан чертеж, чтобы разобраться было легче.

Главным плюсом соединения трехфазной цепи звездой считают то, что мотор вырабатывает наибольшую мощность.

Тем не менее, подобное соединение «любят» любители, но не часто применяют на производствах, поскольку схема подключения сложная.

Чтобы она работала необходимо три пускателя:

К первому из них –К1 с одной стороны подключается обмотка статора, с другой – ток. Оставшиеся концы статора соединяют с пускателями К2 и К3, а затем для получения «треугольника» к фазам подключаются и обмотка с К2.

Подключив в фазу К3, незначительно укорачивают оставшиеся концы для получения схемы «звезда».

Важно: недопустимо одновременно включать К3 и К2, чтобы не произошло короткое замыкание, которое может приводить к отключению автомата мотора электрического. Во избежание этого, применяют электроблокировку. Работает это так: при включении одного из пускателей, другой отключается, т. е. его контакты размыкаются.

Блок: 3/7 | Кол-во символов: 1147
Источник: https://motocarrello.ru/jelektrotehnologii/1502-shemy-podkljuchenija-trehfaznogo-jelektrodvigatelja.html

Включение трехфазного двигателя в однофазную сеть

Ротор, подключенного к трехфазной цепи трехфазного двигателя, вращается благодаря магнитному полю, создаваемом током, идущим в разное время по разным обмоткам. Но, при подключении такого двигателя к цепи однофазной, не возникает вращающий момент, который мог бы вращать ротор. Наиболее простым способом подключения двигателей трехфазных к однофазной цепи является подсоединение его третьего контакта через фазосдвигающий конденсатор.

Включенные в однофазную сеть такой мотор имеет такую же частоту вращения, как при работе от трехфазной сети. Но о мощности нельзя сказать этого: ее потери значительны и зависят они от емкости конденсатора фазосдвигающего, условия работы мотора, выбранной схемы подключения. Потери на ориентировочно достигают 30-50%.

Цепи могут быть двух — , трех-, шестифазными, но наиболее применяемыми являются трехфазные. Под трехфазной цепью понимают совокупность цепей электрических с одинаковой частотой синусоидальной ЭДС, которые отличаются по фазе, но создаются общим источником энергии.

Если нагрузка в фазах одинакова, цепь является симметричной. У трехфазных несимметричных цепей – она разная. Полная мощность складывается из активной мощности трехфазной цепи и реактивной.

Хотя большинство двигателей справляется с работой от однофазной сети, но хорошо работать могут не все. Лучше других в этом смысле двигатели асинхронные, которые рассчитаны на напряжение 380/220 В (первое — для звезды, второе – треугольника).

Это рабочее напряжение всегда указывают в паспорте и на прикрепленной к двигателю табличке. Также там указана схема подключения и варианты ее изменения.

Если присутствует «А», это свидетельствует о том, что использоваться может как схема «треугольник», так и «звезда». «Б» сообщает о том, что подключены обмотки «звездой» и не могут быть соединены по – другому.

Получится в результате должно: при разрыве контактов обмотки с батареей, электрический потенциал той же полярности (т.е. отклонение стрелки происходит в ту же сторону) должен появляться на двух оставшихся обмотках. Выводы начала (А1, В1, С1) и конца (А2, В2, С2) помечают и подсоединяют по схеме.

Блок: 6/7 | Кол-во символов: 2160
Источник: https://motocarrello.ru/jelektrotehnologii/1502-shemy-podkljuchenija-trehfaznogo-jelektrodvigatelja.html

Подключение

Для работы устройства требуется 1 фаза с напряжением 220 Вольт. Это означает, что подключить его можно в бытовую розетку. Именно в этом причина популярности двигателя среди населения. На всех бытовых приборах, от соковыжималки до шлифовальной машины, установлены механизмы этого типа.

аподключение с пусковым и рабочим кондсенсаторами

Существует 2 типа электромоторов: с пусковой обмоткой и с рабочим конденсатором:

1. В первом типе устройств, пусковая обмотка работает посредством конденсатора только во время старта. После достижения машиной нормальной скорости, она отключается, и работа продолжается с одной обмоткой.
2. Во втором случае, для моторов с рабочим конденсатором, дополнительная обмотка подключена через конденсатор постоянно.

Электродвигатель может быть взят от одного прибора и подключен к другому. Например, исправный однофазный мотор от стиральной машины или пылесоса может использоваться для работы газонокосилки, обрабатывающего станка и т.п.

Существует 3 схемы включения однофазного двигателя:

1. В 1 схеме, работа пусковой обмотки выполняется посредством конденсатора и только на период запуска.
2. 2 схема также предусматривает кратковременное подключение, однако оно происходит через сопротивление, а не через конденсатор.
3. 3 схема является самой распространенной. В рамках этой схемы конденсатор постоянно подключен к источнику электричества, а не только во время старта.

Подключение электромотора с пусковым сопротивлением:

1. Вспомогательная обмотка таких устройств имеет повышенное активное сопротивление.
2. Для запуска электромашины этого типа, может быть использован пусковой резистор. Его следует последовательно подключить к пусковой обмотке. Таким образом, можно получить сдвиг фаз 30° между токами обмоток, чего будет вполне достаточно для старта механизма.
3. Кроме того, сдвиг фаз может быть получен путем использования пусковой фазы с большим значением сопротивления и меньшей индуктивностью. У такой обмотки меньшее количество витков и тоньше провод.

Подключение мотора с конденсаторным пуском:

1. У данных электромашин пусковая цепь содержит конденсатор и включается только на период старта.
2. Для достижения максимального значения пускового момента, требуется круговое магнитное поле, которое выполняет вращение. Чтобы оно возникло, токи обмоток должны быть повернуты на 90° относительно друг друга. Такие фазосдвигающие элементы, как резистор и дроссель не обеспечивают необходимый сдвиг фаз. Только включение в цепь конденсатора позволяет получить сдвиг фаз 90°, если правильно подобрать емкость.
3. Вычислить, какие провода к какой обмотке относятся, можно путем измерения сопротивления. У рабочей обмотки его значение всегда меньше (около 12 Ом), чем у пусковой (обычно около 30 Ом). Соответственно, сечение провода рабочей обмотки больше, чем у пусковой.
4. Конденсатор подбирается по потребляемому двигателем току. Например, если ток равен 1.4 А, то необходим конденсатор емкостью 6 мкФ.

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 2929
Источник: https://slarkenergy.ru/oborudovanie/engine/odnofaznyj-220v. html

Онлайн расчет емкости конденсатора мотора

Введите данные для расчёта конденсаторов — мощность двигателя и его КПД

Есть специальная формула, по которой можно высчитать требуемую емкость точно, но вполне можно обойтись онлайн калькулятором или рекомендациями, которые выведены на основании многих опытов:

Рабочий конденсатор берут из расчета 0,8 мкФ на 1 кВт мощности двигателя;
Пусковой подбирается в 2-3 раза больше.

Конденсаторы должны быть неполярными, то есть не электролитическими. Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть минимум в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети 220 В берем емкости с рабочим напряжением 350 В и выше. А чтобы пуск проходил проще, в пусковую цепь ищите специальный конденсатор. У них в маркировке присутствует слова Start или Starting.

Пусковые конденсаторы для моторов

Эти конденсаторы можно подбирать методом от меньшего к большему. Так подобрав среднюю емкость, можно постепенно добавлять и следить за режимом работы двигателя, чтобы он не перегревался и имел достаточно мощности на валу. Также и пусковой конденсатор подбирают добавляя, пока он не будет запускаться плавно без задержек.

При нормальной работе трехфазных асинхронных электродвигателей с конденсаторным пуском, включенных в однофазную сеть предполагается изменение (уменьшение) емкости конденсатора с увеличением частоты вращения вала. В момент пуска асинхронных двигателей (особенно, с нагрузкой на валу) в сети 220 В требуется повышенная емкость фазосдвигающего конденсатора.

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 1504
Источник: https://2shemi.ru/shema-podklyucheniya-dvigatelya-cherez-kondensator/

Проверка работоспособности

Как проверить работоспособность двигателя путем визуального осмотра?

Ниже перечислены дефекты, которые сигнализируют о возможных проблемах с двигателем, их причиной могла стать неправильная эксплуатация или перегрузка:

1. Сломанная опора или монтажные щели.
2. В середине мотора потемнела краска (указывает на перегревание).
3. Через щели в корпусе внутрь устройства втянуты сторонние вещества.

Чтобы проверить работоспособность двигателя, следует включить его сначала на 1 минуту, а затем дать поработать около 15 минут.

Если после этого двигатель окажется горячим, то:

1. Возможно, подшипники загрязнились, зажались или просто износились.
2. Причина может быть в слишком высокой емкости конденсатора.

Отключите конденсатор, и запустите мотор вручную: если он перестанет нагреваться – необходимо уменьшить конденсаторную емкость.

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 869
Источник: https://slarkenergy.ru/oborudovanie/engine/odnofaznyj-220v.html

Устройство электродвигателя

Однофазные двигатели 220 В имеют две фазы, но основная работа выполняется одной, и такие моторы стали называть однофазными. В состав мотора входят следующие детали.

1. Статор, или неподвижная часть мотора.
2. Ротор, или подвижная (вращающаяся) часть мотора.

Однофазный электромотор можно охарактеризовать как асинхронный электрический мотор, в котором имеется рабочая обмотка на его неподвижной части, она подключается к сети переменного однофазного тока.

Пусковая катушка

Для того чтобы однофазный мотор мог самостоятельно запускаться и начинать вращение, на них устанавливается ещё одна катушка. Она разработана для запуска двигателя. Пусковая катушка устанавливается по отношению к рабочей со смещением на 90 градусов. Для того чтобы получить сдвиг токов, следует установить в цепь звено, которое будет сдвигать фазы. В качестве фазосдвигающего звена могут выступать несколько средств.

1. Активный резистор.
2. Конденсатор.
3. Катушка индуктивности.

Ротор и статор мотора металлические. Для того чтобы изготовить ротор или статор, нужна специальная электротехническая сталь марки 2212.

Двух и трёхфазные моторы

Существует возможность 2 или 3-фазный мотор подключить к однофазному источнику питания. Иногда по ошибке такие моторы называют однофазными. Это заблуждение, правильно будет называть это «двух (или трёх) фазный электромотор, подключённый в однофазную сеть питания переменного тока». Просто подключить двух или трёхфазный мотор в однофазную сеть не получится. Нужна схема согласования.

Таких схем есть несколько, согласование можно реализовать при помощи конденсаторов. После подключения к мотору конденсаторов согласно схеме, мотор будет работать, причём все фазы мотора будут работать, они всё время будут находиться под напряжением и выполнять работу по вращению ротора.

Принцип действия

Переменный электроток создаёт магнитное поле в статоре, которое имеет два поля, они одинаковы по амплитуде, частоте, но разнонаправленны. Эти поля воздействуют на неподвижный ротор, и, вследствие того, что поля разнонаправленны, ротор начинает вращение. При отсутствии в моторе пускового механизма, то ротор будет стоять на месте. Ротор, начав вращение в одну сторону, будет вращаться далее в этом же направлении.

Запуск мотора

Посредством магнитного поля производится запуск мотора, магнитное поле, воздействуя на ротор, принуждает его вращаться. Создают магнитное поле главная и дополнительная катушки, пусковая имеет меньший размер, подключается она к дополнительной через конденсатор, катушку индуктивности или активный резистор.

Если мотор низкой мощности, пусковая фаза замкнута. Чтобы запустить такой двигатель, подключать электричество к пусковой катушке можно лишь временно, не более чем на три секунды. Для этого существует пусковая кнопка. Кнопка вставлена в пусковое устройство.

Когда происходит нажатие пусковой кнопки, происходит подача электроэнергии на рабочую и на пусковую катушку одновременно, двигатель в эти первые секунды запуска работает как двухфазный, но через три секунды ротор уже набрал обороты, мотор запустился, и кнопка отпускается. Прекращается подача электроэнергии на пусковую катушку, но подача электричества на рабочую обмотку не прекращается, так устроено пусковое устройство, затем устройство работает уже как однофазное.

Важно помнить, что не следует долго держать пусковую кнопку, так как пусковая катушка может перегреться и выйти со строя, она рассчитана на работу несколько секунд. Для обеспечения безопасности в корпусе однофазного силового агрегата может быть встроено тепловое реле, центробежный выключатель. Центробежный выключатель устроен таким образом, что когда ротор набрал обороты, центробежный выключатель выключается сам, без вмешательства человека. Пусковой ток однофазного двигателя выше рабочего, после запуска ток снижается до уровня рабочего. Схему подключения однофазного двигателя смотрите здесь.

Тепловое реле

Тепловое реле действует следующим образом: при нагревании обмоток до установленного на реле предела, реле производит прекращение подачи электроэнергии на обе фазы, таким образом, исключается выход из строя при перегрузке или другой причине, это не даст возникнуть пожару.

Достоинства

К положительным качествам такого мотора можно отнести простоту его устройства, ротор в этой конструкции короткозамкнутый, обмотка статора не представляет собой большой сложности.

Недостатки

Кроме достоинств, в этом моторе имеются и некоторые недостатки.

1. Невысокий пусковой момент мотора.
2. Низкий КПД электродвигателя.
3. Электродвигатель не способен генерировать магнитное поле, которое выполняет вращение.

По этой причине такой двигатель сам не может начать вращение. Дело в том что для того, чтобы мотор начал вращение, он должен иметь не менее двух обмоток, а следовательно, и двух фаз, но мотор имеет одну фазу изначально, таково его устройство. Кроме наличия двух фаз, требуется чтобы одна обмотка была смещена по отношению к другой на определённый угол.

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 4929
Источник: https://obrabotkametalla.info/elektrik/odnofaznye-elektrodvigateli-220v

Реверс направления движения двигателя

Если после подключения мотор работает, но вал крутится не в том направлении, которое вам надо, можно поменять это направление. Это делают поменяв обмотки вспомогательной обмотки. Такую операцию может делать двухпозиционный переключатель, на центральный контакт которого подключается вывод от конденсатора, а на два крайних вывода от «фазы» и «нуля».

Блок: 5/5 | Кол-во символов: 390
Источник: https://2shemi.ru/shema-podklyucheniya-dvigatelya-cherez-kondensator/

Подключение однофазного асинхронного электродвигателя к сети

Особенность этого подключения заключается в том, что напряжение на рабочую катушку после включения двигателя в сеть должно подаваться постоянно, а на пусковую через фазосдвигающий конденсатор, только на кратковременное время (2–10 сек).

Сделать это несложного, например, с помощью двух тумблеров, один из которых имеет два фиксированных положения (рабочий), а другой без фиксации (пусковой).

На самом деле, всех этих манипуляций при запуске электродвигателя можно избежать, если использовать специально предназначенные для этих целей коммутирующие устройства.

Пусковая кнопка ПНВС

В этом механизме (ПНВС-10) не было бы ничего особенного, если бы не одна фишка. При нажатии кнопки “Пуск” замыкаются все три пары контактов. При отпускании кнопки, крайние пары остаются в замкнутом положении, а средняя пара возвращается в исходное, разомкнутое положение. После нажатия “Стоп” все контакты размыкаются.

На картинке ясно видно, что средняя пара контактов разомкнута, а две крайние пары замкнуты.

Остается подключить пусковую обмотку к крайним клеммам, а пусковую к средней и одной из крайних (общей) клеммам кнопки.

Вот так просто и если хотите, элегантно реализован весь порядок необходимых подключений.

Небольшая цена (120–190 руб), ещё одно из достоинств этого устройства. Некоторых пользователей смущают относительно большие габариты, но поскольку электромотор чаще всего используется в составе какого-то агрегата (станка), что само по себе подразумевает стационарное применение, то размеры блока кнопок, в этом случае, не помеха.

Подключение к сети однофазного двигателя с помощью магнитного пускателя

Поскольку питание, подаваемое на пусковую катушку через несколько секунд после нажатия кнопки “Пуск” нужно отключить, то понадобится два пускателя, а ещё блок, состоящий из двух кнопок, каждая из которых должна иметь две группы контактов с нормально-замкнутыми и нормально-разомкнутыми парами контактов.

Красным цветом обозначены силовые провода. Синим, провода управления.

Получается дороговато, каждый из пускателей с катушкой на 220 В, стоит 700–3000 руб, а ещё такой способ подключения никак не назовешь компактным и простым.

Все эти недостатки компенсируются возможностью коммутировать довольно большую нагрузку.

О подключении трёхфазных электродвигателей к однофазной сети

На мой взгляд, эта тема в наши дни потеряла свою актуальность. Раньше (период СССР), купить однофазный двигатель было проблематично или просто невозможно, а трёхфазники приобретались “по случаю”. Естественно, сразу же возникал вопрос об адаптации такого движка к однофазной сети. Сейчас таких случаев уже почти нет, а покупать дорогой трёхфазный электродвигатель с тем, чтобы подключать его к сети на 220 В. никто в здравом уме не будет.

Возможно, я ошибаюсь и у читателя есть своё мнение на этот счёт. Выскажите его в комментариях.

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 2858
Источник: https://masterkvartira. ru/kak-podkljuchit-asinhronnyj-dvigatel-na-220-volt.html

Кол-во блоков: 15 | Общее кол-во символов: 25379
Количество использованных доноров: 6
Информация по каждому донору:

1. https://motocarrello.ru/jelektrotehnologii/1502-shemy-podkljuchenija-trehfaznogo-jelektrodvigatelja.html: использовано 3 блоков из 7, кол-во символов 5292 (21%)
2. https://obrabotkametalla.info/elektrik/odnofaznye-elektrodvigateli-220v: использовано 3 блоков из 5, кол-во символов 6167 (24%)
3. https://slarkenergy.ru/oborudovanie/engine/odnofaznyj-220v.html: использовано 4 блоков из 5, кол-во символов 7921 (31%)
4. https://2shemi.ru/shema-podklyucheniya-dvigatelya-cherez-kondensator/: использовано 3 блоков из 5, кол-во символов 2866 (11%)
5. https://masterkvartira.ru/kak-podkljuchit-asinhronnyj-dvigatel-na-220-volt.html: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 2858 (11%)
6. https://stroychik.ru/elektrika/podklyuchenie-odnofaznogo-dvigatelya: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 275 (1%)

Источник: m-strana. ru

Пуск однофазного двигателя — нарушение напряжения

Основы запуска однофазного двигателя: Однофазный двигатель, подключенный к однофазной сети, не будет вращаться, поскольку обмотки не создают вращающегося магнитного поля. В течение одного полупериода формы волны переменного тока крутящий момент будет создаваться в одном направлении, а затем в противоположном направлении в течение следующего полупериода, тем самым компенсируя крутящий момент ротора. Однако двигатель можно повернуть вручную, и он будет продолжать вращаться в том же направлении, в котором был повернут.Это ненадежный способ запуска двигателя. Для запуска двигателя необходимо создать вращающееся магнитное поле . Существует несколько различных способов реализовать подключение однофазного двигателя, которое приводит к вращающемуся магнитному полю. Они:

* Пуск конденсатора
Мотор

* Постоянный
Раздельный конденсаторный двигатель

* Конденсаторный пусковой конденсатор Рабочий двигатель

* Двигатель с расщепленной фазой

Конденсаторный пусковой двигатель

Двигатели с конденсаторным пуском

— это однофазные асинхронные двигатели, которые имеют две обмотки — основную обмотку и пусковую обмотку, в которой пусковая обмотка имеет последовательно соединенный конденсатор . Ток, протекающий через пусковую обмотку (с конденсатором), будет иметь разность фаз на 90 градусов (в идеале) по сравнению с током, протекающим через основную обмотку. Из-за этой разности углов фаз создается результирующее магнитное поле вращающегося статора, которое будет вращать ротор. Схема однофазного двигателя с конденсаторным пуском показана ниже.

Конденсаторный пусковой двигатель

Как только двигатель запустится и будет достигнута желаемая скорость, установленный на роторе центробежный переключатель размыкает переключатель, отключая конденсатор от цепи. Такое расположение позволяет использовать конденсатор с кратковременным номиналом и, следовательно, снизить стоимость двигателя.

Конденсаторный пусковой двигатель — векторная диаграмма

Используются конденсаторные пусковые двигатели.
для жестких пусковых нагрузок, таких как компрессоры, конвейеры, насосы и некоторые машины
инструменты.

Двигатели с раздельными конденсаторами постоянного действия

Постоянный разделенный конденсатор (PSC) Двигатели имеют две обмотки, называемые основной обмоткой и вспомогательной обмоткой. Конденсатор постоянно включен последовательно со вспомогательной обмоткой. Основная и вспомогательная обмотки электрически смонтированы под углом 90 градусов друг к другу. Кроме того, из-за наличия конденсатора ток, протекающий по вспомогательной обмотке, будет опережать ток в основной обмотке (ток в конденсаторе опережает напряжение). Благодаря этому в статоре создается чистое вращающееся магнитное поле, которое заставляет вращаться ротор.

Паспортная табличка двигателя с постоянным раздельным конденсатором показана выше. В этом случае производитель рекомендует конденсатор емкостью 15 мкФ с номинальным напряжением 370 В переменного тока.

Двигатели с постоянными разделенными конденсаторами (PSC)

Двигатели с постоянным разделенным конденсатором (PSC) — векторная диаграмма

Выбор конденсатора является компромиссом между стоимостью, пусковым моментом и рабочими характеристиками. Двигатели PSC работают тихо и имеют высокий КПД. Двигатели PSC используются в вентиляторах, воздуходувках в системах отопления и кондиционирования воздуха.

Двигатель PSC показан с подключенным конденсатором

Конденсатор Пусковой конденсатор Рабочий двигатель

Сбалансированная двухфазная работа двигателя при пуске и на другой скорости может быть достигнута путем параллельного подключения двух конденсаторов при пуске, что приводит к пусковому пусковому двигателю с конденсатором .При запуске оба конденсатора будут включены в цепь, и как только скорость достигнет примерно 80%, пусковой конденсатор разомкнется, и в цепи останется только рабочий конденсатор. Пусковой конденсатор представляет собой большой электролитический конденсатор, а рабочий конденсатор обычно изготавливается из маслонаполненной бумаги/полимера с низкими потерями и имеет меньшую стоимость. Большой пусковой конденсатор придает двигателю больший пусковой момент, а рабочий конденсатор используется для улучшения рабочих характеристик.

Двигатели с конденсатором двух номиналов работают тихо, плавно и имеют более высокий КПД.

конденсаторный пуск конденсаторный двигатель

Двухфазный двигатель

Асинхронный двигатель с расщепленной фазой имеет две обмотки — основную обмотку и пусковую обмотку. В пусковой обмотке используются меньшие (более тонкие) провода, которые имеют более высокое сопротивление и меньше витков (более низкая индуктивность и более низкое отношение X/R), чем основная обмотка. Это приводит к тому, что ток пусковой обмотки больше совпадает по фазе с приложенным напряжением по сравнению с основной обмоткой. Эта разность фаз, которая составляет не идеальные 90 градусов, а около 30 градусов или меньше, достаточна для создания небольшого вращающегося магнитного поля и запуска двигателя.Крутящий момент для таких двигателей будет низким из-за этой далеко не идеальной разности углов фаз между токами обмотки.

Асинхронный двигатель с расщепленной фазой

После запуска двигателя установленный на роторе центробежный переключатель отключает пусковую обмотку, и двигатель продолжает работать от основной обмотки. Пусковой ток такого двигателя, как правило, выше, чем у двигателей с конденсаторным пуском, в то время как рабочие характеристики не уступают другим типам однофазных пускателей.

Диаграмма фазовращателя с расщепленной фазой

Асинхронные двигатели с расщепленной фазой используются для легкого пуска таких нагрузок, как вентиляторы, пилы и т. д.

Дополнительные показания : Калькулятор двигателя, Калькулятор пускового тока двигателя

Однофазные промышленные двигатели

— как они работают?

Что бы мы были без электродвигателя?

Эти машины дали нам все, от освещения и охлаждения до сверхбыстрых электромобилей, и все это путем преобразования электроэнергии в механическое движение.Существует много типов электродвигателей, но двигатель переменного тока остается обычным явлением в промышленности благодаря своей элегантности и проверенной временем производительности. Эти двигатели используют переменный ток и физику электромагнетизма для создания мощности вращения и бывают разных типов в зависимости от области применения. В этой статье будут рассмотрены однофазные промышленные двигатели, которые являются опорой современного мира и обеспечивают питание многих полезных инструментов. Этот двигатель, его принципы работы и его характеристики будут обсуждаться, чтобы помочь разработчикам понять преимущества однофазных двигателей, а также когда их использовать.

Что такое однофазные двигатели?

Однофазные двигатели представляют собой двигатель переменного тока, в котором используются электромагнитные принципы для создания полезной энергии вращения. Они работают почти так же, как работают двигатели с короткозамкнутым ротором, фазным ротором и другими многофазными двигателями, за исключением того, что они несколько упрощены (дополнительную информацию об этих двигателях можно найти в наших статьях о двигателях с короткозамкнутым ротором, фазным ротором и асинхронных двигателях). «Однофазный» относится только к входной мощности, поэтому существует много типов двигателей, использующих однофазные входы. Они обычно встречаются в асинхронных двигателях, но также могут быть синхронными. Однофазные двигатели содержат как статор, так и ротор, как и большинство электродвигателей, но они используют только одну обмотку в своем статоре, которая пропускает только один переменный ток, а их роторы, как правило, более простые, чем роторы других конструкций. Им также требуется стартер, так как использование только одной фазы входной мощности обеспечивает нулевой пусковой момент в состоянии покоя.

Как работают однофазные двигатели?

В однофазных двигателях используются как статоры, так и роторы, как и в других двигателях переменного тока, хотя они работают по-разному.В трехфазных двигателях 120-градусное разделение фаз между тремя переменными токами, протекающими через обмотки статора, создает вращающееся магнитное поле; однако магнитное поле, созданное только одной фазой, «пульсирует» между двумя полюсами двигателя, поскольку существует только один переменный ток, создающий два возможных состояния магнитного поля (переменный ток имеет два синусоидальных пика, где магнитные поля будут равными, но противоположными). в ориентации или «вверх-вниз»). Это аппроксимирует вращающееся поле, но не полностью.Этим двигателям необходимо дать начальный «толчок» или почувствовать силу «в противофазе» с фазой статора, чтобы произошло начальное движение ротора. Неподвижный ротор не почувствует никаких эффектов от этого пульсирующего магнитного поля «вверх-вниз», если он еще не движется, поскольку магнитные силы вверх-вниз полностью компенсируют друг друга. Пускатели двигателей решают эту проблему, добавляя противофазное воздействие (вспомогательные обмотки, конденсаторы и т. д.), которое затем создает смоделированное вращающееся магнитное поле для запуска двигателя.Более подробную информацию об этих пускателях можно найти в нашей статье о пускателях двигателей.

Типы однофазных двигателей

Однофазный двигатель относится только к типу используемого источника питания, а не к конкретной схеме статор-ротор-стартер. Многие характеристики других двигателей переменного тока применимы при выборе однофазного двигателя, и их можно найти в наших статьях об асинхронных двигателях и двигателях переменного тока. В этой статье будут указаны различные типы однофазных двигателей, чтобы можно было применить общие принципы к этим конкретным конструкциям.

Двигатели с расщепленной фазой

Двигатели с расщепленной фазой имеют вспомогательную обмотку вне катушки статора, чтобы обеспечить начальную разность фаз, необходимую для вращения. В обмотке стартера используется провод меньшего диаметра и меньше витков, чем в обмотке статора, что придает ей большее сопротивление. Оно будет не в фазе с основным магнитным полем, потому что повышенное сопротивление изменяет фазу питания. Эта двухфазная обмотка даст начальный толчок для запуска вращения, а основная обмотка будет поддерживать работу двигателя.Затем пусковая обмотка должна быть отключена (обычно с помощью центробежного выключателя на выходном валу), как только двигатель достигнет определенного процента от полной скорости (около 75% от номинальной скорости). Повышение сопротивления пусковой обмотки также увеличивает риск перегорания катушки, поэтому эти выключатели необходимы для правильной и надежной работы двухфазных двигателей.

Конденсаторный пуск и конденсаторный пуско-конденсаторный двигатель

В этих типах однофазных двигателей конденсаторы рядом со вспомогательной обмоткой обеспечивают разность фаз, необходимую для начала вращения в этих двигателях.Они похожи на двигатели с расщепленной фазой, но используют емкость вместо сопротивления для смещения фазы стартера. В двигателях с конденсаторным пуском центробежный переключатель отключает пусковой конденсатор, когда двигатель достигает определенной скорости (около 75-80% от полной скорости). Конденсаторные двигатели с пусковым конденсатором используют два конденсатора (пусковой конденсатор и рабочий конденсатор), где ток, протекающий через пусковой конденсатор, опережает приложенное напряжение и вызывает фазовый сдвиг. Затем пусковой конденсатор ускоряет запуск двигателя, а рабочий конденсатор переключается, когда двигатель достигает номинальной скорости.

Конденсаторные двигатели с постоянным разделением каналов

В двигателях с разделенными постоянными конденсаторами используется постоянный конденсатор, включенный последовательно с пусковой обмоткой, без центробежного выключателя. Конденсатор постоянно используется при работающем двигателе, а это означает, что он не может обеспечить усиление, которое дает пусковой конденсатор, обычный в двух предыдущих конструкциях. Однако эти двигатели выигрывают от того, что им не нужен пусковой механизм (переключатель, кнопка и т. Д.), Поскольку рабочий конденсатор, включенный последовательно со вспомогательной обмоткой, пассивно изменяет фазу однофазного входа.Двигатели с постоянным конденсатором также являются реверсивными и, как правило, более надежны, чем другие однофазные двигатели.

Двигатели с экранированными полюсами

Этот тип однофазного двигателя не использует никаких обмоток или пускателей для запуска двигателя. Вместо этого в этом двигателе используется конфигурация, показанная на рис. 1 ниже:

.

Рис. 1. Расположение двигателя с экранированными полюсами. Обратите внимание, что заштрихованные катушки являются просто продолжением основной обмотки статора.

Этот двигатель более прост, чем другие однофазные двигатели, так как он не требует дополнительных пусковых цепей или переключателей.Корпус двигателя с С-образным сердечником изготовлен из магнитопроводящего материала (обычно из железа), который передает пульсирующее магнитное поле от основной обмотки статора к ротору. Полюса этого двигателя разделены на две неравные половины, где два «затеняющих» полюса создаются путем удлинения основной обмотки статора до меньших обмоток на одной из этих половин (показано выше). Когда однофазный переменный ток входит в С-сердечник, он «затеняет» намотанные половины, заставляя магнитное поле отставать от затененной части (затеняющая катушка создает противоположное магнитное поле, замедляя магнитный поток).Это вызывает неравномерное распределение индуктивных сил по ротору и заставляет его вращаться.

Применение и критерии выбора

В некоторых случаях требуются специальные однофазные двигатели. Таблица 1 качественно показывает рабочие характеристики каждого типа двигателя.

Таблица 1: Качественная сводка рабочих характеристик каждого типа однофазного двигателя.

Двигатели с расщепленной фазой

имеют относительно простую конструкцию, что снижает их стоимость и производительность. Однако они имеют низкий пусковой момент и склонны к перегреву из-за резистивного характера их пускового механизма. Применения с низким крутящим моментом, такие как ручные шлифовальные машины, небольшие вентиляторы и другие устройства с дробной мощностью, лучше всего подходят для двигателей с расщепленной фазой. Не используйте этот двигатель, если требуется высокий крутящий момент или высокая частота циклов; двигатели с расщепленной фазой почти наверняка сгорят при таком использовании.

Двигатели с конденсаторным пуском

имеют улучшенный пусковой момент по сравнению с двигателями с расщепленной фазой и могут выдерживать высокие частоты циклов.В результате они более широко применимы и являются опорой в промышленных двигателях общего назначения. К ним относятся конвейеры с ременным приводом, большие воздуходувки и редукторы, а также многие другие. Их основным недостатком является их стоимость, поскольку они дороже, чем двигатели с расщепленной фазой.

Двигатели с постоянно разделенными конденсаторами, обладая низким пусковым крутящим моментом, могут хорошо работать при высокой частоте циклов и обладают превосходным КПД и надежностью. Они реверсивны благодаря отсутствию пускового механизма и могут регулировать скорость.Их единственный существенный недостаток заключается в том, что они не могут работать с высоким крутящим моментом, но в остальном являются надежными, высокоэффективными машинами, отлично подходящими для гаражных ворот, открывателей ворот или любых устройств с низким крутящим моментом, требующих мгновенного реверса.

Двигатели с конденсаторным пуском и конденсаторным пуском сочетают в себе преимущества двигателей с постоянным конденсатором и конденсаторного пуска при удвоенной стоимости. Они могут питать устройства, которые слишком сложны для других однофазных двигателей, таких как воздушные компрессоры, насосы высокого давления, вакуумные насосы, устройства мощностью 1-10 л.с. и т. д.используя их высокий пусковой момент. Они эффективны при полном токе нагрузки и надежны благодаря своей упрощенной конструкции. Если приоритетными являются мощность, надежность и эффективность, а стоимость менее важна, рассмотрите этот тип однофазного двигателя.

Двигатели с экранированными полюсами часто считаются «одноразовыми» электродвигателями, поскольку их просто производить и дешевле заменить, чем ремонтировать. Их крутящий момент, эффективность и надежность далеки от того, чего могут достичь другие однофазные двигатели, но они недороги и хорошо работают в приложениях с малой мощностью.К ним относятся бытовые применения, такие как вентиляторы для ванных комнат, фены, электрические часы, игрушки и т. д. Если для проекта требуется лишь незначительная мощность, а цена имеет первостепенное значение, двигатель с экранированными полюсами будет работать нормально.

Резюме

В этой статье представлено понимание того, что такое однофазные промышленные двигатели и как они работают. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть сведения о конкретных продуктах.

Источники:

1. https://geosci.uchicago.edu
2. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/magnet/indmot.html
3. http://www.egr.unlv.edu/~eebag/Induction%20Motors.pdf
4. https://people.ucalgary.ca
5. https://faculty.up.edu/lulay/me401/fetchpdf.cgi.pdf
6. https://www.electrical4u.com/types-of-однофазный-индукционный-мотор/

Другие изделия для двигателей

Больше из Машины, инструменты и расходные материалы

Основы однофазного двигателя

В электротехнике однофазная электроэнергия — это распределение электроэнергии переменного тока с использованием системы, в которой все напряжения питания изменяются синхронно.Вот некоторые основы однофазного двигателя.

Однофазное распределение используется, когда нагрузки в основном связаны с освещением и отоплением, с небольшим количеством больших электродвигателей в жилых, коммерческих и промышленных помещениях. Однофазная система более экономична.

Однофазные асинхронные электродвигатели

легко собираются с меньшими затратами и надежны в плане ремонта и обслуживания. Эти преимущества делают однофазную систему полезной для таких изделий, как вентиляторы, пылесосы, стиральные машины, воздуходувки, центробежные насосы и даже небольшие игрушки.

Одна фаза создает колеблющееся магнитное поле, которое движется вперед и назад, а не вращающееся магнитное поле. В результате настоящий однофазный двигатель имеет нулевой пусковой момент. После того, как ротор начнет вращаться, он будет продолжать вращаться из-за колеблющегося магнитного поля в статоре.

Для сборки однофазного асинхронного двигателя требуются обычные две основные детали: ротор и статор. Ротор является вращающейся частью двигателя и связан с механической нагрузкой через вал.Однофазные асинхронные двигатели имеют концентрические катушки. Статор является неподвижной частью двигателя, и на статор подается однофазный переменный ток.

Однофазное питание поступает на статорную обмотку двигателя, и через статор начинает протекать переменный ток. Этот переменный ток создает переменный поток, известный как основной поток. Основной поток соединяется с проводниками ротора, которые затем обрезаются.

В роторе начинает течь ток, и этот ток называется током ротора.Поток ротора создается из этого тока. Два потока, основной поток и поток ротора, создают крутящий момент, необходимый для вращения двигателя.

Однофазные асинхронные двигатели имеют медную или алюминиевую короткозамкнутую клетку, встроенную в цилиндр из многослойной стали, типичный для многофазных асинхронных двигателей.

Существует несколько типов однофазных двигателей:  

Электродвигатель с экранированными полюсами. Это очень простые двигатели, в которых не используется конденсатор. Низкий КПД делает их пригодными для маломощных приложений.

Двигатель с расщепленной фазой. В этом двигателе также не используется конденсатор. Они недороги и имеют низкий пусковой момент и высокий пусковой ток.  

Двигатель с постоянным конденсатором с разделенным конденсатором (PSC). Этот двигатель часто называют двигателем с однозначным конденсатором. Он может использовать центробежный переключатель, чтобы отключить пусковую фазу, как только двигатели наберут скорость. Поскольку в нем используется конденсатор, этот тип двигателя обеспечивает более высокий пусковой момент и более высокий КПД, чем двигатели без конденсатора.

Двигатель с двумя конденсаторами. Этот тип имеет те же преимущества, что и двигатель PSC. Двигатели с двумя конденсаторами могут использовать центробежный переключатель для отключения фазы запуска, как только двигатель набирает скорость. Он имеет более высокий пусковой момент и более высокий КПД, чем двигатели без конденсатора.

Большинство сбоев происходит из-за их использования неподходящим приложением. Обратите особое внимание на требования к применению, прежде чем выбирать двигатель для замены вышедшего из строя или для новой конструкции.

День и ночь службы IER дежурят, чтобы ваши системы работали на полной скорости. У нас есть экстренные службы, которые доступны 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Позвоните в службу IER сегодня по телефону 614-298-1600.

Однофазный асинхронный двигатель | Electrical4U

Мы используем однофазную систему питания более широко, чем трехфазную, для бытовых целей, коммерческих целей и в некоторой степени в промышленности. Потому что однофазная система более экономична, чем трехфазная, а потребность в электроэнергии в большинстве домов, магазинов, офисов невелика, и ее можно легко удовлетворить с помощью однофазной системы.

Однофазные двигатели просты по конструкции, дешевы, надежны и просты в ремонте и обслуживании. Благодаря всем этим преимуществам однофазный двигатель находит свое применение в пылесосах, вентиляторах, стиральных машинах, центробежных насосах, воздуходувках, стиральных машинах и т. д.

Однофазные двигатели переменного тока дополнительно классифицируются как: асинхронные двигатели или асинхронные двигатели .

В этой статье будут представлены основы, описание и принцип работы однофазного асинхронного двигателя .

Конструкция однофазного асинхронного двигателя

Как и любой другой электрический двигатель, асинхронный двигатель также состоит из двух основных частей, а именно ротора и статора.

Статор:
Как следует из названия, статор является неподвижной частью асинхронного двигателя. Однофазный источник переменного тока подается на статор однофазного асинхронного двигателя.

Ротор:
Ротор представляет собой вращающуюся часть асинхронного двигателя. Ротор соединяет механическую нагрузку через вал. Ротор однофазного асинхронного двигателя представляет собой короткозамкнутый ротор.

Конструкция однофазного асинхронного двигателя почти аналогична трехфазному асинхронному двигателю с короткозамкнутым ротором. Но в случае однофазного асинхронного двигателя статор имеет две обмотки вместо одной трехфазной обмотки в трехфазном асинхронном двигателе.

Статор однофазного асинхронного двигателя

Статор однофазного асинхронного двигателя имеет многослойную штамповку для уменьшения потерь на вихревые токи на его периферии.На его штамповке предусмотрены пазы для установки статора или основной обмотки. Штамповки изготовлены из кремнистой стали для уменьшения гистерезисных потерь. Когда мы подаем однофазный источник переменного тока на обмотку статора, создается магнитное поле, и двигатель вращается со скоростью, немного меньшей синхронной скорости N _s . Синхронная скорость N _с определяется как
Где
f = частота напряжения питания,
P = количество полюсов двигателя.

Конструкция статора однофазного асинхронного двигателя аналогична конструкции трехфазного асинхронного двигателя, за исключением двух отличий в части обмотки однофазного асинхронного двигателя.

1. Во-первых, однофазные асинхронные двигатели в основном имеют концентрические катушки. Мы можем легко регулировать количество витков на катушку с помощью концентрических катушек. Распределение МДС почти синусоидальное.
2. За исключением двигателя с расщепленными полюсами, асинхронный двигатель имеет две обмотки статора, а именно основную обмотку и вспомогательную обмотку. Эти две обмотки размещены в пространственной квадратуре друг к другу.

Ротор однофазного асинхронного двигателя

Конструкция ротора однофазного асинхронного двигателя аналогична конструкции трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.Ротор имеет цилиндрическую форму и имеет пазы по всему периметру. Пазы выполнены не параллельно друг другу, а немного скошены, так как перекос препятствует магнитному замыканию зубьев статора и ротора и делает работу асинхронного двигателя более плавной и тихой (т.е. менее шумной).

Ротор с короткозамкнутым ротором состоит из алюминиевых, латунных или медных стержней. Эти алюминиевые или медные стержни называются проводниками ротора и помещаются в пазы на периферии ротора. Медные или алюминиевые кольца постоянно закорачивают проводники ротора, называемые концевыми кольцами.

Для обеспечения механической прочности эти проводники ротора крепятся к концевому кольцу и, таким образом, образуют полную замкнутую цепь, напоминающую клетку, и поэтому получили название асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Поскольку торцевые кольца постоянно закорачивают стержни, электрическое сопротивление ротора очень мало, и невозможно добавить внешнее сопротивление, так как стержни постоянно закорачиваются. Отсутствие контактного кольца и щеток делает конструкцию однофазного асинхронного двигателя очень простой и надежной.

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

ПРИМЕЧАНИЕ. Мы знаем, что для работы любого электродвигателя, будь то двигатель переменного или постоянного тока, нам требуются два потока, поскольку взаимодействие этих двух потоков создает требуемый крутящий момент.
Когда мы подаем однофазный источник переменного тока к обмотке статора однофазного асинхронного двигателя, переменный ток начинает течь через статор или основную обмотку. Этот переменный ток создает переменный поток, называемый основным потоком.Этот основной поток также соединяется с проводниками ротора и, следовательно, обрезает проводники ротора.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, в роторе индуцируется ЭДС. Поскольку цепь ротора замкнута, то в роторе начинает течь ток. Этот ток называется током ротора. Этот ток ротора создает свой поток, называемый потоком ротора. Поскольку этот поток создается по принципу индукции, двигатель, работающий по этому принципу, получил название асинхронного двигателя.Теперь есть два потока, один из которых является основным потоком, а другой называется потоком ротора. Эти два потока создают желаемый крутящий момент, необходимый двигателю для вращения.

Почему однофазный асинхронный двигатель не запускается самостоятельно?

Согласно теории вращения двойного поля, мы можем разложить любую переменную величину на две составляющие. Каждая составляющая имеет величину, равную половине максимальной величины переменной величины, и обе эти составляющие вращаются в направлении, противоположном друг другу. Например – поток φ можно разложить на две составляющие

Каждая из этих составляющих вращается в противоположном направлении т.е. e если один φ _m /2 вращается по часовой стрелке, то другой φ _m / 2 вращается против часовой стрелки.

Когда мы подаем однофазный источник переменного тока на обмотку статора однофазного асинхронного двигателя, он создает магнитный поток φ _m . Согласно теории вращения двойного поля, этот переменный поток φ _м делится на две составляющие величиной φ _м /2.Каждый из этих компонентов будет вращаться в противоположном направлении с синхронной скоростью N _s .

Назовем эти две составляющие потока прямой составляющей потока, φ _f , и обратной составляющей потока, φ _b . Результат этих двух составляющих потока в любой момент времени дает значение мгновенного потока статора в этот конкретный момент.

Теперь, в начальных условиях, как прямая, так и обратная составляющие потока точно противоположны друг другу. Кроме того, обе эти составляющие потока равны по величине. Таким образом, они компенсируют друг друга, и, следовательно, чистый крутящий момент, испытываемый ротором в начальных условиях, равен нулю. Итак, однофазные асинхронные двигатели не являются самозапускающимися двигателями.

Методы изготовления однофазных асинхронных двигателей в качестве самозапускающихся двигателей

Из вышеизложенного мы можем легко сделать вывод, что однофазные асинхронные двигатели не запускаются самостоятельно, поскольку создаваемый поток статора носит переменный характер, а при пуске две составляющие этого потока компенсируют друг друга, и, следовательно, нет чистого крутящего момента.Решение этой проблемы заключается в том, что если мы сделаем поток статора вращающегося типа, а не переменного типа, который вращается только в одном конкретном направлении. Тогда асинхронный двигатель станет самозапускающимся.

Теперь для создания этого вращающегося магнитного поля нам потребуются два переменных потока, имеющих между собой некоторый угол разности фаз. Когда эти два потока взаимодействуют друг с другом, они создают результирующий поток. Этот результирующий поток носит вращательный характер и вращается в пространстве только в одном конкретном направлении.

Как только двигатель заработает, мы можем удалить дополнительный поток. Двигатель будет продолжать работать только под действием основного потока. В зависимости от методов изготовления асинхронного двигателя в качестве самозапуска, существует в основном четыре типа однофазных асинхронных двигателей , а именно:

1. Асинхронный двигатель с расщепленной фазой,
2. Индуктивный двигатель с конденсаторным пуском,
3. Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском ,
4. Асинхронный двигатель с экранированными полюсами.
5. Двигатель с постоянным конденсатором с разделенным конденсатором или двигатель с одним конденсатором.

Сравнение однофазных и трехфазных асинхронных двигателей

1. Однофазные асинхронные двигатели просты по конструкции, надежны и экономичны при небольшой номинальной мощности по сравнению с трехфазными асинхронными двигателями.
2. Коэффициент мощности однофазных асинхронных двигателей ниже, чем у трехфазных асинхронных двигателей.
3. При одинаковом типоразмере однофазные асинхронные двигатели развивают около 50 % мощности по сравнению с трехфазными асинхронными двигателями.
4. Пусковой момент также мал для асинхронных двигателей/однофазных асинхронных двигателей.
5. КПД однофазных асинхронных двигателей меньше, чем у трехфазных асинхронных двигателей.

Однофазные асинхронные двигатели просты, прочны, надежны и дешевле для малых номиналов. Они доступны до рейтинга 1 кВт.

Типы однофазных асинхронных двигателей (расщепленные фазы, конденсаторный пуск, конденсаторный запуск)

Однофазные асинхронные двигатели обеспечивают самозапуск за счет создания дополнительного потока некоторыми дополнительными средствами.

Однофазные асинхронные двигатели классифицируются в зависимости от того, как генерируется этот дополнительный поток:

1. Двухфазный асинхронный двигатель.
2. Индуктивный двигатель с пусковым конденсатором.
3. Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском (метод двухзначного конденсатора. Используется как для запуска, так и для работы двигателя).
4. Электродвигатель с постоянным разделительным конденсатором (PSC).
5. Асинхронный двигатель с экранированными полюсами.

Асинхронный двигатель с расщепленной фазой

В дополнение к основной обмотке или рабочей обмотке статор однофазного асинхронного двигателя несет еще одну обмотку, называемую вспомогательной обмоткой или пусковой обмоткой.Последовательно со вспомогательной обмоткой включен центробежный выключатель.

Этот переключатель предназначен для отключения вспомогательной обмотки от основной цепи, когда двигатель достигает скорости от 75 до 80% синхронной скорости.

Мы знаем, что рабочая обмотка имеет индуктивный характер. Мы стремимся создать разность фаз между двумя обмотками, и это возможно, если пусковая обмотка имеет высокое сопротивление.

На рисунке ниже переменные представляют:

• I _пуск — ток, протекающий через основную или рабочую обмотку,
• I _пуск — ток, протекающий в пусковой обмотке,
• В _{T напряжение питания.}

Для высокоомной обмотки ток почти совпадает по фазе с напряжением, а для высокоиндуктивной обмотки ток отстает от напряжения на большой угол.

Пусковая обмотка имеет высокое сопротивление, поэтому ток, протекающий в пусковой обмотке, отстает от приложенного напряжения на очень небольшой угол, а рабочая обмотка имеет высокую индуктивность по своей природе, поэтому ток, протекающий в рабочей обмотке, отстает от приложенного напряжения на большой угол.

Результирующая этих двух токов равна I _T — результирующая этих двух токов создает вращающееся магнитное поле, которое вращается в одном направлении.

В асинхронном двигателе с расщепленной фазой , пусковой и основной ток расходятся друг от друга под некоторым углом, поэтому этот двигатель получил название асинхронного двигателя с расщепленной фазой.

Применение асинхронного двигателя с расщепленной фазой

Асинхронные двигатели с расщепленной фазой имеют низкий пусковой ток и умеренный пусковой момент.

Эти двигатели используются в вентиляторах, воздуходувках, центробежных насосах, стиральных машинах, шлифовальных станках, токарных станках, вентиляторах кондиционеров и т. д. Эти двигатели доступны в размерах от 1/20 до 1/2 кВт.

Пуск конденсатора IM и конденсатор запуска IM

Принцип работы асинхронных двигателей с конденсатором пуска почти такой же, как у асинхронных двигателей с конденсатором пуска.

Мы уже знаем, что однофазный асинхронный двигатель не запускается самостоятельно, потому что создаваемое им магнитное поле не является вращающимся. Чтобы создать вращающееся магнитное поле, должна быть некоторая разность фаз.

В случае асинхронного двигателя с расщепленной фазой мы используем сопротивление для создания разности фаз, но здесь для этой цели используется конденсатор.Мы знакомы с тем фактом, что ток, протекающий через конденсатор, приводит к напряжению.

Итак, в пусковом конденсаторе асинхронного двигателя и пусковом конденсаторе асинхронного двигателя, мы используем две обмотки, основную обмотку и пусковую обмотку.

С пусковой обмоткой подключаем конденсатор, поэтому ток, протекающий в конденсаторе, т. е. I _st опережает приложенное напряжение на некоторый угол, φ _st .

Рабочая обмотка имеет индуктивный характер, поэтому ток, протекающий по рабочей обмотке, отстает от приложенного напряжения на угол φ _m .

Между этими двумя токами возникает большая разность фаз, что приводит к результирующему току. Это создаст вращающееся магнитное поле, поскольку крутящий момент, создаваемый этими двигателями, зависит от разности фаз, которая составляет почти 90 ^o .

Таким образом, эти двигатели имеют очень высокий пусковой момент. В случае асинхронного двигателя с конденсаторным пуском центробежный переключатель предназначен для отключения пусковой обмотки, когда двигатель достигает скорости от 75 до 80% от синхронной скорости, но в случае асинхронного двигателя с конденсаторным пуском запускаются конденсаторы.

В нет центробежного выключателя, поэтому конденсатор остается в цепи и улучшает коэффициент мощности и условия работы однофазного асинхронного двигателя.

Применение пускового конденсатора IM и пускового конденсатора с пусковым конденсатором IM

Эти двигатели имеют высокий пусковой момент; следовательно, они используются в конвейерах, измельчителях, кондиционерах, компрессорах и т. д. Они доступны до 6 кВт.

Двигатель с постоянным раздельным конденсатором (PSC)

Он имеет короткозамкнутый ротор и статор.Статор имеет две обмотки – основную и вспомогательную. Он имеет только один конденсатор последовательно с пусковой обмоткой. У него нет пускового переключателя.

Преимущества постоянного двигателя с раздельным конденсатором

Центробежный выключатель не требуется. Он имеет более высокий КПД и крутящий момент.

Применение постоянного двигателя с раздельным конденсатором

Он находит применение в вентиляторах и воздуходувках обогревателей и кондиционеров. Он также используется для управления офисной техникой.

Однофазные асинхронные двигатели с экранированными полюсами

Статор однофазного асинхронного двигателя с экранированными полюсами имеет явно выступающие или выступающие полюса.Эти полюса затенены медной полосой или кольцом, которое по своей природе является индуктивным.

Стойки разделены на две неравные половины. Меньшая часть несет медную полосу и называется заштрихованной частью полюса.

ДЕЙСТВИЕ: Когда однофазное питание подается на статор асинхронного двигателя с экранированными полюсами, создается переменный поток.

Это изменение потока индуцирует ЭДС в заштрихованной катушке. Поскольку этот заштрихованный участок короткозамкнут, в нем возникает ток в направлении, противодействующем основному потоку.

Поток в заштрихованном полюсе отстает от потока в незаштрихованном полюсе. Разность фаз между этими двумя потоками создает результирующий вращающийся поток.

Мы знаем, что ток обмотки статора носит переменный характер, как и поток, создаваемый током статора. Чтобы четко понять работу асинхронного двигателя с экранированными полюсами, рассмотрим три области:

1. Когда поток меняет свое значение от нуля до почти максимального положительного значения.
2. Когда поток остается почти постоянным при максимальном значении.
3. Когда поток уменьшается от максимального положительного значения до нуля.

ОБЛАСТЬ 1:
Когда поток меняет свое значение от нуля до почти максимального положительного значения – в этой области скорость нарастания потока и тока очень высока.

Согласно закону Фарадея, при изменении потока возникает ЭДС. Поскольку медная полоса представляет собой короткое замыкание, ток начинает течь в медной полосе из-за этой наведенной ЭДС. Этот ток в медной полосе создает свой собственный поток.

Согласно закону Ленца, направление этого тока в медной полосе таково, что он препятствует своей собственной причине, т. е. нарастанию тока.

Таким образом, заштрихованный кольцевой поток противодействует основному потоку, что приводит к скоплению потока в незаштрихованной части статора, а в заштрихованной части поток ослабевает.

Это неравномерное распределение потока приводит к смещению магнитной оси в середине незаштрихованной части.

ОБЛАСТЬ 2:
Когда поток остается почти постоянным при его максимальном значении. В этой области скорость нарастания тока и, следовательно, потока остается почти постоянной.

Следовательно, в заштрихованной части ЭДС очень мала. Поток, создаваемый этой ЭДС индукции, не влияет на основной поток, поэтому распределение потока остается однородным, а магнитная ось лежит в центре полюса.

ОБЛАСТЬ 3:
Когда поток уменьшается от максимального положительного значения до нуля – В этой области скорость уменьшения потока и, следовательно, тока очень высока. Согласно закону Фарадея, всякий раз, когда происходит изменение потока, индуцируется ЭДС.

Поскольку медная полоса представляет собой короткое замыкание, ток начинает течь по медной полосе из-за этой наведенной ЭДС. Этот ток в медной полосе создает свой собственный поток. Согласно закону Ленца, направление тока в медной полосе таково, что он препятствует своей собственной причине, т. е. уменьшению тока.

Таким образом, заштрихованный кольцевой поток способствует основному потоку, что приводит к скоплению потока в заштрихованной части статора, а в незаштрихованной части поток ослабевает. Это неравномерное распределение потока вызывает смещение магнитной оси в середине заштрихованной части полюса.

Это смещение магнитной оси продолжается в течение отрицательного цикла и приводит к возникновению вращающегося магнитного поля. Направление этого поля — от незаштрихованной части полюса к заштрихованной части полюса.

Преимущества и недостатки двигателя с экранированными полюсами

Преимущества асинхронного двигателя с экранированными

1. Очень экономичными и надежными.
2. Конструкция проста и надежна, так как отсутствует центробежный переключатель.

Недостатками асинхронного двигателя с расщепленными полюсами являются

1. Низкий коэффициент мощности.
2. Очень плохой пусковой момент.
3. Эффективность очень низкая, так как потери в меди высоки из-за наличия медной полосы.
4. Реверсирование скорости также сложно и дорого, так как требует еще одного комплекта медных колец.

Применение двигателей с экранированными полюсами

Применение двигателей с экранированными полюсами Асинхронный двигатель

Благодаря низкому пусковому моменту и приемлемой стоимости эти двигатели в основном используются в небольших инструментах, фенах, игрушках, проигрывателях, небольших вентиляторах, электрические часы и др.Эти двигатели обычно доступны в диапазоне от 1/300 до 1/20 кВт.

Что такое двигатель PSC

Двигатель с постоянным разделенным конденсатором (PSC) представляет собой тип однофазного двигателя переменного тока; более конкретно, тип асинхронного двигателя с расщепленной фазой, в котором конденсатор подключен постоянно (в отличие от подключения только при запуске).

Двигатели переменного тока

можно разделить на однофазные и трехфазные в зависимости от того, питаются ли они от одного ^*1 — или трехфазного ^*2 источника питания.
Существует несколько различных типов однофазных асинхронных двигателей. Один из них включает в себя использование конденсатора ^*3 для создания магнитного поля таким образом, что оно имитирует вторую фазу питания, тем самым создавая крутящий момент, необходимый для запуска вращения двигателя ^*4 . Такие двигатели называются «двигателями с конденсаторным пуском», чтобы отразить использование конденсатора для этой цели. В эту категорию также входят двигатели, в которых конденсатор остается подключенным все время (а не только при запуске), и они называются «двигателями с конденсатором» или «двигателями с постоянными конденсаторами».

• *1

  Однофазный: тип электропитания, используемый в жилых домах.

• *2

  Трехфазный: Тип электропитания, вырабатываемого на электростанциях и поставляемого на заводы и другие промышленные объекты.

• *3

  Конденсатор: электронное устройство, способное накапливать и разряжать электрическую энергию, также известное исторически как конденсатор. Альтернативной конструкцией однофазного асинхронного двигателя, в котором не используется конденсатор, является двигатель с расщепленными полюсами.

• *4

  В дополнение к двигателям с конденсаторным пуском, двумя другими конструкциями однофазных асинхронных двигателей, не требующих конденсатора для создания пускового момента, являются асинхронный двигатель с расщепленной фазой и двигатель с расщепленными полюсами.

Как работают двигатели PSC

Чтобы использовать однофазный источник питания, доступный в жилых домах, для привода двигателя, необходим механизм запуска двигателя во вращение. Двигатель PSC делает это, имея отдельные основную и вторичную обмотки (как показано на схеме), при этом основная обмотка подключается непосредственно к источнику питания, а вторичные обмотки подключаются через конденсатор.

При включении блока питания ток протекает сначала в основной обмотке, а затем, с небольшой задержкой из-за конденсатора, во вторичной обмотке. Эта разница в токах основной и вторичной обмотки принимает форму разности фаз (это означает, что их формы волны смещены друг относительно друга на оси времени), вызывая чередование пикового магнитного поля между двумя обмотками и тем самым создавая крутящий момент, который запускает вращения двигателя.

Предыстория разработки двигателей PSC

Одним из принципов однофазного асинхронного двигателя (двигателя PSC) является явление «вращений Араго», открытое Франсуа Араго в 1824 году.Его открытие заключалось в том, что, когда магнит вращается рядом с диском из немагнитного материала (металла, такого как медь или алюминий, который не притягивается магнитом), диск также начинает вращаться вместе с магнитом.

В конце 19 века Никола Тесла, признанный одним из главных сторонников электрической системы переменного тока (AC), изобрел первый практический асинхронный двигатель и внедрил связанные с ним технологии, что привело к широкому внедрению двигателей переменного тока в промышленность. .Последующее появление простых и недорогих однофазных асинхронных двигателей, отличавшихся простотой использования и компактностью, привело к еще более широкому использованию этих двигателей для питания бытовой техники и другого оборудования в различных условиях, включая дома и малые/средние предприятия. заводы.

Однако в настоящее время двигатели с электронной коммутацией (ЕС) стали обычным явлением в самых разных областях, поскольку они более эффективны и просты в использовании, чем однофазные асинхронные двигатели. Эти EC-двигатели широко известны как бесщеточные двигатели постоянного тока (BLDC).

Сравнение двигателей PSC и двигателей EC

В то время как конденсаторные двигатели практичны и просты в использовании, двигатели EC стали широко использоваться в самых разных областях благодаря преимуществам, включающим превосходную энергоэффективность и более простое управление скоростью и другими аспектами работы двигателя.
В следующей таблице перечислены преимущества и недостатки двух типов двигателей.

Применения для двигателей PSC и двигателей EC

В то время как способность двигателей PSC работать на знакомом однофазном питании привела к их широкому использованию в таких областях, как обычное домашнее хозяйство, небольшие заводы и сельское хозяйство, использование двигателей EC в последние годы увеличилось.

Области применения двигателей EC включают следующее.

• Кондиционер
• Бытовая техника
• Водонагреватели и горелки
• Экологическое оборудование
• Товары для ванной
• Торговые автоматы
• Морозильные и холодильные витрины
• Банкоматы, автоматы для обмена купюр, автоматы по обмену валюты, автоматы по продаже билетов
• Чистые помещения
• Оптические изделия
• Принтеры
• Копировальные аппараты
• Медицинское оборудование
• Коммерческое оборудование

электродвигатель | Британика

Простейший тип асинхронного двигателя показан в поперечном сечении на рисунке.Трехфазный набор обмоток статора вставлен в пазы в железе статора. Эти обмотки могут быть соединены либо по схеме «звезда», обычно без внешнего соединения с нейтральной точкой, либо по схеме «треугольник». Ротор состоит из цилиндрического железного сердечника с проводниками, размещенными в пазах по всей поверхности. В наиболее обычной форме эти проводники ротора соединены друг с другом на каждом конце ротора проводящим концевым кольцом.

Основу работы асинхронного двигателя можно разработать, если сначала предположить, что обмотки статора подключены к трехфазному источнику электропитания и что в обмотках статора протекает набор из трех синусоидальных токов формы, показанной на рисунке.На этом рисунке показано влияние этих токов на создание магнитного поля в воздушном зазоре машины в течение шести мгновений цикла. Для простоты показана только центральная петля проводника для каждой фазной обмотки. В момент t ₁ на рисунке ток в фазе a максимально положителен, а в фазах b и c вдвое меньше отрицательного значения. Результатом является магнитное поле с примерно синусоидальным распределением вокруг воздушного зазора с максимальным значением наружу вверху и максимальным значением внутрь внизу.В момент времени t ₂ на рисунке (т. е. на одну шестую цикла позже) ток в фазе c является максимальным отрицательным, в то время как в обеих фазах b и фазе a составляет половину значения положительный. Результат, как показано для t ₂ на рисунке, снова представляет собой синусоидально распределенное магнитное поле, но повернутое на 60 ° против часовой стрелки. Исследование распределения тока для t ₃ , t ₄ , t ₅ и t ₆ Поле совершает один оборот за один цикл токов статора. Таким образом, совместное действие трех равных синусоидальных токов, равномерно смещенных во времени и протекающих по трем равномерно смещенным по угловому положению статорным обмоткам, должно создавать вращающееся магнитное поле с постоянной величиной и механической угловой скоростью, зависящей от частоты электроснабжение.

Вращательное движение магнитного поля по отношению к проводникам ротора вызывает индуцирование в каждом из них напряжения, пропорционального величине и скорости поля относительно проводников.Поскольку проводники ротора замкнуты накоротко друг с другом на каждом конце, эффект будет заключаться в том, что в этих проводниках будут протекать токи. В простейшем режиме работы эти токи будут примерно равны наведенному напряжению, деленному на сопротивление проводника. На этом рисунке показана картина токов ротора для момента t ₁ рисунка. Видно, что токи приблизительно синусоидально распределены по периферии ротора и расположены так, чтобы создавать крутящий момент против часовой стрелки на роторе (т.е., крутящий момент в том же направлении, что и вращение поля). Этот крутящий момент ускоряет ротор и вращает механическую нагрузку. По мере увеличения скорости вращения ротора его скорость относительно скорости вращающегося поля уменьшается. Таким образом, индуцированное напряжение уменьшается, что приводит к пропорциональному уменьшению тока проводника ротора и крутящего момента. Скорость ротора достигает устойчивого значения, когда крутящий момент, создаваемый токами ротора, равен крутящему моменту, требуемому при этой скорости нагрузкой, без избыточного крутящего момента, доступного для ускорения объединенной инерции нагрузки и двигателя.

Вращающееся поле и создаваемые им токи в короткозамкнутых проводниках ротора.

Британская энциклопедия, Inc.

Механическая выходная мощность должна обеспечиваться входной электрической мощностью. Первоначальных токов статора, показанных на рисунке, как раз достаточно для создания вращающегося магнитного поля. Чтобы поддерживать это вращающееся поле при наличии токов ротора на рисунке, необходимо, чтобы обмотки статора несли дополнительную составляющую синусоидального тока такой величины и фазы, чтобы нейтрализовать влияние магнитного поля, которое в противном случае возникло бы. токами ротора на рисунке.Таким образом, общий ток статора в каждой фазной обмотке представляет собой сумму синусоидальной составляющей для создания магнитного поля и другой синусоиды, опережающей первую на четверть цикла, или на 90 °, для обеспечения требуемой электрической мощности. Вторая, или силовая, составляющая тока находится в фазе с напряжением, приложенным к статору, в то время как первая, или намагничивающая, составляющая отстает от приложенного напряжения на четверть периода или 90°. При номинальной нагрузке эта составляющая намагничивания обычно находится в диапазоне 0.4 на 0,6 величины силовой составляющей.

Большинство трехфазных асинхронных двигателей работают с обмотками статора, подключенными непосредственно к трехфазной сети постоянного напряжения и постоянной частоты. Типичное линейное напряжение питания находится в диапазоне от 230 вольт между фазами для двигателей относительно малой мощности (например, от 0,5 до 50 киловатт) до около 15 киловольт между фазами для мощных двигателей мощностью до 10 мегаватт.

За исключением небольшого падения напряжения на сопротивлении обмотки статора, напряжение питания согласовано со скоростью изменения во времени магнитного потока в статоре машины.Таким образом, при питании с постоянной частотой и постоянным напряжением величина вращающегося магнитного поля поддерживается постоянной, а крутящий момент примерно пропорционален силовой составляющей тока питания.

В асинхронном двигателе, показанном на предыдущих рисунках, магнитное поле вращается на один оборот за каждый цикл частоты питания. При частоте питания 60 Гц скорость поля составляет 60 оборотов в секунду или 3600 оборотов в минуту. Скорость ротора меньше скорости поля на величину, достаточную, чтобы индуцировать требуемое напряжение в проводниках ротора для создания тока ротора, необходимого для крутящего момента нагрузки.При полной нагрузке скорость обычно на 0,5–5 % ниже рабочей скорости (часто называемой синхронной скоростью), при этом более высокий процент применяется к двигателям меньшего размера. Эту разницу в скорости часто называют скольжением.

Другие синхронные скорости можно получить с источником постоянной частоты, создав машину с большим количеством пар магнитных полюсов, в отличие от двухполюсной конструкции, показанной на рисунке. Возможные значения скорости магнитного поля в оборотах в минуту: 120 f / p , где f — частота в герцах (циклов в секунду), а p — число полюсов (которое должно быть четное число).Данную железную раму можно намотать для любого из нескольких возможных чисел пар полюсов, используя катушки, которые охватывают угол приблизительно (360/ p )°. Крутящий момент, доступный от корпуса машины, останется неизменным, так как он пропорционален произведению магнитного поля и допустимого тока катушки. Таким образом, номинальная мощность рамы, являющаяся произведением крутящего момента и скорости, будет примерно обратно пропорциональна количеству пар полюсов. Наиболее распространенные синхронные скорости для 60-герцовых двигателей составляют 1800 и 1200 оборотов в минуту.

.