Схема подключения электродвигателя: Схемы подключения трехфазных электродвигателей

Содержание

Схемы подключения трехфазных электродвигателей

Содержание:

  1. Условные обозначения на схемах
  2. Схема прямого включения электродвигателя
  3. Схема подключения электродвигателя через магнитный пускатель
  4. Реверсивная схема подключения электродвигателя (Как изменить направление вращения электродвигателя?)

О том как подключить трехфазный электродвигатель в однофазную сеть вы можете посмотреть здесь.

ВАЖНО! Перед подключением электродвигателя необходимо убедится в правильности схемы соединения обмоток электродвигателя в соответствии с его паспортными данными.

  1. Условные обозначения на схемах

Магнитный пускатель (далее — пускатель) — коммутационный аппарат предназначенный для пуска и остановки двигателя. Управление пускателем осуществляется через электрическую катушку, которая выступает в качестве электромагнита, при подаче на катушку напряжения она воздействует электромагнитным полем на подвижные контакты пускателя которые замыкаются и включают электрическую цепь, и наоборот, при снятии напряжения с катушки пускателя — электромагнитное поле пропадает и контакты пускателя под действием пружины возвращаются в исходное положение размыкая цепь.

У магнитного пускателя есть силовые контакты предназначенные для коммутации цепей под нагрузкой и блок-контакты которые используются в цепях управления.

Контакты делятся на нормально-разомкнутые — контакты которые в своем нормальном положении, т.е. до подачи напряжения на катушку магнитного пускателя или до механического воздействия на них, находятся в разомкнутом состоянии и нормально-замкнутые — которые в своем нормальном положении находятся в замкнутом состоянии.

В новых магнитных пускателях имеется три силовых контакта и один нормально-разомкнутый блок-контакт. При необходимости наличия большего количества блок-контактов (например при сборке

реверсивной схемы пуска электродвигателя), на магнитный пускатель сверху дополнительно устанавливается приставка с дополнительными блок-контактами (блок контактов) которая, как правило, имеет четыре дополнительных блок-контакта (к примеру два нармально-замкнутых и два нормально-разомкнутых).

обзор лучших идей и схем подключения (варианты проверки в домашних условиях)

Широко используемые в производственных процессах асинхронные электрические двигатели совмещаются треугольником, либо звездой. Один из первых вариантов применяется в большинстве случаев для моторов, отличающихся продолжительностью функционирования и пуска. Объединённое подключение используется для пуска электрических двигателей высокой мощности.

Что касается подключения электрического двигателя звездой, то её применяют на первоначальном этапе пуска, впоследствии переходя на треугольник. Помимо этого распространение получило подсоединение двигателя трёхфазного 220В.

В процессе подсоединения к 220В на двигатель влияют мощные потоки тока, которые сокращают его эксплуатационный период. В промышленной области подключение электродвигателей высокой мощности осуществляется в основном звездой, а не треугольником.


Если необходимо знать, как подключить электрический мотор 380 на 220, тогда важно знать, что существует несколько методов, обладающих, как плюсами, так и минусами.

Краткое содержимое статьи:

Переподсоединение с 380В на 220

Чтобы присоединить мотор трёхфазный к 220 вольтам, важно знать, что он имеет шесть выводов, полностью соответствующих нескольким обмоткам. Посредством проводного тестера осуществляется прозвон для поиска катушки. Концы совмещаются парно для получения треугольников.

Прежде всего, несколько концов провода сетевого подсоединяются к нескольким концам полученного треугольника. Не задействованный конец крепится к конденсатору, при этом свободный его провод тоже присоединяется с концом катушек, а также провода сетевого назначения.

От выбора варианта зависит, куда именно будет происходить вращение мотора. Проделав необходимые действия, осуществляется запуск мотора, после подачи 220 вольт на него.

Если в процессе подключения наблюдается гул, но при этом двигатель не крутится, соответственно требуется установка конденсатора, который в процессе запуска заставляет мотор крутиться, как на фото подсоединения электрического двигателя на сайте.


Сопротивление измеряется посредством тестера. При его отсутствии можно использовать батарейку, либо лампочку, предназначенную для фонарика: непосредственно в цепи с лампой присоединяют определённые провода.

В случае, если найдены концы обмотки, то происходит загорание лампочки. Значительно проблематичнее определить концы, а также начало обмоток. В данном случае необходим вольтметр.

Во время разрыва батарейки и провода важно смотреть происходит ли отклонение стрелки. Подобные действия необходимо осуществить с другими обмотками, чтобы изменять при достижении полярности. Достигается отклонение стрелки до первоначального измерения.

Звезда-треугольник

В большинстве двигателях отечественного производства звезда уже собрана, а вот треугольник нуждается в подсоединении нескольких фаз, при этом из шести последующих концов, имеющихся на обмотке, сооружают звезду. Схемы для подключения электрического мотора отображены на рисунке.


Неоспоримое достоинство совмещения цепи трёхфазной посредством звезды состоит в том, что двигатель вырабатывает максимальную мощность. Данного типа соединение нравится любителям, однако на производствах используется редко из-за сложности схемы соединения.

Варианты подсоединения электрического двигателя

Чаще всего используется подключение мотора электрического под 220/380В с имеющимся конденсатором, посредством которого снижается мощность. Конденсаторный контакт следует присоединить к нулю, при этом другой – к следующему выходу двигателя. В итоге получается минимальной мощности устройство.

При повышенной мощности следует внести в имеющуюся схему конденсатор пускового типа. При подсоединении однофазном он возвещает третий выход.

Что касается способа подсоединения асинхронного мотора электрического, то он просто подключается треугольником, а также звездой. У подобных агрегатов несколько обмоток. Для изменения имеющегося напряжения не обойтись без смены местами выходов, которые идут к верхней части соединений.

В процессе подключения подобных двигателей немаловажно ознакомиться с инструкцией, сертификатом, поскольку в импортных вариантах нередко можно встретить треугольник, который подходит под отечественные 220 вольт. Подобные двигатели при невнимательном отношении к данному вопросу и подключении звездой сразу же сгорают.


При мощности, достигающей больше чем 3 ватт, двигатель подключать не рекомендуется, так как это может стать причиной замыкания и поломкой автомата УЗО.

Подключение мотора трёхфазного

Ротор, подсоединённый по трёхфазной схеме, вращается посредством поля магнитного, которое появляется от тока, возникающего в различное время по разнообразным обмоткам.

Однако при подсоединении данного мотора к однофазной схеме, вращение ротора не наблюдается. К самому не сложному методу подключения относится присоединение  третьего контакта посредством конденсатора фазодвигающего.

При включении в схему однофазную у двигателя возникает быстрота вращения как при функционировании от сети с тремя фазами. Однако потери мощности высокие и напрямую зависят от конденсаторной ёмкости, условий эксплуатации двигателя, варианта подключения.


К самым распространенным вариантам цепей при подсоединении мотора электрического считается трёхфазная, представляющая собой совокупность электроцепей с равноценной частотой ЭДС, отличающихся фазами, но создающиеся одним энергетическим источником.

Невзирая на тот факт, что многие моторы справляются с функционированием от сети однофазной, бесперебойно работать всё же может не каждый. Отличным вариантом в подобно ситуации считаются электромоторы, рассчитанные на 380/220 вольт.

Данное напряжение указано в инструкции, а также на табло, имеющемся на агрегате. Помимо этого в паспорте имеется схема подсоединения и способы её  возможного изменения.


Фото процесса подключения электродвигателя

Способы запуска электродвигателя постоянного тока: рабочие схемы

Хорошие тяговые характеристики электрических машин постоянного тока сделали их неотъемлемым элементом большинства устройств промышленной и бытовой механизации. Но вместе с тем возникает и существенная проблема значительных пусковых токов, в сравнении с  асинхронными электродвигателями, работающих на переменном напряжении. Именно поэтому многие специалисты детально изучают способы запуска электродвигателя постоянного тока, прежде чем включить агрегат.

Прямой пуск

Из всех электродвигателей постоянного тока основная градация при выборе способа их запуска должна учитывать мощность устройства.

В целом выделяют три вида пуска:

  • малой мощности;
  • средней;
  • большой мощности.

Для прямого запуска подойдут только маломощные электродвигатели, которые потребляют до 1кВт электроэнергии в сети.  При прямых запусках электродвигателя все напряжение сразу подается на рабочую обмотку. Это обуславливает возникновение максимального пускового тока из-за отсутствия естественной компенсации за счет ЭДС противодействия.

С физической точки зрения ситуация в обмотках ротора будет выглядеть следующим образом: в момент подачи напряжения сила тока в обмотках равна нулю, поэтому его значение будет определяться по формуле:

I = U/Rобм, где

U – приложенная к выводам номинальное напряжение, Rобм – сопротивление катушки.

В этот момент величина токовой нагрузки электродвигателя постоянного тока является максимальной, он может отличаться от номинального значения в 1,5 – 2,5 раза. После этого  протекание тока обуславливает генерацию ЭДС  противодействия, которая компенсирует пусковую нагрузку до установки номинальной мощности, тогда ток станет:

I = (U — Eпрот)/Rобм

В мощных устройствах сопротивление обмоток якоря может равняться 1 или 0,5 Ом, из-за чего ток при запуске электродвигателя может достигнуть 200 – 500 А, что в 10 – 50 раз будет превышать допустимые величины. Это, в свою очередь, может привести к термическому отпуску металла, деформации проводников, разрушению колец или щеток скользящего контакта. Поэтому двигатели постоянного тока средней и большой мощности должны вводиться в работу реостатным запуском или путем подачи заведомо пониженного напряжения, прямой пуск для них крайне опасен.

Пуск с помощью пускового реостата

В этом случае в цепь вводится переменное сопротивление, которое на начальном этапе обеспечивает снижение токовой нагрузки, пока вращение ротора не достигнет установленных оборотов. По мере стабилизации ампеража до стандартной величины в реостате уменьшается сопротивление от максимального значения до минимального.  

Расчет электрической величины в этом случае будет производиться по формуле:

I = U / (Rобм + Rреостата)

В лабораторных условиях уменьшение нагрузки может производиться вручную – посредством перемещения ползунка реостата. Однако в промышленности такой метод не получил широкого распространения, так как процесс не согласовывается с токовыми величинами.  Поэтому применяется регулировка по току, по ЭДС или по времени, в первом случае задействуется измерение величины в обмотках возбуждения, во втором, на каждую ступень применяется выдержка времени.

Оба метода используются для запуска электродвигателей:

  • с последовательным;
  • с параллельным возбуждением;
  • с независимым возбуждением.

Запуск ДПТ с параллельным возбуждением

Такой запуск электродвигателя осуществляется посредством включения и обмотки возбуждения, и якорной к напряжению питания электросети, друг относительно друга они располагаются параллельно. То есть каждая из обмоток электродвигателя постоянного тока находятся под одинаковой разностью потенциалов.  Этот метод запуска обеспечивает жесткий режим работы, используемый в станочном оборудовании. Токовая нагрузка во вспомогательной обмотке  при запуске имеет сравнительно меньший ток, чем обмотки статора или ротора.

Для контроля пусковых характеристик сопротивления вводятся в обе цепи:

Рис 1. Запуск ДПТ с параллельным возбуждением

На начальном этапе вращения вала позиции реостата обеспечивают снижение нагрузки на электродвигатель, а затем их обратно выводят в положение нулевого сопротивления. При затяжных запусках выполняется автоматизация и комбинация нескольких ступеней пусковых реостатов или отдельных резисторов, пример такой схемы включения приведен на рисунке ниже:

Рис. 2. Ступенчатый пуск двигателя параллельного возбуждения
  • При подаче напряжения питания на электродвигатель ток, протекающий через рабочие обмотки и обмотку возбуждения, за счет магазина сопротивлений Rпуск1, Rпуск2, Rпуск3 нагрузка ограничивается до минимальной величины.
  • После достижения порогового значения минимума токовой величины происходит последовательное срабатывание  реле K1, K2, K3.
  • В результате замыкания контактов реле K1.1 шунтируется первый резистор, рабочая характеристика в цепи питания электродвигателя скачкообразно повышается.
  • Но после снижения ниже установленного предела замыкаются контакты K2.2 и процесс повторяется снова, пока электрическая машина не достигнет номинальной частоты вращения.

Торможение электродвигателя постоянного тока может производиться в обратной последовательности за счет тех же резисторов.

Запуск ДПТ с последовательным возбуждением

Рис. 3. Запуск ДПТ с последовательным возбуждением

На рисунке выше приведена принципиальная схема подключения электродвигателя с последовательным возбуждением. Ее отличительная особенность заключается в последовательном соединении катушки возбуждения Lвозбуждения и непосредственно мотора, переменное сопротивление Rякоря также вводится последовательно.

По цепи обеих катушек протекает одинаковая токовая величина, эта схема обладает хорошими параметрами запуска, поэтому ее часто используют в электрическом транспорте. Такой электродвигатель запрещено включать без усилия на валу, а регулирование частоты осуществляется в соответствии с нагрузкой.

Пуск ДПТ с независимым возбуждением

Подключение электродвигателя в цепь с  независимым возбуждением производится путем  ее запитки от отдельного источника.

Рис. 4. Запуск ДПТ с независимым возбуждением

На схеме приведен пример независимого подключения, здесь катушка Lвозбуждения и сопротивление в ее цепи Rвозбуждения получают питание отдельно от обмоток двигателя током независимого устройства. Для обмоток двигателя также включается регулировочный реостат Rякоря. При этом способе запуска машина постоянного тока не должна включаться без нагрузки или с минимальным усилием на валу, так как это приведет к нарастанию оборотов и последующей поломке.

Пуск путем изменения питающего напряжения

Одним из вариантов снижения токовой нагрузки при запуске электродвигателя является уменьшение питающего номинала посредством генератора постоянного напряжения или управляемого выпрямителя.

С физической точки зрения установка реостата обеспечивает тот же эффект, но с увеличением мощности электродвигателя возрастает и постоянная токовая нагрузка, существенно повышаются потери на реостатах. Поэтому снижение постоянного напряжения выполняет отдельное устройство на базе микросхемы, пример которого приведен на рисунке ниже:

Рис. 5. Схема пуска с изменением питающего напряжения

Схема подключения асинхронного электродвигателя — Всё о электрике

Однофазные асинхронные двигатели на службе человечества

Никто глубоко не задумывался о том, как бы жили люди без такого изобретения, как электродвигатель асинхронный однофазный. Казалось бы, что такое умное слово никого не касается и витает где-то в заоблачной дали. Но этот большой помощник в быту встречается на каждом шагу.

Скажите, как можно обходиться без холодильника или пылесоса. А ведь не будь двигателя, всего этого не было бы сейчас. Предлагаем в статье узнать все подробности об этом устройстве, а дочитавшим до конца будет бонус в виде полезного справочника по асинхронным двигателям

История возникновения

Более 60 лет понадобилось многим ученым, пока однофазный асинхронный двигатель начал покорять просторы земного шара. Началось все с 1820-х годов, когда Джозеф Генри и Майкл Фарадей – открыли явления индукции и начали первые эксперименты.

В 1889-1891годах русский электротехник, поляк по происхождению, Михаил Осипович Доливо-Добровольский придумал ротор в виде “беличьей клетки”. К этому изобретению его подтолкнул доклад Феррариса «О вращающемся магнитном поле». С началом ХХ века пришло широкое внедрение электромеханических устройств.

Применение однофазных асинхронных двигателей

Известно, что однофазные двигатели уступают трехфазным по некоторым характеристикам. Однофазные моторы имеют в основном бытовое назначение:

  • пылесосы;
  • вентиляторы;
  • электронасосы;
  • холодильники;
  • машины для переработки сырья.

Для того, чтобы выполнить подключение асинхронного двигателя нужна однофазная сеть переменного тока. Такие двигатели работают при напряжении 220 Вольт и частоте 50 Гц. Прилагательное «асинхронный» указывает на то, что скорость вращения якоря отстает от магнитного поля статора.
Однофазные двигатели имеют две независимых цепи, но работают они в основном на одной, отсюда и название. Основные части двигателя:

  1. Статор (неподвижный элемент).
  2. Ротор (вращающаяся часть).
  3. Механическое соединение этих двух частей.
  4. Поворотные подшипники.

Соединение состоит из внутренних колец, установленных на закрепленных втулках вала ротора, наружных колец в защитных боковых крышках, прикрепленных к статору.

Для запуска однофазного асинхронного двигателя с пусковой обмоткой установлена ​​другая катушка. Обмотка стартера установлена ​​со смещением от рабочей катушки на 900 С. Для создания сдвига тока, в цепи однофазного двигателя имеется схема сдвига фаз. Сдвиг можно получить при помощи различных элементов. Это могут быть:

  1. Активное сопротивление.
  2. Емкостное.
  3. Индуктивное.

В видео, представленном ниже, показан принцип работы однофазных асинхронных двигателей.

Принцип действия

Обмотки статора при помощи переменного тока образуют магнитные поля. Они имеют одинаковую амплитуду и частоту, но действуют в разных направлениях, поэтому статический ротор начинает вращаться.

Если в двигателе отсутствует пусковой механизм, ротор останавливается, потому что результирующий крутящий момент равен нулю. В случае, когда ротор начинает вращаться в одном направлении, соответствующий крутящий момент становится выше, когда вал двигателя продолжает вращаться в заданном направлении.

Момент запуска

Сигналом к запуску становится магнитное поле двух обмоток, вращающее подвижную часть двигателя. Оно создается 2 обмотками: главной и пусковой. Дополнительная обмотка меньшего размера является пусковой и подключается к основной схеме включения однофазного двигателя через ёмкостное или индуктивное сопротивление.

Пусковая обмотка может работать кратковременно. Более длительное время нахождения под нагрузкой может вызвать перегревание и воспламенение изолирующих элементов, что приведет к выходу из строя.

Надежность повышается за счет встраивания в схему однофазного асинхронного двигателя таких элементов как тепловое реле и центробежный выключатель. Последний отключает пусковую фазу в тот момент, когда ротор разгоняется до номинальной скорости. Отключение происходит автоматически.

Работа реле происходит следующим образом: когда обмотки нагреваются до предельного значения, установленного на реле, механизм прерывает подачу питания на обе фазы, предотвращая отказ из-за перегрузки или по любой другой причине. Это защищает от возгорания.

Возможно, вам будет интересно также почитать все, что нужно знать о шаговых электродвигателях в другой нашей статье.

Варианты подключения

Для того, чтобы мотор заработал необходимо иметь одну 220-вольтовую фазу. Это значит, что подойдет любая стандартная розетка. Благодаря этой простоте двигатели завоевали популярность в быту. Любой прибор, начиная от стиральной машины и до соковыжималки, имеет подобные механизмы в своем составе.

Известны два типа однофазных двигателей в зависимости от способа подключения:

  1. Однофазный асинхронный двигатель с пусковой обмоткой.
  2. Однофазный двигатель с конденсатором.

Схема подключения однофазного асинхронного двигателя с помощью конденсаторов изображена на рисунке.

Схема содержит пусковую обмотку с конденсатором. После ускорения ротора происходит выключение катушки. Рабочий конденсатор не позволяет размыкаться пусковой цепи, и запускающая обмотка работает через конденсатор в постоянном режиме.

Одновременно с рабочей обмоткой пусковая катушка снабжена током через конденсатор. При использовании в режиме пуска у катушки более высокое активное сопротивление. Фазовый сдвиг при этом имеет достаточную величину, чтобы началось вращение.

Допускается брать пусковую обмотку, с меньшей индуктивностью и большим сопротивлением. Запуск конденсатора осуществляется при подключении его к пусковой обмотке и временному источнику питания.

Чтобы достичь максимального значения пускового момента требуется вращающееся магнитное поле. Для этого нужно добиться положения обмоток под углом 900. При правильно рассчитанной емкости конденсатора обмотки могут быть смещены на 900 градусов. Расчет однофазного асинхронного двигателя зависит от схем подключения, которые приведены ниже.

Различные варианты подключения:

  • временное включение электрического тока на стартовую обмотку через конденсатор;
  • подача на пусковое устройство через резистор, без конденсатора;
  • запуск через конденсатор на пусковую обмотку постоянно, одновременно с работой рабочей обмотки.

Расчет проводной принадлежности

Для расчета проводов, соединяющих рабочую и пусковую обмотки, понадобится омметр. Измеряется сопротивление обмоток. R рабочей обмотки должно быть ниже, чем у стартера. Например, если измерения составили 12 Ом для одной обмотки и 30 Ом для другой, то сработают обе. У рабочей обмотки поперечное сечение больше, чем у выходной.

Выбор емкости конденсатора

Чтобы определить емкость конденсатора, необходимо знать ток потребления электродвигателя. Если ток 1,4 А, то понадобится конденсатор емкостью 6 микрофарад. Также можно ориентироваться на таблицу расчета емкости конденсатора, приведенную ниже.

Проверка работоспособности

Тестирование начинается с визуального осмотра. Возможные неисправности:

  1. Если опорная часть на устройстве была сломана, это может привести к неисправностям.
  2. При потемнении корпуса в средней части идет перегрев. Бывает попадание в корпус различных посторонних предметов, это способствует перегреванию. При износе и загрязнении подшипников возможен перегрев.
  3. Когда однофазный электродвигатель на 220 вольт имеет в схеме подключения конденсатор увеличенного размера, он начинает перегреваться.

Запустить двигатель минут на пятнадцать, а затем проверить, не прогрелся ли он. Если двигатель не греется, причиной являлась увеличенная емкость конденсатора. Необходимо установить конденсатор, имеющий меньшую емкость.

Для лучшего понимания механизма работы двигателей, рекомендуем также подробнее прочитать, что такое трехфазный двигатель и как он работает.

Достоинства и недостатки

Основными плюсами являются:

  • простота конструкции;
  • повсеместная доступность однофазных сетей переменного тока 220 В при частоте 50 Гц (практически во всех районах).

К минусам можно отнести следующие обстоятельства:

  • невысокий пусковой момент двигателя;
  • низкая эффективность.

Заключение

Маломощные однофазные электродвигатели выпускаются в разной модификации и для разного назначения. Перед приобретением необходимо точно знать некоторые характеристики. Подробно с устройством данного типа двигателей можно ознакомиться, скачав книгу Алиева И. И. Асинхронные двигатели в трехфазном и однофазном режимах.

Российские производители предлагают некоторые серии устройств, имеющие мощность от 18 до 600 Вт, частоту вращения 3000 и 1500 об/мин. Все они предназначены для подключения в сеть с напряжением 127, 220 или 380 Вольт и частотой 50 Гц.

Схемы подключения трехфазных электродвигателей

ВАЖНО! Перед подключением электродвигателя необходимо убедится в правильности схемы соединения обмоток электродвигателя в соответствии с его паспортными данными.

Условные обозначения на схемах

Магнитный пускатель (далее — пускатель) — коммутационный аппарат предназначенный для пуска и остановки двигателя. Управление пускателем осуществляется через электрическую катушку, которая выступает в качестве электромагнита, при подаче на катушку напряжения она воздействует электромагнитным полем на подвижные контакты пускателя которые замыкаются и включают электрическую цепь, и наоборот, при снятии напряжения с катушки пускателя — электромагнитное поле пропадает и контакты пускателя под действием пружины возвращаются в исходное положение размыкая цепь.

У магнитного пускателя есть силовые контакты предназначенные для коммутации цепей под нагрузкой и блок-контакты которые используются в цепях управления.

Контакты делятся на нормально-разомкнутые — контакты которые в своем нормальном положении, т.е. до подачи напряжения на катушку магнитного пускателя или до механического воздействия на них, находятся в разомкнутом состоянии и нормально-замкнутые — которые в своем нормальном положении находятся в замкнутом состоянии.

В новых магнитных пускателях имеется три силовых контакта и один нормально-разомкнутый блок-контакт. При необходимости наличия большего количества блок-контактов (например при сборке реверсивной схемы пуска электродвигателя), на магнитный пускатель сверху дополнительно устанавливается приставка с дополнительными блок-контактами (блок контактов) которая, как правило, имеет четыре дополнительных блок-контакта (к примеру два нармально-замкнутых и два нормально-разомкнутых).

Кнопки для управления электродвигателем входят в состав кнопочных постов, кнопочные посты могут быть однокнопочные, двухкнопочные, трехкнопочные и т.д.

Каждая кнопка кнопочного поста имеет по два контакта — один из них нормально-разомкнутый, а второй нормально-замкнутый, т.е. каждая из кнопок может использоваться как в качестве кнопки «Пуск» так и в качестве кнопки «Стоп».

Схема прямого включения электродвигателя

Данная схема является самой простой схемой подключения электродвигателя, в ней отсутствует цепь управления, а включение и отключение электродвигателя осуществляется автоматическим выключателем.

Главными достоинствами данной схемы является дешевизна и простота сборки, к недостаткам же данной схемы можно отнести то, что автоматические выключатели не предназначены для частого коммутирования цепей это, в сочетании с пусковыми токами, приводит к значительному сокращению срока службы автомата, кроме того в данной схеме отсутствует возможность устройства дополнительной защиты электродвигателя.

Схема подключения электродвигателя через магнитный пускатель

Эту схему так же часто называют схемой простого пуска электродвигателя, в ней, в отличии от предыдущей, кроме силовой цепи появляется так же цепь управления.

При нажатии кнопки SB-2 (кнопка «ПУСК») подается напряжение на катушку магнитного пускателя KM-1, при этом пускатель замыкает свои силовые контакты KM-1 запуская электродвигатель, а так же замыкает свой блок-контакт KM-1.1, при отпускании кнопки SB-2 ее контакт снова размыкается, однако катушка магнитного пускателя при этом не обесточивается, т.к. ее питание теперь будет осуществляться через блок-контак KM-1.1 (т.е. блок-контак KM-1.1 шунтирует кнопку SB-2). Нажатие на кнопку SB-1 (кнопка «СТОП») приводит к разрыву цепи управления, обесточиванию катушки магнитного пускателя, что приводит к размыканию контактов магнитного пускателя и как следствие, к остановке электродвигателя.

Реверсивная схема подключения электродвигателя (Как изменить направление вращения электродвигателя?)

Что бы поменять направление вращения трехфазного электродвигателя необходимо поменять местами любые две питающие его фазы:

При необходимости частой смены направления вращения электродвигателя применяется реверсивная схема подключения электродвигателя:

В данной схеме применяется два магнитных пускателя (KM-1, KM-2) и трехкнопочный пост, магнитные поскатели применяемые в данной схеме кроме нормально-разомкнутого блок-контакта должны так же иметь и нормально замкнутый контакт.

При нажатии кнопки SB-2 (кнопка «ПУСК 1») подается напряжение на катушку магнитного пускателя KM-1, при этом пускатель замыкает свои силовые контакты KM-1 запуская электродвигатель, а так же замыкает свой блок-контакт KM-1.1 который шунтирует кнопку SB-2 и размыкает свой блок-контакт KM-1.2 который защищает электродвигатель от включения в обратную сторону (при нажатии кнопки SB-3) до его предварительной остановки, т.к. попытка запуска электродвигателя в обратную сторону без предварительного отключения пускателя KM-1 приведет к короткому замыканию. Что бы запустить электродвигатель в обратную сторону необходимо нажать кнопу «СТОП» (SB-1), а затем кнопку «ПУСК 2» (SB-3) которая запитает катушку магнитного пускателя KM-2 и запустит электродвигатель в обратную сторону.

Примечание: В данной статье понятия пускателя и контактора не разделяются в связи с идентичностью их схем подключения подробнее читайте статью: Контакторы и магнитные пускатели.

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

Способы подключения асинхронного электродвигателя

С момента изобретения асинхронного двигателя появились различные вариации его исполнения. Но способы подключения остались прежними. Наиболее популярны две схемы: звезда и треугольник. Рассмотрим преимущества и недостатки каждой из них. Выясним, какой метод подключения оптимален.

Подключение звездой

При соединении обмоток статора асинхронного двигателя по схеме «звезда их концы объединяют в одной точке. При питании от трехфазной электролинии вольтаж подается на их начала.

Способ подходит для подключения трехфазных двигателей к трехфазной линии по большему напряжению. Например:

  • Двигатель 380 к сети 380 Вольт;
  • Двигатель 220В к сети под напряжением 220 единиц;
  • Двигатель 127 220В к сети 220 Вольт;
  • Двигатель 220 380 к сети 380 Вольт.

Преимущество метода заключается в плавном запуске мотора и его мягкой работе. Это благоприятно сказывается на его эксплуатационном сроке. Но в этом кроется недостаток: схема «звезда» несет потери по мощности в полтора раза по сравнению с подключением способом «треугольник».

Остается вопрос: можно ли, и если да, то, как подключить асинхронный двигатель на 220 или 127 Вольт (низшие значения вольтажа из двух номинальных) звездой? Да, можно. Но это будет невыгодно из-за высокой потери мощности, которая прямо пропорциональна подающемуся напряжению и зависит от способа включения. Поэтому потери мощности по специфике соединения будут сочетаться с потерями по вольтажу (вместо 380 Вольт будет 220В).

Подключение треугольником

Схема «треугольник» отличается от предыдущей тем, что обмотки соединяются последовательно. Тогда конец первой обмотки соединяется с началом второй, конец которой – с началом третьей, вывод которой – с началом первой.

Преимущество способа заключается в том, что он обеспечивает достижение максимальной мощности. Но при запуске двигателя образуются высокие пусковые токи, которые могут привести к уничтожению изоляции. Поэтому не рекомендуется подавать высокое напряжение.

Треугольное соединение используется для подключения однофазного двигателя к однофазной сети 127 или 220 Вольт. Она же применяется для трехфазных электродвигателей с двумя номинальными напряжениями при включении в однофазную сеть (только на меньшее значение):

  • Мотор 220 380 к сети с напряжением 220 Вольт;
  • Мотор 127 220В к сети с вольтажом 127 единиц.

Внимание! Существуют трехфазные электросети: 600, 380, 220 и 127 Вольт. Но к бытовым из них относят только с напряжением в 380. А 220 в быту относится к однофазным линиям. Поэтому наибольшее распространение получили моторы 220/380В, которые можно подключить как в городе, так и в частном доме.

С технической точки зрения для высокого значения номинального напряжения схема «треугольник» тоже подходит. Но ввиду высоких пусковых токов это нецелесообразно и очень опасно: изоляция сгорит от тепла, выделяемого обмоткой.

Подключение методом «звезда-треугольник»

Для продолжительной эксплуатации электродвигателя важен мягкий запуск, а для высокой производительности – большая мощность. Для того чтобы сочетать преимущества описанных выше способов соединения обмоток, была разработана новая схема: треугольник-звезда. Она подходит для высокомощных моторов от 5 кВт.

Для подключения электродвигателя таким способом понадобится реле времени. Технически управление выглядит следующим образом:

  1. Через реле времени К1 и контакт К2 на участке электроцепи контактора, обозначаемого К3, подается оперативное напряжение;
  2. Контактор К3 замыкается, но размыкается контакт К3 на части электроцепи контактора, условно обозначаемого К2 для блокировки ошибочного включения. Одновременно в электроцепи контактора К1, совмещенного с клеммами временного реле, включается контакт К3;
  3. При подключении контактора К1 замыкается контакт К1, расположенный на участке электроцепи с его катушкой. Тут же срабатывает реле времени, которое разъединяет контакт К1 на участке цепи с катушкой контактора К3, но соединяет его с катушкой контактора, обозначаемого на схеме К2;
  4. Контактор К3 выключается, а контакт К3, расположенный на части цепи, где находится катушка второго контактора К2, замыкается;
  5. Включается контактор К2, но контакт К2 на участке третьего контактора К3 размыкается в целях блокировки ошибочного включения.

Описание принципа питания:

  1. После включения третьего контактора замыкается третий контакт. При этом на блоке расключения начал обмоток (БРНО) замыкаются концы обмоток по схеме «звезда»: U2, V2 и W2;
  2. После включения первого контактора замыкается первый контакт. При этом питание подается на концы обмоток: U1, V1 и W1;
  3. После срабатывания временного реле происходит переключение на соединение треугольником;
  4. Контактор третий отключается, но включается второй с замыканием второго контакта;
  5. Питание теперь подается на концы обмоток, расположенных на БРНО (U2, V2 и W2).

Описать можно простыми словами: включение в работу электродвигателя сначала происходит посредством соединения обмоточных выводов в звезду. Этим обеспечивается мягкий и плавный запуск без перегревания. Когда мотор наберет обороты, автоматические происходит переключение на треугольное соединение. Момент переведения сопровождается незначительным снижением скорости вращения. Однако она быстро восстанавливается.

Подключение многоскоростных моторов

Если работа асинхронного электродвигателя может иметь несколько режимов, отличающихся по скорости вращения ротора, то говорят, что он многоскоростной. Различают двухскоростной, трехскоростной и четырехскоростной вариант исполнения. Схемы их подключения сложные, но основываются на уже рассмотренных нами способах соединения: «звезда» и «треугольник».

Двухскоростной мотор может подключаться тремя способами:

  1. Треугольник/двойная звезда (на рисунках обозначен буквой «а»). Подходит для подключения электродвигателя, низшая частота вращения которого вдвое меньше высшей частоты (отношение 1 к 2). Схема «треугольник» активна при низких оборотах, а «двойная звезда» — при высоких;
  2. Треугольник/сдвоенная звезда с прибавочной обмоткой (на рисунках буква «б»). Схема хороша для двигателей со следующими отношениями частот: 2 к 3 и 3 к 4;
  3. Тройная звезда/тройная звезда без дополнительной обмотки (на рисунке буква «в»). Схема подходит в тех же случаях, что и треугольник/двойная звезда с использованием дополнительной обмотки.

Подключение трехскоростного асинхронного двигателя отличается лишь тем, что у такого мотора не одна, а две обмотки, которые не зависят друг от друга. Первая подключается так же, как двухскоростной мотор с одной обмоткой по схеме «а». Вторая соединяется звездой. Всего выводов – 9.

У четырехскоростного мотора тоже две независимые друг от друга обмотки. Но в отличие от трехскоростного двигателя подключение каждой обмотки производится по схеме треугольник/сдвоенная звезда.

Нахождение начал и концов обмоток

Для асинхронных электродвигателей, работающих на одной скорости, характерно наличие шести контактов для трех обмоток (по одному контакту на начало и конец для каждой из них). Если на моторе указано их предназначение, то можно сразу приступать к подсоединению. Но иногда следы меток стираются, или их нет совсем. Тогда перед подключением необходимо определить пары выводов, а также места, где намотка начинается, а где заканчивается.

Поиск парных клемм

Сначала нужно определить выводы, принадлежащие только одной обмотке. Всего получится три пары. Для этого используйте лампу и соединительные провода:

  1. Ко второму зажиму в сети подсоедините один из выводов. Свободных останется 5;
  2. Включите лампу в сеть через третий зажим;
  3. Второй конец провода соедините с одной из клемм статора;
  4. Если свечения нет, то разъедините их и подключите к другому выводу;
  5. Меняйте соединение лампы со свободными контактами до тех пор, пока не будет замечено накала в лампочке. Как только появился свет, подключенные к сети контакты статора пометьте. Это пара одной из намоток;
  6. Точно так же определите две оставшиеся пары;
  7. Пометьте каждую пару так, чтобы в последующем не приходилось вновь их искать.

Внимание! Во время работы следите, чтобы оголенные выводы намоток не касались друг друга. Иначе пары могут быть определены ошибочно.

Пометка начал обмоток и их концов

Есть два метода:

Внимание! Для краткости: Н – начало, К – конец.

Описание метода трансформации:

  1. В одну пару включите лампу, а две оставшиеся соедините между собой последовательно, после чего подайте напряжение;
  2. Если свечения нет (рисунок б), то намотки были соединены К-Н-Н-К или Н-К-К-Н. Тогда нужно одну из намоток перевернуть, поменяв местами зажимы;
  3. Если появилось свечение (рисунок а), то на месте соединения двух пар можно смело пометить один из выводов концом, а другой – началом;
  4. Чтобы определить Н и К для обмотки, в которую включена лампа, нужно переставить ее на одну из намоток с уже определенными концами (рисунок в).

Описание способа поиска Н и К подбором фаз:

  1. Наугад попробуйте соединить двигатель звездой;
  2. Включите в сеть и следите за его работой. Если он гудит, то контакты одной из намоток поменяйте местами;
  3. Если мотор все равно гудит при работе, то верните контакты на место, но соедините с центром звезды противоположный вывод другой намотки;
  4. Если гудение пропало, то все выводы в центре – концы, а их противоположные стороны – начала. Если еще гудит, то поменяйте местами соединения третьей намотки.

Внимание! Метод подбора фаз подходит только для маломощных моторов до 5 кВт.

Однофазный мотор можно подключить только к однофазной линии. Трехфазный двигатель подходит как для однофазной, так и для трехфазной линии. Причем для однофазного подключения в сеть 127 или 220 Вольт выгодна схема «треугольник», а для линий 220 и 380 Вольт с тремя фазами – «звезда». В зависимости от технических характеристик мотора подключение может выполняться путем комбинаций этих методов.

{SOURCE}

Как подключить электродвигатель к однофазной и трехфазной сети: Схема Звезда, Треугольник

Подключение трехфазного электродвигателя АИР к трехфазной сети с напряжением 220/380В и 380/660 В — это упорядоченное, согласно схеме, соединение концов обмоток в клеммной коробке. От правильного монтажа напрямую зависит срок службы и эффективность оборудования.

Выделяют три схемы подключения трехфазного электродвигателя:

  • «Звезда»
  • «Треугольник»
  • Комбинированное соединение

Также предусмотрено подключение асинхронного трехфазного электродвигателя к однофазной сети 220В при помощи конденсатора. Соединение обмоток двигателя в ту или иную схему производится соответствующей установкой перемычек в клеммной коробке.

Как узнать, подключать Звездой или Треугольником?

У трехфазных двигателей АИР есть два номинальных напряжения: 220/380 в и 380/660В, которое указано на шильде. Это основной критерий выбора типа соединения асинхронных двигателей.

Схема подключения электродвигателя Напряжение
Звезда 380 В 660 В
Треугольник 220 В 380 В
  • Электродвигатели 220/380 — современные модели до 112 габарита — 7,5 кВт. Ранее выпускались до 315 габарита — до 132 кВт. Подключение к сети 220В треугольником, к 380В звездой.
  • Электродвигатели 380/660 — встречается в моделях, мощностью от 4 кВт. Схема для 380В — треугольник, для 660В — звезда.

Звезда

«Звезда» предусматривает, что концы обмоток статора замыкаются в одной точке, называемой нулевой точкой или нейтралью, а начала подключаются своим фазам – L. Поэтому двигатели средней мощности принято запускать именно «звездой». Однако при этом невозможно достичь паспортной мощности электродвигателя.

Преимущества схемы подключения «Звезда»:

  • Плавный запуск
  • Более надежная работа двигателя
  • Допускается недлительная перегрузка

Треугольник

При подключении двигателя треугольником конец одной статорной обмотки последовательно соединяется с началом следующей. Однако подключение треугольником значительно увеличивает пусковые токи, что может привести к пробою изоляции; двигатель сильнее нагревается.

Преимущества схемы подключения «Треугольник»:

  • Рабочая мощность соответствует паспортной
  • Увеличенный крутящий момент
  • Улучшенное тяговое усилие

«Звезда-треугольник» (комбинированная)

В случае с мощными электромоторами (начиная с 5,5/3000) важно обеспечить плавный пуск без перегрузок и дальнейшую работу на максимальной мощности. Такие двигатели чаще соединяют по схеме звезда-треугольник. Она подходит только для моделей с пометкой (Δ/Y), которая свидетельствует о возможности соединения двумя способами.

Комбинированная схема подключения обезопасит мотор от высоких пусковых токов и обеспечит паспортную мощность двигателя. Практически выглядит так: электромотор запускается по схеме звезда, а набрав обороты переключается на схему треугольник, либо автоматически, либо с помощью дополнительных устройств. При этом возможны скачки тока.

Запуск по схеме «звезда / треугольник» подходит для моторов с большими маховыми массами, у которых при номинальной скорости сразу набрасывается нагрузка.

Скачать чертежи подключения звезда треугольник 380/660

Подключение двигателя к однофазной сети 220В через конденсатор

Для использования асинхронного электродвигателя от бытовой электрической сети 220В применяют фазосдвигающий конденсатор. Таким образом достигается мягкий запуск агрегата. Методы подключения конденсаторов к бытовой сети 220В:

  • с выключателем
  • напрямую, без выключателя
  • параллельное включение двух электролитов

Конденсатор для двигателя должен превышать его по напряжению как минимум в 1,5 раза. В противном случае возникнут скачки напряжения, что чревато поломками.

Расчет конденсатора для трехфазной сети

Правильный подбор конденсатора для подключения трехфазного двигателя к однофазной сети предполагает расчет емкости. Ее значение зависит от схемы подключения обмоток и других параметров.

Формула расчета емкости конденсатора для схемы «Звезда»

Формула расчета емкости конденсатора для схемы «Треугольник»

Где Емк — емкость рабочего конденсатора в мкФ, I — ток в А, U — напряжение сети в В.

Напряжение питания электродвигателей АИР

Проблемы с выбором и монтажом электродвигателя?

Менеджеры Слобожанского завода всегда готовы помочь купить асинхронный трехфазный электродвигатель любой мощности, разобраться с подключением и подобрать оптимальную схему под ваше оборудование и специфику применения.

Звоните и получите бесплатную консультацию в подключении электродвигателя от опытных специалистов СЛЭМЗ!

схемы, фото, видео урок как подключить через конденсатор

Автор Aluarius На чтение 7 мин. Просмотров 8.9k. Опубликовано

Для подключения электродвигателя 380 на 220 В можно воспользоваться разными схемами. Сразу же оговоримся, что оптимальный вариант подключение электрического двигателя, работающего на 380В, к трехфазной сети.

А что делать в том случае, если на участок заходят всего два провода (ноль и фаза), то есть на участок подается однофазное напряжение 220 вольт? Выход один – провести подключение электродвигателя 380 на 220 В, для чего можно воспользоваться разными схемами.

Схема подключения трехфазного двигателя к однофазной сети.

Сразу же оговоримся, что оптимальный вариант подключение электрического двигателя, работающего на 380В, к трехфазной сети. Это обеспечит и номинальную мощность прибора, и номинал вращения, отсюда и эффективность работы агрегата. Поэтому любое вмешательство в параметры создает условия снижения качества эксплуатации.

Схемы подключения

В основном подключение электрического двигателя к однофазной сети производится при соединении двух питающих проводов по схеме или треугольник, или звезда. В первом случае выходная мощность мотора будет отличаться от номинальной (то есть, при трехфазном подключении) на 30%. Во втором, на 50%. То есть, схема треугольник в данном случае является эффективной.

Из электродвигателя торчат три провода. Так вот фаза питающего провода подключается к одному из них, ноль к другому. А вот третий провод подключается к схеме через конденсатор.

Внимание! Вращение вала электродвигателя в ту или другую сторону зависит от того, к какому проводу будет подключен конденсатор: к фазе или к нулю. Чтобы изменить направление вращения, необходимо просто перебросить провода.

И третий параметр – это частота вращения. Так вот он от номинального не отличается. То есть, если электродвигатель вращается, к примеру, 1280 об/мин от трехфазной сети, то при подсоединении его к однофазной сети он будет вращаться с той же частотой.

Как выбрать конденсатор

Есть несколько нюансов, которые касаются количества подсоединяемых конденсаторов.

  1. Если мощность электромотора не превышает 1,5 кВт, то в схему можно устанавливать один рабочий конденсатор.
  2. Если же двигатель сразу при пуске работает под нагрузкой или его мощность превышает 1,5 кВт, тогда в схему придется установить два конденсатора: рабочий и пусковой. Оба элемента в схему вставляются параллельно. При этом последний будет работать только при запуске мотора, после чего он автоматически отключается.

По сути, схема подключения электродвигателя запитана на кнопку «Пуск» и на тумблер отключения питания. Чтобы запустить мотор, необходимо нажать на кнопку «Пуск» и удерживать ее до полного включения двигателя. Это можно контролировать даже на слух.

Подключение трехфазного двигателя в сеть 220В через конденсатор.

Иногда есть необходимость, чтобы электродвигатель работал то в ту, то в другую сторону. Это тоже несложная схема, в которую необходимо установить дополнительный тумблер переключения направления вращения ротора.

Один конец тумблера (основной) запитывается на конденсатор, второй на ноль, третий на фазу. Если при такой схеме подключения мотор набирает слабо обороты, или его мощность снижается, то придется установить дополнительно пусковой конденсатор.

Емкость конденсатора

Есть несколько параметров устанавливаемых в электродвигатель конденсаторов, которые придется рассчитывать под необходимый номинал мощности мотора. И один из них – это емкость. Чтобы ее определить, можно воспользоваться несколькими формулами.

  • Формула: C=2800x(I/U) – если схема подключения треугольник. И C=480x(I/U) – если звезда. При этом «I» – это сила тока, которую можно замерить электрическими клещами, «U» – это напряжение в сети переменного тока.
  • Формула: C=66xP, где «P» – мощность движка.

Есть более простой вариант определения емкости, в нем присутствует соотношение – на каждые 1,0 кВт мощности необходимо присоединять 70 мкФ. Кстати, в данном случае приходится именно подбирать.

Поэтому рекомендуется использовать конденсаторы разной емкости. Подключая их в схему, производится запуск движка, который должен работать корректно. Если необходимо уменьшить или увеличить емкость, то добавляется или уменьшается один из конденсаторов.

Внимание! При сборке схемы, необходимо проверять силу тока в обмотках. Она должна быть меньше, чем номинал данного показателя.

Что касается емкости пускового конденсатора, то он должен быть в 2,5-3,0 раза больше, чем у рабочего.

Пример подбора конденсаторов по емкости

Вводные данные:

  • Схема подключения – треугольник.
  • Сила тока электродвигателя – 3 А (указывается и на бирке прибора, и в паспорте).

Теперь данные подставляем в формулу: C=4800*(3/220)=65 мкФ. Конечно, такого конденсатора нет, но его можно заменить несколькими, соединенными параллельно между собой. К примеру, 10 штук по 6 мкФ, и один 5 мкФ. При этом емкость пускового прибора будет находиться в диапазоне 160-200 мкФ.

Обратите внимание, что этот расчет делается на номинальную мощность мотора. Поэтому если электрический агрегат будет работать без нагрузки, то будет все время греться. Поэтому стоит продумать ситуацию, для чего можно просто снизить емкость установленного блока конденсаторов.

Но данная ситуация – палка о двух концах. Все дело в том, что снижая емкость, снижается и мощность. Поэтому совет: установить в схему минимальный показатель емкости (в нашем случае 160 мкФ), а после проверки начинать поднимать его до оптимального значения.

И все же учитывайте тот факт, что работа без нагрузки – это быстрый выход из строя электродвигателя, который был переделан из прибора, подключаемого к сети 380В в сеть на 220В.

Тип конденсаторов

Какие же конденсаторы используются при подключении электродвигателя 380 на 220 вольт? Чаще всего это марки КБП, МБГП, МПГО, МБГО, все они бумажного типа в герметичном металлическом корпусе. У всех этих типов есть один недостаток – большие габаритные размеры при небольшой емкости. Поэтому связка из нескольких изделий – достаточно большая, что неудобно во всех отношениях.

Есть на рынке так называемые электролитические конденсаторы.

  • Во-первых, у них другая схема подключения двигателя 380В в сеть переменного тока. Сюда добавляются диоды и резисторы, что усложняет схему.
  • Во-вторых, вышедший из строя диод становится причиной того, что через конденсатор начинает перемещать ток большой силы. Конечный результат – взрыв последнего.
Полипропиленовые конденсаторы CBB.

И третий тип конденсаторов – это полипропиленовые элементы металлизированного типа, марка СВВ. Их форма может быть круглой или пластинчатой. Приборы высокого качества, небольших размеров и большой емкости. Их-то и рекомендуют сегодня устанавливать специалисты, когда стоит вопрос, как подключить электродвигатель 380 вольт на 220.

Напряжение конденсатора

Рабочее напряжение – один из основных параметров, на которые надо обязательно обращать внимание. Здесь две позиции:

  • Конденсатор с большим напряжением (от номинального) стоит дорого и имеет большие размеры. Установленный на электродвигатель он изменит размеры последнего, что не всегда удобно.
  • С меньшим напряжением. Эта ситуация приведет к перегреву прибора, и даже к взрыву.

Поэтому совет: умножаете напряжение в сети на 1,15 – это и будет напряжение конденсатора.

Полезные советы

  1. Конденсаторы всегда сохраняют на своих выводах высокое напряжение, поэтому эти приборы всегда надо огораживать.
  2. Работая с этими элементами, необходимо проводить их предварительную разрядку.
  3. Нельзя проводить подключение электродвигателя мощностью более 3,0 кВт к сети переменного тока. Сгорят автоматы и другие приборы, включенные в схему обвязки.
  4. Рабочее напряжение бумажных конденсаторов в два раза меньше от номинального, которое указано на их корпусе.

Заключение по теме

Как видите, подключать двигатель 380В в сеть 220В переменного однофазного тока не большая проблема. Конечно, теряется мощность, но в домашних условиях эксплуатации это не самое важное. Поэтому если вы решили своими руками сделать данное подключение, то в первую очередь правильно подберите конденсатор и определитесь со схемой.

Электродвигатель

— принцип работы, схема

Последнее обновление: 30 апреля 2020 г., Teachoo

Это вращающееся устройство (устройство, которое вращается или перемещается по кругу).

Преобразует электрическую энергию в механическую.

Они используются в электрических вентиляторах, холодильниках, стиральных машинах, миксерах и т. Д.

вот как это выглядит

Принцип электродвигателя

Электродвигатель работает по принципу

когда прямоугольную катушку помещают в магнитное поле и через нее пропускают ток,

сила действует на катушку, которая вращает ее непрерывно

Строительство электродвигателя

Электродвигатель состоит из

  • Прямоугольная катушка провода ABCD
  • А сильный подковообразный магнит (или 2 разных магнита) — Если взять 2 магнита, северный полюс первого магнита обращен к южному полюсу другого магнита, как показано на рисунке…
  • В катушка размещена перпендикулярно магниту как показано на рисунке
  • Концы катушки соединены с разрезные кольца — P&Q
    Разрезные кольца действуют как коммутатор — который меняет направление тока в цепи
  • Внутренняя сторона разрезных колец изолирован и прикреплен к оси (который можно свободно вращать)
  • Наружные токопроводящие кромки разъемных колец жесткие два стационарные щетки — X и Y
  • Эти кисти прикреплены к аккумулятор завершить цепь

Работа электродвигателя

Давайте посмотрим на работу электродвигателя.

  • Когда батарея включена, ток течет через катушку AB от A к B,
    и магнитное поле с севера на юг…
    Итак, по правилу левой руки Флеминга к AB приложена направленная вниз сила.

    Точно так же к CD прилагается направленная вверх сила.
    Таким образом, катушка вращается, при этом AB движется вниз, а CD движется вверх.

  • Теперь катушки AB и CD меняются местами,
    Поскольку ток течет от C к D, а магнитное поле с севера на юг
    CD получит силу вверх и двинется вверх

    Аналогично AB будет двигаться вниз
    Итак, наша катушка будет делать половину оборота.

  • Но мы не хотим полуворотов,
    Нам нужно полное вращение катушки.
  • Итак, для этого … мы меняем направление тока в катушке, когда она совершила половину оборота.
  • Чтобы изменить направление тока, мы используем коммутатор.
    Коммутатор состоит из разрезных колец (два кольца с некоторым промежутком между ними) и щеток, прикрепленных к цепи.
  • Теперь, когда катушка вращается, кольца вращаются вместе с ней.
    Когда катушка становится параллельной магнитному полю,
    щетки X и Y касаются зазора между кольцами
    и разрыв цепи
  • Теперь по инерции кольцо продолжает двигаться… так что противоположный конец кольца теперь подключен к положительному концу провода
    Разъемное кольцо P подключено к катушке CD, а разрезное кольцо Q подключено к катушке AB.
    который меняет направление тока в цепи.
  • Теперь, когда CD находится слева, а AB — справа ..
    Ток в CD становится обратным, т. Е. С D на C.
    Итак, сила на CD направлена ​​вниз, а сила на AB — вверх
    Таким образом, катушка продолжает вращаться
  • Это изменение направления электрического тока происходит каждые пол-оборота.
    и катушка продолжает вращаться, пока не отключится аккумулятор

Заметка — Если бы разрезное кольцо не использовалось, катушка повернулась бы наполовину по часовой стрелке и наполовину против часовой стрелки.
Следовательно, разрезное кольцо предназначено для обратного потока тока и вращения катушки в одном направлении.
Чтобы написать «Работа электродвигателя» в экзаменационной работе, отметьте — NCERT Вопрос 11

Каким образом коммерческие электрические двигатели увеличивают создаваемую силу и мощность двигателей?

Они увеличивают создаваемую силу и мощность двигателей на

  • Использование электромагнита вместо постоянного магнита
  • Большое количество витков проводящего провода (чем больше витков провода, тем больше магнитное поле)
  • Мягкое железо Сердечник, на который намотана катушка
Заметка : Сердечник из мягкого железа, на который намотана катушка вместе с катушками, называется сердечником. арматура

ОДНОФАЗНЫЕ ИНДУКЦИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ (Электродвигатель)

1.2
Однофазные электродвигатели бывают разных типов. В этом разделе обсуждение будет ограничено теми типами, которые наиболее распространены для двигателей со встроенной мощностью от 1 л.с. и выше.
В промышленных приложениях по возможности следует использовать трехфазные асинхронные двигатели. Как правило, трехфазные электродвигатели имеют более высокий КПД и коэффициенты мощности и более надежны, поскольку не имеют пусковых переключателей или конденсаторов.
В тех случаях, когда трехфазные электродвигатели недоступны или не могут использоваться из-за источника питания, для промышленного и коммерческого применения рекомендуются следующие типы однофазных двигателей: (1) двигатель с конденсаторным пуском, (2 ) двигатель с двумя конденсаторами и (3) двигатель с постоянным разделением конденсаторов.
Краткое сравнение характеристик однофазных и трехфазных асинхронных двигателей поможет лучше понять, как работают однофазные двигатели:
1. Трехфазные двигатели имеют фиксированный крутящий момент, потому что в воздушном зазоре в состоянии покоя имеется вращающееся поле. . Однофазный двигатель не имеет вращающегося поля в состоянии покоя и, следовательно, не развивает крутящий момент заторможенного ротора. Дополнительная обмотка необходима для создания вращающегося поля, необходимого для запуска. В однофазном двигателе со встроенной мощностью это часть сети RLC.
2. В трехфазном двигателе ток ротора и потери ротора незначительны без нагрузки. Однофазные двигатели имеют значительный ток ротора и потери в роторе без нагрузки.
3. Для заданного момента пробоя однофазный двигатель требует значительно большего магнитного потока и более активного материала, чем эквивалентный трехфазный двигатель.
4. Сравнение потерь между однофазными и трехфазными двигателями показано на рис. 1.11. Обратите внимание на значительно более высокие потери в однофазном двигателе.
Общие характеристики этих типов однофазных асинхронных двигателей следующие.
1.2.1


Двигатели с конденсаторным пуском

Двигатель с конденсаторным пуском — это однофазный асинхронный двигатель, основная обмотка которого предназначена для прямого подключения к источнику питания, а вспомогательная обмотка подключена последовательно с конденсатором и пусковым выключателем для отключения вспомогательной обмотки от источника питания после запуска. На рисунке 1.12 представлена ​​принципиальная схема двигателя с конденсаторным пуском.Наиболее часто используемый тип пускового выключателя — это выключатель с центробежным приводом, встроенный в двигатель. Рисунок

РИСУНОК 1.11 Сравнение потерь в процентах одно- и трехфазных двигателей.

РИСУНОК 1.12 Однофазный двигатель с конденсаторным пуском.
1.13 иллюстрирует каплезащищенный однофазный двигатель с конденсаторным пуском промышленного качества; обратите внимание на механизм переключения с центробежным приводом.
Однако другие типы устройств, такие как реле, чувствительные к току и напряжению, также используются в качестве пусковых переключателей.Совсем недавно были разработаны твердотельные переключатели, которые используются в однофазном двигателе с конденсаторным пуском.

РИСУНОК 1.13. (С любезного разрешения Magnetek, Сент-Луис, Миссури)
в ограниченной степени. Твердотельный коммутатор будет коммутатором будущего, поскольку он будет усовершенствован, а затраты уменьшены.
Все переключатели настроены так, чтобы оставаться замкнутыми и поддерживать цепь вспомогательной обмотки в работе до тех пор, пока двигатель не запустится и не разгонится примерно до 80% от скорости полной нагрузки. На этой скорости переключатель размыкается, отключая цепь вспомогательной обмотки от источника питания.
Тогда двигатель работает от основной обмотки как асинхронный. Типичные характеристики скорости-момента для двигателя с конденсаторным пуском показаны на рис. 1.14. Обратите внимание на изменение крутящего момента двигателя в точке перехода, в которой срабатывает пусковой выключатель.
Типичные рабочие характеристики асинхронных двигателей со встроенной мощностью 1800 об / мин с конденсаторным пуском и пуском от конденсатора показаны в таблице 1.6. Для этих однофазных двигателей будет значительно более широкий разброс значений крутящего момента заторможенного ротора, крутящего момента пробоя и тягового момента, чем для сопоставимых трехфазных двигателей, и такое же изменение также существует для КПД и коэффициента мощности. (ПФ).Обратите внимание, что в однофазных двигателях тяговый момент является фактором, обеспечивающим запуск с высокоинерционными или трудно запускаемыми нагрузками. Поэтому важно знать характеристики конкретного двигателя с конденсаторным пуском, чтобы убедиться, что он подходит для применения.
1.2.2

Двухзначные конденсаторные двигатели

Конденсаторный двигатель с двумя номиналами — это конденсаторный двигатель с разными значениями емкости для запуска и работы. Очень часто двигатель этого типа называют двигателем с конденсаторным запуском и запуском от конденсатора.
Изменение значения емкости от условий запуска к условиям работы происходит автоматически с помощью пускового переключателя, который такой же, как и для двигателей с конденсаторным пуском. Предусмотрены два конденсатора: высокое значение емкости для пусковых условий и меньшее значение для рабочих условий. Пусковой конденсатор обычно электролитического типа, что обеспечивает высокую емкость на единицу объема. Рабочий конденсатор обычно представляет собой блок из металлизированного полипропилена, рассчитанный на непрерывную работу.На рисунке 1.15 показан один из способов установки обоих конденсаторов на двигатель.
Принципиальная схема двигателя с конденсатором на две величины показана на рис. 1.16. Как показано, при запуске и запуске, и запуске

РИСУНОК 1.14 Кривая скорость-крутящий момент для двигателя с конденсаторным пуском. Конденсаторы ,
включены последовательно со вспомогательной обмоткой. Когда пусковой переключатель размыкается, он отключает пусковой конденсатор от цепи вспомогательной обмотки, но оставляет рабочий конденсатор последовательно со вспомогательной обмоткой, подключенной к источнику питания.Таким образом, как основная, так и вспомогательная обмотки находятся под напряжением, когда двигатель работает, и вносят свой вклад в мощность двигателя. Типичный

ТАБЛИЦА 1.6 Типовые характеристики двигателей с конденсаторным пуском3

л.с. Производительность при полной нагрузке Крутящий момент, фунт-фут
об / мин A Эфф. PF Крутящий момент Заблокировано Разбивка Подтягивание
1 1725 7.5 71 70 3,0 9,9 7,5 7,6
2 1750 12,5 72 72 6,0 17,5 14,7 11,5
3 1750 17,0 74 79 9,0 23,0 21,0 18,5
5 1745 27,3 78 77 15.0 46,0 32,0 35,0

a Четырехполюсные однофазные двигатели 230 В. Источник: любезно предоставлено Magnetek, Сент-Луис, Миссури. Кривая
«скорость-момент» для двухклапанного конденсаторного двигателя показана на рис. 1.17.
Для данного двигателя с конденсаторным пуском эффект добавления рабочего конденсатора в цепь вспомогательной обмотки следующий:
Повышенный момент пробоя: 5-30% Повышенный крутящий момент заторможенного ротора: 5-10% Повышенная эффективность при полной нагрузке: 2-7 точек

РИСУНОК 1.15 Двухзначный конденсатор, однофазный двигатель. (С любезного разрешения Magnetek, Сент-Луис, Миссури)

РИСУНОК 1.16 Двухзначный конденсатор, однофазный двигатель.
Повышенный коэффициент мощности при полной нагрузке: 10-20 баллов Сниженный рабочий ток при полной нагрузке Пониженный магнитный шум Работает охладитель
Добавление рабочего конденсатора к однофазному двигателю с правильно спроектированными обмотками позволяет его рабочие характеристики приближаться к характеристикам трехфазный мотор. Типичные характеристики двухзначных конденсаторных двигателей с интегральной мощностью показаны в таблице 1.7. Сравнение этих характеристик с характеристиками, показанными в таблице 1.6 для двигателей с конденсаторным пуском, показывает улучшение как эффективности, так и коэффициента мощности.
Оптимальные характеристики, которые могут быть достигнуты в однофазном двигателе с конденсаторами с двумя номиналами, зависят от экономических факторов, а также от технических соображений при проектировании двигателя. Чтобы проиллюстрировать это, в Таблице 1.8 показаны характеристики однофазного двигателя, конструкция которого оптимизирована для различных значений рабочей емкости./ кВтч. Обратите внимание, что основное улучшение характеристик двигателя достигается при первоначальном переходе с конденсаторного запуска на двухзначный конденсаторный двигатель с относительно низким значением рабочей емкости. Это первоначальное изменение конструкции также показывает самый короткий период окупаемости.
Определение оптимального двухзначного конденсаторного двигателя для конкретного применения требует сравнения стоимости двигателя и энергопотребления всех имеющихся двигателей. / кВтч, срок окупаемости для этих двигателей составил 8-20 месяцев.

ТАБЛИЦА 1.8 Сравнение рабочих характеристик конденсаторного пускового и двухзначного конденсаторных двигателей

Тип двигателя
Конденсатор пусковой Конденсатор двухзначный
Рабочий конденсатор, MFD 0 7,5 15 30 65
КПД при полной нагрузке 70 78 79 81 83
Полная нагрузка PF 79 9-1 97 99a 99: l
Снижение потребляемой мощности,% 0 10.1 11,5 13,3 15
Стоимость,% 100 130 110 151 196
Ориентировочный срок окупаемости 1,3 1,0 1,8 2,9

a Опережающий коэффициент мощности.

ТАБЛИЦА 1.9 Сравнение эффективности: стандартные и энергоэффективные однофазные двигатели для бассейнов со скоростью 3600 об / мин

л.с. Стандартные эффективные двигатели Энергоэффективные двигатели
0.75 0,677 0,76
1,00 0,709 0,788
1,50 0,749 0,827
2,00 0,759 0,85
3,00 0,809 0,869


РИСУНОК 1.18 Сравнение эффективности энергоэффективных и стандартных однофазных двигателей бассейновых насосов. (Предоставлено Magnetek, St.Луис, Миссури)

РИСУНОК 1.19 Годовая экономия при использовании энергоэффективного двигателя для бассейнов мощностью 1 л.с., работающего 365 дней в году. (С любезного разрешения Magnetek, Сент-Луис, Миссури)
1.2.3

Двигатели с постоянным разделенным конденсатором

Однофазные асинхронные двигатели с постоянным разделением конденсаторов — это конденсаторные двигатели с одинаковым значением емкости, используемым как для запуска, так и для работы. Этот тип двигателя также называют однозначным конденсаторным двигателем.Применение однофазного двигателя этого типа обычно ограничивается прямым приводом таких нагрузок, как вентиляторы, нагнетатели или насосы, которые не требуют нормального или высокого пускового момента. Следовательно, основным применением электродвигателя с постоянным разделением конденсаторов были вентиляторы и нагнетатели с прямым приводом. Эти двигатели не подходят для систем с ременным приводом и обычно ограничиваются более низкими значениями мощности в лошадиных силах.
Принципиальная схема двигателя с постоянным разделением конденсаторов показана на рис.1.20. Обратите внимание на отсутствие пускового переключателя. Этот тип двигателя по существу аналогичен двухзначному конденсаторному двигателю

РИСУНОК 1.20 Однофазный двигатель с постоянным разделенным конденсатором
, работающий на рабочем соединении, и будет иметь примерно такие же характеристики крутящего момента. Поскольку при пуске только рабочий конденсатор (который имеет относительно низкую емкость) последовательно соединен со вспомогательной обмоткой, пусковой момент значительно снижается. Пусковой момент составляет всего 20-30% крутящего момента при полной нагрузке.Типичная кривая скорости-момента для двигателя с постоянным разделением конденсаторов показана на рис. 1.21. Рабочие характеристики этого типа двигателя с точки зрения КПД и коэффициента мощности такие же, как у двухзначного конденсаторного двигателя. Однако из-за низкого пускового момента его успешное применение требует тесной координации между производителем двигателя и производителем приводного оборудования.
Специальная версия конденсаторного двигателя используется для многоскоростных приводов вентиляторов. Этот тип конденсаторного двигателя обычно имеет главную обмотку с ответвлениями и ротор с высоким сопротивлением.Ротор с высоким сопротивлением используется для улучшения стабильной скорости и увеличения пускового момента. Существует ряд вариантов и способов намотки двигателей. Наиболее распространенная конструкция — двухскоростной двигатель, имеющий три обмотки: основную, промежуточную и вспомогательную. Для сети 230 В обычное соединение обмоток называется Т-образным соединением. Принципиальные схемы двухскоростных двигателей с Т-образным соединением показаны на рис. 1.22 и 1.23. Для

РИСУНОК 1.21 Кривая скорость-крутящий момент для двигателя с постоянным разделением конденсаторов.
для высокоскоростной работы, промежуточная обмотка не включена в цепь, как показано на рис. 1.23, и линейное напряжение подается последовательно на основную обмотку и вспомогательную обмотку и конденсатор. Для работы на малой скорости промежуточная обмотка включается последовательно с основной обмоткой и вспомогательной цепью, как показано на рис. 1.23. Это соединение снижает напряжение, приложенное как к основной обмотке, так и к вспомогательной цепи, тем самым уменьшая крутящий момент.

РИС. 1.22 Однофазный двигатель с постоянным разделенным конденсатором, Т-образное соединение и двухскоростной режим.
двигатель будет развиваться и, следовательно, скорость двигателя будет соответствовать требованиям нагрузки. Величина снижения скорости является функцией соотношения витков между основной и промежуточной обмотками и характеристиками крутящего момента ведомой нагрузки. Следует понимать, что с этим типом двигателя изменение скорости достигается за счет снижения скорости двигателя до требуемого минимума.

РИС. 1.23 Однофазный двигатель с постоянным разделенным конденсатором с Т-образным соединением и расположением обмоток.
скорость; это не многоскоростной двигатель с более чем одной синхронной скоростью.
Пример кривых скорость-крутящий момент для конденсаторного двигателя с ответвленной обмоткой показан на рис. 1.24. Кривая нагрузки типичной нагрузки вентилятора накладывается на кривые скорость-крутящий момент двигателя, чтобы показать снижение скорости, полученное при низкоскоростном соединении.

РИСУНОК 1.24 Кривые скорость-крутящий момент для однофазного двигателя с постоянным разделенным конденсатором и ответвленной обмоткой.

Строительство, работа, типы и применение

Преобразование энергии из электрической в ​​механическую было объяснено Майклом Фарадеем, британским ученым в 1821 году. Преобразование энергии может быть выполнено путем размещения проводника с током в магнитном поле. Таким образом, проводник начинает вращаться из-за крутящего момента, создаваемого магнитным полем и электрическим током. Британский ученый Уильям Стерджен сконструировал машину постоянного тока в 1832 году на основе своего закона.Однако это было дорого и не подходило ни для каких приложений. Итак, наконец, первый электродвигатель был изобретен в 1886 году Фрэнком Джулианом Спрагом.

Что такое электродвигатель?

Электродвигатель можно определить как; это один из видов машин, используемых для преобразования энергии из электрической в ​​механическую. Большинство двигателей работают за счет связи между электрическим током и магнитным полем обмотки двигателя для создания силы в форме вращения вала.Эти двигатели могут запускаться от источника постоянного или переменного тока. Генератор механически аналогичен электродвигателю, однако работает в противоположном направлении, преобразуя механическую энергию в электрическую. Схема электродвигателя представлена ​​ниже.

Классификация электродвигателей может быть сделана на основе таких соображений, как тип источника питания, конструкция, тип выходного сигнала движения и применение. Они бывают переменного тока, постоянного тока, бесщеточные, щеточные, фазного типа, например, однофазные, двух- или трехфазные и т. Д.Двигатели с типичными характеристиками и размерами могут обеспечивать подходящую механическую мощность для использования в промышленности. Эти двигатели применимы в насосах, промышленных вентиляторах, станках, воздуходувках, электроинструментах, дисководах. Электродвигатель

Конструкция электродвигателя

Конструкция электродвигателя может быть выполнена с использованием ротора, подшипников, статора, воздушного зазора, обмоток, коммутатора и т. Д.

Конструкция электродвигателя

Ротор

Ротор в электрическом Двигатель — движущаяся часть, и его основная функция — вращать вал для выработки механической энергии.Обычно ротор включает в себя проводники, которые проложены для проведения токов и сообщаются с магнитным полем в статоре.

Подшипники

Подшипники в двигателе в основном служат опорой для ротора для активации его оси. Вал двигателя расширяется с помощью подшипников под нагрузку двигателя. Поскольку силы нагрузки используются за пределами подшипника, эта нагрузка называется консольной.

Статор

Статор в двигателе является неактивной частью электромагнитной цепи.Он включает постоянные магниты или обмотки. Статор может быть изготовлен из различных тонких металлических листов, известных как ламинаты. В основном они используются для уменьшения потерь энергии.

Воздушный зазор

Воздушный зазор — это пространство между статором и ротором. Эффект воздушного зазора в основном зависит от зазора. Это основной источник низкого коэффициента мощности двигателя. Как только воздушный зазор между статором и ротором увеличивается, ток намагничивания также увеличивается.По этой причине воздушный зазор должен быть меньше.

Обмотки

Обмотки в двигателях представляют собой провода, проложенные внутри катушек, обычно покрытые вокруг гибкого железного магнитного сердечника, чтобы образовывать магнитные полюса при подаче тока. Для обмоток электродвигателей чаще всего используется медь. Медь является наиболее распространенным материалом для обмоток, также используется алюминий, хотя он должен быть твердым, чтобы надежно выдерживать аналогичную электрическую нагрузку.

Коммутатор

Коммутатор представляет собой полукольцо в двигателе, которое изготовлено из меди. Основная функция этого — связать щетки с катушкой. Кольца коммутатора используются для обеспечения того, чтобы направление тока внутри катушки менялось на противоположное каждый полупериод, поэтому одна поверхность катушки часто подталкивается вверх, а другая поверхность катушки толкается вниз.

Работа электродвигателя

В основном, большинство электродвигателей работают по принципу электромагнитной индукции, однако существуют различные типы двигателей, в которых используются другие электромеханические методы, а именно пьезоэлектрический эффект и электростатическая сила.

Основной принцип работы электромагнитных двигателей может зависеть от механической энергии, которая воздействует на проводник с помощью потока электрического тока, и он находится в магнитном поле. Направление механической силы перпендикулярно магнитному полю, проводнику и магнитному полю.

Типы электродвигателей

В настоящее время наиболее часто используемые электродвигатели включают в себя в основном электродвигатели переменного тока и электродвигатели постоянного тока

Электродвигатели переменного тока

Двигатели переменного тока подразделяются на три типа: асинхронные, синхронные и линейные двигатели

  • Асинхронные двигатели подразделяются на два типа, а именно однофазные и трехфазные двигатели
  • Синхронные двигатели подразделяются на два типа, а именно гистерезисные и реактивные двигатели

Двигатель постоянного тока

Двигатели постоянного тока подразделяются на два типа, а именно двигатели с самовозбуждением и двигатели с раздельным возбуждением

  • Самовозбуждающиеся двигатели подразделяются на три типа, а именно: серийные, составные и параллельные двигатели.
  • Составные двигатели подразделяются на два типа, а именно: короткие и длинные параллельные двигатели.

Применение электродвигателя

Применение электродвигателя включает продолжение.

  • Применения электродвигателя в основном включают нагнетатели, вентиляторы, станки, насосы, турбины, электроинструменты, генераторы переменного тока, компрессоры, прокатные станы, корабли, грузчики, бумажные фабрики.
  • Электродвигатель является важным устройством в различных приложениях, таких как HVAC- отопление, вентиляционное и охлаждающее оборудование, бытовая техника и автомобили.

Преимущества электродвигателя

Электродвигатели имеют несколько преимуществ по сравнению с обычными двигателями, которые включают следующее.

  • Первичная стоимость этих двигателей невысока по сравнению с двигателями, работающими на ископаемом топливе, но номинальная мощность обоих двигателей одинакова.
  • Эти двигатели содержат движущиеся части, поэтому срок службы этих двигателей больше.
  • Мощность этих двигателей составляет до 30 000 часов при надлежащем обслуживании. Таким образом, каждый двигатель не требует особого обслуживания.
  • Эти двигатели чрезвычайно эффективны и обеспечивают автоматическое управление функциями автоматического запуска и останова.
  • Эти двигатели не используют топливо, потому что не требуют обслуживания моторным маслом или аккумулятором.

Недостатки электродвигателя

К недостаткам этих электродвигателей можно отнести следующее.

  • Большие электродвигатели нелегко перемещать, и следует учитывать точное напряжение и ток питания.
  • В некоторых ситуациях дорогостоящее расширение линии является обязательным для изолированных областей, где электрическая энергия недоступна.
  • Обычно эти двигатели работают более эффективно.

Таким образом, все дело в электродвигателе, и его основная функция — преобразование энергии из электрической в ​​механическую.Эти двигатели очень тихие и удобные, в них используется переменный ток или постоянный ток. Эти двигатели доступны везде, где механическое движение может происходить с использованием переменного или постоянного тока. Вот вам вопрос, как сделать электродвигатель?

2,972 Как работают гибридные электромобили


ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ: Преобразуйте накопленную химическую энергию в механическую, чтобы управлять транспортным средством, полезным и экологически безопасным способом.

ДИЗАЙН-ПАРАМЕТР: Гибридный электромобиль.
Система, включающая батареи, электродвигатели, генератор и второй источник крутящий момент с источником топлива. Вторым источником крутящего момента часто является внутреннее сгорание. двигатель, работающий на бензине. В других случаях это может быть I.C.E. работающий на водороде, дизельный двигатель, небольшая газовая турбина / генератор или двигатель Стирлинга (последние два H.E.V. все еще в значительной степени теоретические).


ПОЧЕМУ ГИБРИДНЫЙ АВТОМОБИЛЬ?

Все любят машины, они удобны, быстро доставят из машины место в другое. Все ненавидят загрязнение, оно делает растения и животных счастливыми. окружающая среда недовольна. H.E.V. это компромисс. Чистые электромобили, а выбросы «бесплатно», не может преодолевать расстояния или обеспечивать питание (для любой увеличенной длины время) автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Двигатели внутреннего сгорания загрязняют окружающую среду.H.E.V. сочетают в себе и то, и другое, поэтому автомобиль может ехать так далеко и столько, сколько захочет большинство людей и выделяют лишь часть вредных газов, выделяемых автомобилями с двигателем внутреннего сгорания. H.E.V. делает это путем балансировки того, когда и как используется каждый двигатель. На шоссе, когда внутренний двигатели внутреннего сгорания наиболее эффективны, и там, где батарея будет разряжена очень быстро в электромобиле I.C.E. используется. Для более коротких поездок по городу электродвигатель используется либо исключительно, либо таким образом, что I.C.E. также работает, при максимальной эффективности.


ГЕОМЕТРИЯ / СТРУКТУРА:

Источники крутящего момента: Двигатель внутреннего сгорания, относительно малой мощности, около 20 л.с. Один, а точнее несколько электродвигателей

Накопитель энергии: Аккумулятор (для электродвигателя) — обычно обычный автомобильный аккумулятор, но различается от машины к машине. Другие накопители энергии, такие как маховики и «ультраконденсаторы» не исследованы так полно, как батареи, но могут быть видел в будущем.

Топливный элемент — бензин или дизельное топливо для среднего коммерческий автомобиль, проводятся другие исследования водорода и других потенциальных источников топлива.

Преобразователь энергии / «Коллектор»: Генератор — Генератор преобразует электрическую энергию от батареи в механическое вращательное и преобразует вращение обратно в энергию для зарядки аккумулятора. Источник крутящего момента может быть либо I.C.E. или вал колеса при рекуперативном торможении (см. Ниже).

Управление: трансмиссия, различные компьютеризированные и механические системы управления. Системы управления сильно различаются от автомобиля к автомобилю. Как и описанный ниже, они все могут переключать свой режим привода с электрического на I.C.E., в режим, в котором двое работают сразу.

На шоссе, когда двигатели внутреннего сгорания наиболее загружены эффективный, и если в электромобиле батарея разряжается очень быстро, Я.C.E. Для более коротких поездок по городу используется электродвигатель. исключительно или таким образом, чтобы I.C.E. также работает с максимальной эффективностью.


КАК ВСЕ ПОДХОДИТ ВМЕСТЕ:

Есть две основные геометрии H.E.V. системы: параллельные и последовательные.

Параллельный

Схема Параллельная система

серии

Схема Система серии

СИСТЕМА ПРИВОДА И ВСЕ ЕЕ ДОСТУПНО ВМЕСТИМОСТЬ В ВАШЕМ АВТОМОБИЛЕ: ЧАС.Е.В. системы привода очень сложны и различаются значительно от автомобиля к автомобилю. Батареи в целом сбалансированные — они либо расположены по центру или распределены между передней и задней частью автомобиля, потому что они тяжелые и занимают большой объем. Все остальные компоненты расположены для максимальной эффективности и удобство (во множестве различных конфигураций). Количество электродвигателей варьируется, так как делает неэлектрический источник крутящего момента. Наличие двух источников питания делает переключение механизм необходим.Большинство H.E.V. системы также позволяют использовать I.C.E. (или другие неэлектрические двигатель) и электродвигатели должны работать одновременно.
Way Cool Прозрачный Вид возможного H.E.V. Система в автомобиле

На этом рисунке показана только одна возможная система привода — как при выборе тип батареи, неэлектрический источник крутящего момента и почти все остальное, что связано с высоковольтным оборудованием, варианты бесконечны.


ДОМИНАНТНАЯ ФИЗИКА:

Поток мощности через гибридную систему, а также эффективность и механика компонентов и соединений в нем составляет самую важную физику в H.E.V. Что касается используемых компонентов, объект H.E.V. дизайнер должен подключить и контролируйте каждую часть, чтобы достичь максимальной эффективности.
Двигатель внутреннего сгорания наиболее эффективно работает на скоростях шоссе, поэтому его используют в одиночку на шоссе.Однако это очень неэффективно при остановке и движении. An электродвигатель скоро разрядит свою батарею в долгой поездке по шоссе, но может управлять автомобиль эффективно проходит через городское движение без выбросов в город Атмосфера. Конечно, есть промежуточные режимы движения, когда оба I.C.E. а также электродвигатели работают в тандеме, как при ускорении автомобиля.
Поток мощности через приводной механизм зависит от устройства системы и несколько муфт, которые входят в зацепление и отсоединяют компоненты от узла.В следующих схемы (переходите по ссылкам):

Соленоид муфты №1 контролирует соединение между I.C.E. и генератор.
соленоид муфты # 2 контролирует соединение между I.C.E. и трансмиссия.
муфта свободного хода # 3 контролирует соединение между I.C.E. и система.
обгонные муфты № 4 и 5 контролирует соединения между электродвигателями и системой.

Мощность поступает от двигателя внутреннего сгорания через вторичный карданный вал к трансмиссии. Затем он течет от трансмиссии к первичному приводу. вал, а затем к колесам. Обгонные муфты 3 и 5 включены, все остальные включены. отключен.


Мощность поступает от обоих электродвигателей через трансмиссию и к приводной вал и шины.Обгонные муфты 4 и 5 включены, все остальные включены. отключен.


Мощность поступает от двигателя внутреннего сгорания через вторичный ведущий вал через трансмиссию, затем к первичному ведущему валу, а затем к шины. Мощность также поступает от обоих электродвигателей к трансмиссии, а затем к первичный приводной вал и шины. Обгонные муфты 3, 4 и 5 включены и электромагнитная муфта 2 включена.Все остальные отключены.


Мощность передается от колес к первичному ведущему валу, а затем через трансмиссия через вторичный приводной вал и к генератору, и, наконец, к батареи. Это происходит во время рекуперативного торможения. Электромагнитные муфты 1 и 2 включены, все остальные сцепления выключены.


Мощность поступает от двигателя внутреннего сгорания через приводной вал 2, к трансмиссии, а затем к ведущему валу 1 и шинам.Мощность также течет из I.C.E. через приводной вал 2 и к генератору. Обгонная муфта 3 и соленоид сцепление 1 включено, все остальные выключены.


Мощность поступает от двигателя внутреннего сгорания через вторичный ведущий вал к трансмиссии, затем через первичный приводной вал и шины. В I.C.E. также подает питание на генератор через электромагнитную муфту 1, а затем на батареи.Кроме того, электродвигатели обеспечивают питание первичного приводного вала через передача инфекции. Все сцепления включены.


Многие тяжелые и негибридные автомобили также используют рекуперативное торможение. Эта система забирает часть энергии, обычно рассеиваемой трением. когда автомобиль тормозит и преобразует его обратно в полезную энергию.

Если: T (t) = крутящий момент

Вт (т) = частота вращения колеса (оборотов / время)

P (t) = Мощность = T * W

Вал колеса, вращающийся со скоростью = W и крутящим моментом = T, генерирует мощность P, все функции времени.Сила от колес замедлит машину вниз, что обычно нежелательно, за исключением торможения. Когда тормоза нажаты, вал генератора соединен с валом колеса, поэтому его можно вращать силой колес. Затем генератор преобразует эту механическую / вращательную мощность в электрическую. мощность:

[ПРОВЕРИТЬ МАТЕМАТИЮ !! ИЛИ БУДУТ УДАЛЕНЫ]

Для генератора постоянного тока:

a = a (N, B, l, r) = константа (для конкретный генератор)

В (t) = напряжение

I (t) = ток = a * T, и

P (электрический) = I * V = T * W = П (механический)

, тогда: I = (W / V) * T, и

В = В / В * Ш

Таким образом, выходная электрическая мощность равна P = V * I = T * W, если предположить, что потери на трение незначительны.Этот электрический затем энергия используется для зарядки аккумулятора автомобиля, сохраняя его для будущего использования.

H.E.V. также заряжает аккумулятор с помощью I.C.E. через тот же процесс, когда автомобиль находится в движении. Контроллер контролирует состояние аккумулятора и скорость I.C.E. при низком заряде батареи и I.C.E. скорость высокая, подключается приводной вал двигателя к генератору, потребляющий энергию от I.C.E. заряжать батарея. Поскольку этот контроллер установлен, автомобиль не теряет мощность при ускоряется, поднимается на холм или иным образом нуждается в полной мощности.


ОГРАНИЧИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА:

Производительность H.E.V. ограничен своей эффективностью и его способность нести собственное топливо. Емкость аккумулятора и плотность энергии топлива одинаковы. ограничения на количество мощности, которое может выдержать транспортное средство.

Три основных типа аккумуляторов — свинцово-кислотные (наиболее обычный автомобильный аккумулятор), NiCd (никель-кадмиевый) и более новый NiMH (никель-металлогидридный). Удельная энергия батареи, удельная мощность, стоимость и срок службы являются наиболее важными факторами. выбирая аккумулятор.

Удельная энергия
(Вт-ч / кг)
Удельная мощность
(Вт / кг)
Ориентировочная стоимость
($ / кВтч)
Примерный срок службы
(циклы разряда до 80%)
Свинцово-кислотный 35 200 125 450
никель-кадмиевые 40 175 600 1250
NiMH 70 150 540 1500

Единицы: удельная энергия или мощность измеряется на единицу массы.Это важно, потому что любой аккумулятор в сборе обеспечит достаточно энергии при наличии достаточного количества батарей, но H.E.V. имеет только ограниченный объем и грузоподъемность, поэтому необходимо использовать батареи с высокой плотностью энергии / мощности.

Вт-ч / кг = ватт-часы / килограмм — количество часов, за которое стоит 1 кг батареи может обеспечить определенное количество ватт мощности.

Вт / кг = ватт / кг — количество ватт, которое может обеспечить батарея на 1 кг.

$ / кВт-ч = долларов / киловатт-час — количество денег за каждый час электроэнергии затраты, мощность измеряется тысячами ватт.

Циклы до 80% DOD (глубина разряда) — батарея циклически проходит через химическая реакция (которая зависит от ее типа) для выработки электроэнергии. Это количество циклов, которое может обеспечить каждая батарея, прежде чем она окажется в пределах 80% разряд (состояние, при котором нет падения напряжения на батарее, поэтому он может не обеспечивают питание).Указанные числа не учитывают пополнение счета.


УЧАСТКИ / ГРАФИКИ / ТАБЛИЦЫ:

Не отправлено


ГДЕ НАЙТИ ГИБРИДНЫЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ:

Toyota, Ford, GM, Honda, Saturn … все основные машины компания уже разработала или находится в процессе разработки H.E.V. Многие другие, Также участвуют более мелкие компании, частные и государственные исследовательские агентства.


ССЫЛКИ / ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ:

Интернет-каталог Альтернативные виды топлива и современные автомобили

Министерство энергетики / Национальное Страница

лаборатории возобновляемой энергии HEV Система привода

: Патент США № 5667029

Общее: Патент США № 05343970


Электрические символы | Электронные символы

Электрические символы и символы электронных схем используются для построения принципиальной схемы.

Символы обозначают электрические и электронные компоненты.

Светодиод
Символ Название компонента Значение
Обозначения проводов
Электрический провод Проводник электрического тока
Подключенные провода Подъездной переход
Не подключенные провода Провода не подключены
Обозначения переключателей и реле
Тумблер SPST Отключает ток при открытии
Тумблер SPDT Выбирает одно из двух подключений
Кнопочный переключатель (N.O) Выключатель мгновенного действия — нормально открытый
Кнопочный переключатель (Н.З.) Переключатель мгновенного действия — нормально замкнутый
DIP-переключатель DIP-переключатель используется для конфигурации на плате
Реле SPST Реле открытия / закрытия с помощью электромагнита
Реле SPDT
Джемпер Закройте соединение, вставив перемычку на контакты.
Паяльный мостик Припой для закрытия соединения
Знаки заземления
Земля Земля Используется для нулевого потенциала ведения и электрической защиты от ударов.
Заземление шасси Подключен к шасси по схеме
Цифровой / Общий
Обозначения резисторов
Резистор (IEEE) Резистор снижает ток.
Резистор (IEC)
Потенциометр (IEEE) Регулируемый резистор — имеет 3 вывода.
Потенциометр (IEC)
Переменный резистор / реостат (IEEE) Регулируемый резистор — имеет 2 вывода.
Переменный резистор / реостат (IEC)
Подстроечный резистор Предустановленный резистор
Термистор Терморезистор — изменение сопротивления при изменении температуры
Фоторезистор / Светозависимый резистор (LDR) Фоторезистор — изменение сопротивления при изменении силы света
Обозначения конденсаторов
Конденсатор Конденсатор используется для хранения электрического заряда.Он действует как короткое замыкание с переменным током и разрыв цепи с постоянным током.
Конденсатор
Поляризованный конденсатор Конденсатор электролитический
Поляризованный конденсатор Конденсатор электролитический
Конденсатор переменной емкости Регулируемая емкость
Обозначения индуктора / катушки
Индуктор Катушка / соленоид, создающий магнитное поле
Индуктор с железным сердечником Включает утюг
Переменный индуктор
Обозначения источников питания
Источник напряжения Генерирует постоянное напряжение
Источник тока Генерирует постоянный ток.
Источник напряжения переменного тока Источник переменного напряжения
Генератор Электрическое напряжение создается за счет механического вращения генератора
Батарейный элемент Генерирует постоянное напряжение
Аккумулятор Генерирует постоянное напряжение
Источник управляемого напряжения Генерирует напряжение как функцию напряжения или тока другого элемента схемы.
Управляемый источник тока Генерирует ток как функцию напряжения или тока другого элемента схемы.
Обозначения счетчика
Вольтметр Измеряет напряжение. Имеет очень высокую стойкость. Подключил параллельно.
Амперметр Измеряет электрический ток.Имеет почти нулевое сопротивление. Подключил поочередно.
Омметр Измеряет сопротивление
Ваттметр Измерители электроэнергии
Символы ламп / лампочек
Лампа / лампочка Генерирует свет при протекании тока через
Лампа / лампочка
Лампа / лампочка
Символы диодов / светодиодов
Диод Диод позволяет току течь только в одном направлении — слева (анод) направо (катод).
Стабилитрон Позволяет току течь в одном направлении, но также может течь в обратном направлении, когда напряжение пробоя выше
Диод Шоттки Диод Шоттки — диод с низким падением напряжения
Варактор / варикап диод Диод переменной емкости
Туннельный диод
Светоизлучающий диод (LED) излучает свет при протекании тока через
Фотодиод Фотодиод пропускает ток при воздействии света
Символы транзисторов
Биполярный транзистор NPN Обеспечивает протекание тока при высоком потенциале в основании (в центре)
Транзистор биполярный PNP Обеспечивает протекание тока при низком потенциале в основании (в центре)
Транзистор Дарлингтона Изготовлен из 2-х биполярных транзисторов.Имеет общий прирост продукта каждого прироста.
JFET-N Транзистор N-канальный полевой транзистор
JFET-P Транзистор П-канальный полевой транзистор
NMOS транзистор N-канальный МОП-транзистор
PMOS транзистор P-канальный МОП-транзистор
Разное.Символы
Двигатель Электродвигатель
Трансформатор Измените напряжение переменного тока с высокого на низкий или с низкого на высокое.
Электрический звонок Звонит при активации
Зуммер Воспроизводить жужжащий звук
Предохранитель Предохранитель отключается, когда ток превышает пороговое значение.Используется для защиты схемы от сильных токов.
Предохранитель
Автобус Содержит несколько проводов. Обычно для данных / адреса.
Автобус
Автобус
Оптопара / оптоизолятор Оптопара изолирует соединение с другой платой
Громкоговоритель Преобразует электрический сигнал в звуковые волны
Микрофон Преобразует звуковые волны в электрический сигнал
Операционный усилитель Усилить входной сигнал
Триггер Шмитта Работает с гистерезисом для снижения шума.
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) Преобразует аналоговый сигнал в цифровые числа
Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) Преобразует цифровые числа в аналоговый сигнал
Кристаллический осциллятор Используется для генерации точного тактового сигнала частоты
Постоянный ток Постоянный ток генерируется из постоянного уровня напряжения
Условные обозначения антенн
Антенна / антенна Передает и принимает радиоволны
Антенна / антенна
Дипольная антенна Двухпроводная простая антенна
Символы логических вентилей
НЕ затвор (инвертор) Выходы 1, когда вход 0
И Ворота Выходы 1, когда оба входа равны 1.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *