Подключение однофазного двигателя: схемы, проверка, видео
Чаще всего к нашим домам, участкам, гаражам подведена однофазная сеть 220 В. Поэтому оборудование и все самоделки делают так, чтобы они работали от этого источника питания. В этой статье рассмотрим, как правильно сделать подключение однофазного двигателя.
Содержание статьи
- 1 Асинхронный или коллекторный: как отличить
- 1.1 Как устроены коллекторные движки
- 1.2 Асинхронные
- 2 Схемы подключения однофазных асинхронных двигателей
- 2.1 С пусковой обмоткой
- 2.2 Конденсаторный
- 2.2.1 Схема с двумя конденсаторами
- 2.2.2 Подбор конденсаторов
- 2.2.3 Изменение направления движения мотора
Асинхронный или коллекторный: как отличить
Вообще, отличить тип двигателя можно по табличке — шильдику — на которой написаны его данные и тип. Но это только в том случае, если его не ремонтировали. Ведь под кожухом может быть что угодно. Так что если вы не уверены, лучше определить тип самостоятельно.
Как устроены коллекторные движки
Отличить асинхронный и коллекторный двигатели можно по строению. У коллекторных обязательно есть щетки. Они расположены возле коллектора. Еще обязательный атрибут движка этого типа — наличие медного барабана, разделенного на секции.
Такие двигатели выпускаются только однофазные, они часто устанавливаются в бытовой технике, так как позволяют получить большое число оборотов на старте и после разгона. Также они удобны тем, что легко позволяют менять направление вращения — необходимо только поменять полярность. Несложно также организовать изменение скорости вращения — изменением амплитуды питающего напряжения или угла его отсечки. Потому и используются подобные двигатели в большей части бытовой и строительной техники.
Строение коллекторного двигателяНедостатки коллекторных двигателей — высокая шумность работы на больших оборотах.
Вспомните дрель, болгарку, пылесос, стиральную машину и т.д.. Шум при их работе стоит приличный. На малых оборотах коллекторные двигатели не так шумят (стиральная машина), но не все инструменты работают в таком режиме.
Второй неприятный момент — наличие щеток и постоянного трения приводит к необходимости регулярного технического обслуживания. Если токосъемник не чистить, загрязнение графитом (от стирающихся щеток) может привести к тому, что соседние секции в барабане соединятся, мотор попросту перестанет работать.
Асинхронные
Асинхронный двигатель имеет статор и ротор, может быть одно и трёхфазным. В данной статье рассматриваем подключение однофазных двигателей, потому речь пойдет только о них.
Асинхронные двигатели отличаются невысоким уровнем шумов при работе, потому устанавливаются в технике, шум работы которой критичен. Это кондиционеры, сплит-системы, холодильники.
Строение асинхронного двигателяЕсть два типа однофазных асинхронных двигателей — бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные.
Вся разница состоит в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле (в холодильниках). Это необходимо, так как после разгона она только снижает КПД.
В конденсаторных однофазных двигателях конденсаторная обмотка работает все время. Две обмотки — основная и вспомогательная — смещены относительно друг друга на 90°. Благодаря этому можно менять направление вращения. Конденсатор на таких двигателях обычно крепится к корпусу и по этому признаку его несложно опознать.
Более точно определить бифилярный или конденсаторный двигатель перед вами, можно при помощи измерений сопротивления обмоток. Если сопротивление вспомогательной обмотки больше в два раза (разница может быть еще более значительная), скорее всего, это бифилярный двигатель и эта вспомогательная обмотка пусковая, а значит, в схеме должен присутствовать выключатель или пусковое реле.
В конденсаторных двигателях обе обмотки постоянно находятся в работе и подключение однофазного двигателя возможно через обычную кнопку, тумблер, автомат.
Схемы подключения однофазных асинхронных двигателей
С пусковой обмоткой
Для подключения двигателя с пусковой обмоткой потребуется кнопка, у которой один из контактов после включения размыкается. Эти размыкающиеся контакты надо будет подключить к пусковой обмотке. В магазинах есть такая кнопка — это ПНВС. У нее средний контакт замыкается на время удержания, а два крайних остаются в замкнутом состоянии.
Внешний вид кнопки ПНВС и состояние контактов после того как кнопка «пуск» отпущена»Сначала при помощи измерений определяем какая обмотка рабочая, какая — пусковая. Обычно вывод от мотора имеет три или четыре провода.
Рассмотрим вариант с тремя проводами. В этом случае две обмотки уже объединены, то есть один из проводов — общий. Берем тестер, измеряем сопротивление между всеми тремя парами. Рабочая имеет самое меньшее сопротивление, среднее значение — пусковая обмотка, а наибольшее — это общий выход (меряется сопротивление двух последовательно включенных обмоток).
Если выводов четыре, они звонятся попарно. Находите две пары. Та, в которой сопротивление меньше — рабочая, в которой больше — пусковая. После этого соединяем один провод от пусковой и рабочей обмотки, выводим общий провод. Итого остается три провода (как и в первом варианте):
- один с рабочей обмотки — рабочий;
- с пусковой обмотки;
- общий.
С этими тремя проводами и работаем дальше — используем для подключения однофазного двигателя.
Со всеми этими
Все три провода подключаем к кнопке. В ней тоже имеется три контакта. Обязательно пусковой провод «сажаем на средний контакт
Конденсаторный
При подключении однофазного конденсаторного двигателя есть варианты: есть три схемы подключения и все с конденсаторами. Без них мотор гудит, но не запускается (если подключить его по схеме, описанной выше).
Схемы подключения однофазного конденсаторного двигателяПервая схема — с конденсатором в цепи питания пусковой обмотки — хорошо запускаются, но при работе мощность выдают далеко не номинальную, а намного ниже. Схема включения с конденсатором в цепи подключения рабочей обмотки дает обратный эффект: не очень хорошие показатели при пуске, но хорошие рабочие характеристики. Соответственно, первую схему используют в устройствах с тяжелым пуском (бетономешалки, например), а с рабочим конденсором — если нужны хорошие рабочие характеристики.
Схема с двумя конденсаторами
Есть еще третий вариант подключение однофазного двигателя (асинхронного) — установить оба конденсатора. Получается нечто среднее между описанными выше вариантами. Эта схема и реализуется чаще всего.
Она на рисунке выше в середине или на фото ниже более детально. При организации данной схемы тоже нужна кнопка типа ПНВС, которая будет подключать конденсатор только не время старта, пока мотор «разгонится». Потом подключенными останутся две обмотки, причем вспомогательная через конденсатор.
При реализации других схем — с одним конденсатором — понадобится обычная кнопка, автомат или тумблер. Там все соединяется просто.
Подбор конденсаторов
Есть довольно сложная формула, по которой можно высчитать требуемую емкость точно, но вполне можно обойтись рекомендациями, которые выведены на основании многих опытов:
- рабочий конденсатор берут из расчета 70-80 мкФ на 1 кВт мощности двигателя;
- пусковой — в 2-3 раза больше.
Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети 220 вольт берем емкости с рабочим напряжением 330 В и выше.
А чтобы пуск проходил проще, для пусковой цепи ищите специальный конденсатор. У них в маркировке присутствует слова Start или Starting, но можно взять и обычные.
Изменение направления движения мотора
Если после подключения мотор работает, но вал крутится не в том направлении, которое вам надо, можно поменять это направление. Это делают поменяв обмотки вспомогательной обмотки. Когда собирали схему, один из проводов подали на кнопку, второй соединили с проводом от рабочей обмотки и вывели общий. Вот тут и надо перекинуть проводники.
Как все может выглядеть на практикеОднофазный асинхронный двигатель: 6 схем работы
Изготовление самодельных станков и механизмов требует наличия источника крутящего момента, способного развивать высокую механическую мощность на валу привода при питании от сети 220 вольт.
Для этих целей подходит электродвигатель от бетономешалки, стиральной машины, другого оборудования или просто приобретенный в продаже.
В статье я рассказываю все про однофазный асинхронный двигатель, схема подключения которого зависит от внутренней конструкции и может быть выполнена с пусковой обмоткой или конденсаторным запуском.
Содержание статьи
С чего обязательно следует начинать подключение двигателя: 2 важных момента, проверенные временем
Перед первым включением любого электродвигателя необходимо уточнить его устройство: конструкцию статора и ротора, состояние подшипников.
На собственном и чужом опыте могу заверить, что проще раскрутить несколько гаек, осмотреть внутреннюю конструкцию, выявить дефекты на начальном этапе и устранить их, чем после запуска в непродолжительную работу заниматься сложным ремонтом, который можно было предотвратить.
Важное предупреждение
Начинающие электрики довольно часто сами создают неисправности двигателя, нарушая технологию его разборки, работая обычным молотком: разбивают грани вала.
Для сохранения структуры деталей без их повреждения необходимо использовать специальный съемник подшипников электродвигателя.
В самом крайнем случае, когда его нет, удары молотком наносят через толстые пластины из мягкого металла (медь, алюминий) или плотную сухую древесину (яблоня, груша, дуб).
Как состояние подшипников влияет на работу двигателя
Любой асинхронный электродвигатель (АД) имеет ротор с короткозамкнутыми обмотками. В них наводится ток, создающий магнитный поток, взаимодействующий с вращающимся магнитным полем статора, которое и является его источником движения.
Ротор внутри корпуса крепится на подшипниках. Их состояние сильно влияет на качество вращения. Они призваны обеспечить легкое скольжение вала без люфтов и биений. Любые нарушения недопустимы.
Дело в том, что обмотку статора можно рассматривать как обыкновенный электромагнит. Если у ротора разбиты подшипники, то он под действием магнитного поля станет притягиваться, приближаясь к статорной обмотке.
Зазор между вращающейся и стационарной частями очень маленький. Поэтому касания или биения ротора могут задевать, царапать, деформировать статорные обмотки, безвозвратно повреждая их.
Ремонт потребует полной перемотки статора, а это весьма сложная работа.
Обязательно разбирайте электродвигатель перед его подключением, тщательно осматривайте всю его внутреннюю конструкцию.
Обращайте особое внимание на состояние подшипников, выполнение нормативов по допускам и посадкам, качество смазки. Сухую и старую смазку обязательно необходимо заменять свежей.
Что надо учитывать в конструкции статорных обмоток и как их подготовить
Домашнему мастеру чаще всего попадают электродвигатели, которые уже где-то поработали, а, возможно, и прошли реконструкцию или перемотку. Никто об этом обычно не заявляет, на шильдиках и бирках информацию не меняют, оставляют прежней. Поэтому рекомендую визуально осмотреть их внутренности.
Статорные катушки у асинхронных двигателей для питания от однофазной и трехфазной сети отличаются количеством обмоток и конструкцией.
Трехфазный электродвигатель имеет три абсолютно одинаковые обмотки, разнесенные по направлению вращения ротора на 120 угловых градусов.
Они выполнены из одного провода с одинаковым числом витков.
Все они имеют равное активное и индуктивное сопротивление, занимают одинаковое число пазов внутри статора.
Это позволяет первоначально оценивать их состояние обычным цифровым мультиметром в режиме омметра при отключенном напряжении.
Однофазный асинхронный двигатель имеет две разные обмотки на статоре, разнесенные на 90 угловых градусов. Одна из них создана для длительного прохождения тока в номинальном режиме работы и поэтому называется основной, главной либо рабочей.
Для уменьшения нагрева ее делают более толстым проводом, обладающим меньшим электрическим сопротивлением.
Перпендикулярно ей смонтирована вторая обмотка большего сопротивления и меньшего диаметра, что позволяет различать ее визуально. Она создана для кратковременного протекания пусковых токов и отключается сразу при наборе ротором номинального числа оборотов.
Пусковая или вспомогательная обмотка занимает примерно 1/3 пазов статора, а остальная часть отведена рабочим виткам.
Однако, приведенное правило имеет исключения: на практике встречаются однофазные электродвигатели с двумя одинаковыми обмотками.
Для подключения статора к питающей сети концы обмоток выводят наружу проводами. С учетом того, что одна обмотка имеет два конца, то у трехфазного электродвигателя может быть, как правило, шесть выводов, а у однофазного — четыре.
Но из этого простого правила встречаются исключения, связанные с внутренней коммутацией выводов для упрощения монтажа на специальном оборудовании:
- у трехфазных двигателей из статора могут выводиться:
- три жилы при внутренней сборке схемы треугольника;
- или четыре — для звезды;
- однофазный электродвигатель может иметь:
- три вывода при внутреннем объединении одного конца пусковой и рабочей обмоток;
- или шесть концов для конструкции с пусковой обмоткой и встроенным контактом ее отключения от центробежного регулятора.
Как видите, судить о конструкции асинхронного двигателя по количеству выведенных проводов на клеммнике от обмоток статора можно, но вероятность ошибки довольно высока.
Нужен более тщательный анализ его устройства.
Техническое состояние изоляции обмоток
Где и в каких условиях хранился статор не всегда известно. Если он находился без защиты от атмосферных осадков или внутри влажных помещений, то его изоляция требует сушки.
В домашней обстановке разобранный статор можно поместить в сухую комнату для просушки. Ускорить процесс допустимо обдувом вентилятора или нагревом обычными лампами накаливания.
Обращайте внимание, чтобы разогретое стекло лампы не касалось провода обмоток, обеспечивайте воздушный зазор. Окончание процесса сушки связано с восстановлением свойств изоляции. Этот процесс необходимо контролировать замерами мегаомметром.
Как отличить конструкцию однофазного асинхронного электродвигателя и определить его тип по статистической таблице
Привожу выдержку из книги Алиева И И про асинхронные двигатели, вернее таблицу основных электрических характеристик.
Как видите, промышленностью массово выпущены модели с:
- повышенным сопротивлением пусковой обмотки;
- пусковым конденсатором;
- рабочим конденсатором;
- пусковым и рабочим конденсатором;
- экранированными полюсами.
А еще здесь не указаны более новые разработки, называемые АЭД — асинхронные энергосберегающие двигатели, обеспечивающие:
- значительное снижение реактивной мощности;
- повышение КПД;
- уменьшение потребления полной мощности при той же нагрузке на вал, что и у обычных моделей.
Их конструкторское отличие: внутри зубцов сердечника статора выполнены углубления. В них жестко вставлены постоянные магниты, взаимодействующие с вращающимся магнитным полем.
Во всем этом многообразии вам предстоит разбираться самостоятельно с неизвестной конструкцией. Здесь большую помощь может оказать техническое описание или шильдик на корпусе.
Я же дальше рассматриваю только две наиболее распространенные схемы запуска АД в работу.
Схема подключения асинхронного двигателя с пусковой обмоткой: последовательность сборки
Например, мы определили, что из статора выходят четыре или три провода. Вызваниваем между ними активное сопротивление омметром и определяем пусковую и рабочую обмотку.
Допустим, что у четырех проводов между собой вызваниваются две пары с сопротивлением 6 и 12 Ом. Скрутим произвольно по одному проводу от каждой обмотки, обозначим это место, как «общий провод» и получим между тремя выводами замер 6, 12, 18 Ом.
Точками на этой схеме я обозначил начала обмоток. Пока на этот вопрос не обращайте внимание. Но, к нему потребуется вернуться дальше, когда возникнет необходимость выполнять реверс.
Цепочка между общим выводом и меньшим сопротивлением 6Ω будет главной, а большим 12Ω — вспомогательной, пусковой обмоткой. Последовательное их соединение покажет суммарный результат 18 Ом.
Помечаем эти 3 конца уже понятной нам маркировкой:
- О — общий;
- П — пусковой;
- Р — рабочий.
Дальше нам понадобиться кнопка ПНВС, специально созданная для запуска однофазных асинхронных двигателей. Ее электрическая схема представлена тремя замыкающими контактами.
Но, она имеет важное отличие от кнопки запуска трехфазных электродвигателей ПНВ: ее средний контакт выполнен с самовозвратом, а не фиксацией при нажатии.
Это означает, что при нажатии кнопки все три контакта замыкаются и удерживаются в этом положении. Но, при отпускании руки два крайних контакта остаются замкнутыми, а средний возвращается под действием пружины в разомкнутое состояние.
Эту кнопку и клеммы вывода обмоток статора из электродвигателя соединяем трехжильным кабелем так, чтобы на средний контакт ПНВС выходил контакт пусковой обмотки. Выводы П и Р подключаем на ее крайние контакты и помечаем.
С обратной стороны кнопки между контактами пусковой и рабочей обмоток жестко монтируем перемычку. На нее и второй крайний контакт подключаем кабель питания бытовой сети 220 вольт с вилкой для установки в розетку.
При включении этой кнопки под напряжение все три контакта замкнутся, а рабочая и пусковая обмотка станут работать. Буквально через пару секунд двигатель закончит набирать обороты, выйдет на номинальный режим.
Тогда кнопку запуска отпускают:
- пусковая обмотка отключается самовозвратом среднего контакта;
- главная обмотка двигателя продолжает раскручивать ротор от сети 220 В.
Это самая доступная схема подключения асинхронного двигателя с пусковой обмоткой для домашнего мастера. Однако, она требует наличия кнопки ПНВС.
Если ее нет, а электродвигатель требуется срочно запустить, то ее допустимо заменить комбинацией из двухполюсного автоматического выключателя и обычной электрической кнопки соответствующей мощности с самовозвратом.
Придется включать их одновременно, а кнопку отпускать после раскрутки электродвигателя.
Все запуски электродвигателей и любого электрического оборудования всегда выполняйте с защитой этих цепей автоматическими выключателями. Они предотвратят развитие аварийных ситуаций при возникновении любых случайных ошибок.
С целью закрепления материала по этой теме рекомендую посмотреть видеоролик владельца Oleg pl. Он как раз показывает конструкцию встроенного центробежного регулятора, предназначенного для автоматического отключения вспомогательной обмотки.
Как поменять направление вращения однофазного асинхронного двигателя: 2 схемы
Высока вероятность того, что АД запустили по одному из вышеперечисленных принципов, а он крутится не в ту сторону, что требуется для привода.
Другой вариант: на станке необходимо обязательно выполнять реверс для обработки деталей. Оба эти случаи поможет реализовать очередная разработка.
Возвращаю вас к начальной схеме, когда мы случайным образом объединяли концы главной и вспомогательной обмоток. Теперь нам надо сменить последовательность включения одной из них. Показываю на примере смены полярности пусковой обмотки.
В принципе так можно поступить и с главной. Тогда ток по этой последовательно собранной цепочке изменит направление одного из магнитных потоков и направление вращения ротора.
Для одноразового реверса этого переключения вполне достаточно. Но для станка с необходимостью периодической смены направления движения привода предлагается схема реверса с управлением тумблером.
Этот переключатель можно выбрать с двумя или тремя фиксированными положениями и шестью выводами. Подбирать его конструкцию необходимо по току нагрузки и допустимому напряжению.
Схема реверса однофазного АД с пусковой обмоткой через тумблер имеет такой вид.
Пускать токи через тумблер лучше от вспомогательной обмотки, ибо она работает кратковременно. Это позволит продлить ресурс ее контактов.
Реверс АД с конденсаторным запуском удобно выполнить по следующей схеме.
Для условий тяжелого запуска параллельно основному конденсатору через средний контакт с самовозвратом кнопки ПНВС подключают дополнительный конденсатор. Эту схему не рисую, она показана раньше.
Переключать положение тумблера реверса необходимо исключительно при остановленном роторе, а не во время его вращения.
Случайная смена направления работы двигателя под напряжением связана с большими бросками токов, что ограничивает его ресурс.
Поэтому место расположения тумблера реверса на станке необходимо выбирать так, чтобы исключить случайное оперирование им во время работы. Устанавливайте его в углублениях конструкции.
Если у вас еще остались неясные моменты про однофазный асинхронный двигатель и схему подключения, то задавайте их в комментариях. Обязательно обсудим.
Однофазный асинхронный двигатель – конструкция, работа и типы
Однофазные двигатели более предпочтительны, чем трехфазные асинхронные двигатели для бытового и коммерческого применения. Из-за формы утилиты доступно только однофазное питание. Таким образом, в этом типе применения трехфазный асинхронный двигатель не может использоваться.
В следующем посте мы покажем конструкцию и различные типы однофазных асинхронных двигателей с работой и применением.
- Сообщение по теме: Трехфазный асинхронный двигатель — конструкция, работа, типы и применение
Содержание
Конструкция однофазного асинхронного двигателя
Однофазный асинхронный двигатель аналогичен трехфазному асинхронному двигателю с короткозамкнутым ротором, за исключением того, что он имеет одну фазу с двумя обмотками (вместо одной трехфазной обмотки в 3-фазной схеме).
Конструкция однофазного асинхронного двигателя аналогична конструкции трехфазного асинхронного двигателя.
Подобно трехфазному асинхронному двигателю, однофазный асинхронный двигатель также состоит из двух основных частей;
- Статор
- Ротор
Связанная статья: Машина постоянного тока — конструкция, работа, типы и применение
Статор
Статор отличается только обмоткой статора. Обмотка статора представляет собой однофазную обмотку вместо трехфазной обмотки. Сердечник статора такой же, как сердечник трехфазного асинхронного двигателя.
В однофазном асинхронном двигателе в статоре используются две обмотки, за исключением асинхронного двигателя с расщепленными полюсами. Из этих двух обмоток одна обмотка является основной, а вторая — вспомогательной.
Сердечник статора ламинирован для уменьшения потерь на вихревые токи. Однофазное питание подается на обмотку статора (основная обмотка)
Ротор
Ротор однофазного асинхронного двигателя аналогичен ротору асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Вместо обмотки ротора используются стержни ротора, а на конце он замыкается концевыми кольцами. Следовательно, он делает полный путь в цепи ротора. Стержни ротора крепятся к концевым кольцам для увеличения механической прочности двигателя.
Пазы ротора скошены под некоторым углом, чтобы избежать магнитной связи. И это также использовалось для того, чтобы двигатель работал плавно и тихо.
На следующем рисунке показаны статор и ротор однофазного асинхронного двигателя.
- Связанный пост: Серводвигатель — типы, конструкция, работа, управление и применение
Работа однофазного асинхронного двигателя
Однофазное питание переменным током подается на обмотку статора (основная обмотка). Переменный ток, протекающий по обмотке статора, создает магнитный поток. Этот поток известен как основной поток.
Теперь предположим, что ротор вращается и находится в магнитном поле, создаваемом обмоткой статора. Согласно закону Фарадея, ток начинает течь в цепи ротора по замкнутому пути. Этот ток известен как ток ротора.
Из-за тока ротора вокруг обмотки ротора возникает поток. Этот поток известен как поток ротора.
Есть два потока; основной поток, который создается статором , а второй поток ротора, который создается ротором .
Взаимодействие между основным потоком и потоком ротора, крутящий момент создается в роторе и он начинает вращаться.
Поле статора имеет переменный характер. Скорость поля статора такая же, как синхронная скорость. Синхронная скорость двигателя зависит от числа полюсов и частоты питания.
Может представлять собой два вращающихся поля. Эти поля равны по величине и вращаются в противоположном направлении.
Допустим, Φ м — максимальное поле, индуцируемое в основной обмотке. Значит, это поле разделено на две равные части, то есть Φ м /2 и Φ м /2.
Из этих двух полей одно поле Φ f вращается против часовой стрелки, а второе поле Φ b вращается по часовой стрелке. Следовательно, результирующее поле равно нулю.
Φ r = Φ f – Φ b
Φ r = 0
3 9 Теперь рассмотрим результаты в разные моменты времени.
Когда двигатель запускается, индуцируются два поля, как показано на рисунке выше. Эти два поля имеют одинаковую величину и противоположное направление. Таким образом, результирующий поток равен нулю.
В этом состоянии поле статора не может пересекаться с полем ротора, и результирующий крутящий момент равен нулю. Итак, ротор не может вращаться, но издает гудение.
Теперь представьте, что после поворота на 90˚ оба поля повернуты и направлены в одном направлении.
Следовательно, результирующий поток представляет собой сумму обоих полей.
φ R = φ F + φ B
φ R = 0
В этом условии возникающий в результате приготовленные равны максимальному полю, индуцированному Stator. Теперь оба поля вращаются отдельно, и это носит альтернативный характер.
Итак, оба поля обрезаны цепью ротора и ЭДС, наведенной в проводнике ротора. Из-за этой ЭДС в цепи ротора начинает течь ток, который индуцирует поток ротора.
Благодаря взаимодействию потока статора и потока ротора двигатель продолжает вращаться. T его теория известна как Двойная вращающаяся теория или двойное вращающееся поле теория .
Теперь, из приведенного выше объяснения, мы можем сделать вывод, что однофазный асинхронный двигатель не запускается самостоятельно.
Чтобы сделать этот двигатель самозапускающимся, нам нужен поток статора, вращающийся по своей природе, а не переменный.
- По теме: Бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC) — конструкция, принцип работы и применение
Однофазные асинхронные двигатели можно классифицировать по методам пуска.
Типы однофазных асинхронных двигателей
Однофазные асинхронные двигатели классифицируются как;
- Асинхронный двигатель с расщепленной фазой
- Асинхронный двигатель с экранированными полюсами
- Асинхронный двигатель с пусковым конденсатором
- Конденсаторный пусковой конденсатор для запуска асинхронного двигателя
- Асинхронный двигатель с постоянными конденсаторами
Асинхронный двигатель с расщепленной фазой
В этом типе двигателя дополнительная обмотка намотана на тот же сердечник статора. Итак, в статоре две обмотки.
Одна обмотка известна как основная обмотка или рабочая обмотка, а вторая обмотка известна как пусковая обмотка или вспомогательная обмотка.
Последовательно с вспомогательной обмоткой включен центробежный выключатель.
Вспомогательная обмотка с высоким сопротивлением, а основная обмотка с высокой индуктивностью. Вспомогательная обмотка имеет несколько витков малого диаметра.
Вспомогательная обмотка предназначена для создания разности фаз между обоими потоками, создаваемыми основной обмоткой и обмоткой ротора.
Схема подключения показана на рисунке выше. Ток, протекающий через основную обмотку, равен I M , а ток, протекающий через вспомогательную обмотку, составляет I А . Обе обмотки параллельны и питаются напряжением В.
Вспомогательная обмотка имеет высокое активное сопротивление. Итак, ток I А почти совпадает по фазе с напряжением питания В.
Основная обмотка имеет сильно индуктивный характер. Так, ток I M отстает от напряжения питания на большой угол.
Полный поток статора индуцируется результирующим током этих двух обмоток.
Как показано на векторной диаграмме, результирующий ток представлен как (I). Это создаст разность фаз между потоками, и результирующий поток создаст вращающееся магнитное поле. И двигатель начинает вращаться.
Вспомогательная обмотка используется только для запуска двигателя. Эта обмотка бесполезна в рабочем состоянии. Когда двигатель достигает 75–80 % синхронной скорости, центробежный выключатель размыкается. Итак, вспомогательная обмотка выведена из цепи. И двигатель работает только на основной обмотке.
Разность фаз, создаваемая этим методом, очень мала. Следовательно, пусковой момент этого двигателя плохой. Таким образом, этот двигатель используется в приложениях с низким пусковым моментом, таких как вентиляторы, воздуходувки, измельчители, насосы и т. д.
- Связанный пост: Шаговый двигатель — типы, конструкция, работа и применение
Асинхронный двигатель с экранированными полюсами
По сравнению с другими типами однофазных асинхронных двигателей, этот двигатель имеет другую конструкцию и принцип работы.
Этот тип двигателя не требует дополнительной обмотки.
Этот двигатель имеет явный полюс статора или выступающий полюс, а ротор такой же, как у асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Полюса статора сконструированы специально для создания вращающегося магнитного поля.
Полюс этого двигателя разделен на две части; заштрихованная часть и незаштрихованная часть. Его можно создать, разрезав шест на неравные расстояния.
Медное кольцо помещается в малую часть стержня. Это кольцо является высокоиндуктивным кольцом и известно как заштрихованное кольцо или заштрихованная полоса. Часть, в которой проводится стимуляция заштрихованного кольца, известна как заштрихованная часть вехи, а оставшаяся часть — незаштрихованная часть.
Конструкция этого двигателя показана на рисунке ниже.
При прохождении переменного тока через обмотку статора в катушке статора индуцируется переменный поток. Из-за этого потока некоторое количество потока будет связано с заштрихованным кольцом, и ток будет течь через заштрихованное кольцо.
Согласно закону Ленца, ток, проходящий через катушку, имеет противоположный характер, и поток, создаваемый этой катушкой, будет противодействовать основному потоку.
Заштрихованное кольцо представляет собой высокоиндуктивную катушку. Таким образом, он будет противодействовать основному потоку, когда оба потока направлены в одном направлении, и увеличит основной поток, когда оба потока направлены в противоположные стороны.
Таким образом, это создаст разность фаз между основным потоком (поток статора) и потоком ротора. При использовании этого метода разность фаз очень мала. Следовательно, пусковой момент очень мал. Он используется в таких приложениях, как игрушечный двигатель, вентилятор, воздуходувка, проигрыватель и т. д.
Асинхронный двигатель с пусковым конденсатором
Этот тип двигателя является усовершенствованной версией асинхронного двигателя с расщепленной фазой. Недостатком индукции с расщепленной фазой является низкий крутящий момент.
Потому что в этом двигателе создаваемая разность фаз очень мала.
Этот недостаток компенсируется в данном двигателе конденсатором, включенным последовательно со вспомогательной обмоткой. Принципиальная схема этого двигателя показана на рисунке ниже.
В этом двигателе используется конденсатор сухого типа. Это предназначено для использования с переменным током. Но этот конденсатор не используется для непрерывной работы.
В этом методе также используется центробежный переключатель, который отключает конденсатор и вспомогательную обмотку, когда двигатель работает на 75-80% синхронной скорости.
Ток через вспомогательный блок опережает напряжение питания на некоторый угол. Этот угол больше, чем угол, увеличенный в асинхронном двигателе с расщепленной фазой.
Таким образом, пусковой момент этого двигателя очень высок по сравнению с асинхронным двигателем с расщепленной фазой. Пусковой крутящий момент этого двигателя на 300% больше, чем крутящий момент при полной нагрузке.
Благодаря высокому пусковому крутящему моменту этот двигатель используется там, где требуется высокий пусковой крутящий момент, например, в токарных станках, компрессорах, сверлильных станках и т. д.
- Запись по теме: КПД двигателя и как его повысить?
Конденсатор Пусковой конденсатор Работающий асинхронный двигатель
В этом типе двигателя два конденсатора соединены параллельно последовательно во вспомогательной обмотке. Из этих двух конденсаторов один конденсатор используется только для запуска (пусковой конденсатор), а другой постоянно подключен к двигателю (рабочий конденсатор).
Принципиальная схема этого рисунка показана на рисунке ниже.
Пусковой конденсатор имеет высокое значение емкости, а рабочий конденсатор имеет низкое значение емкости. Пусковой конденсатор соединен последовательно с центробежным выключателем, который размыкается, когда скорость двигателя составляет 70 % от синхронной скорости.
Во время работы рабочая и вспомогательная обмотки соединены с двигателем. Пусковой крутящий момент и эффективность этого двигателя очень высоки.
Таким образом, его можно использовать в приложениях, где требуется высокий пусковой крутящий момент, таких как холодильник, кондиционер, потолочный вентилятор, компрессор и т. д.
- Связанный пост: Прямой онлайн-стартер — Схема подключения стартера DOL для двигателей
Асинхронный двигатель с постоянными конденсаторами
Конденсатор малой емкости постоянно подключен к вспомогательной обмотке. Здесь конденсатор имеет малую емкость.
Конденсатор используется для увеличения пускового момента, но он мал по сравнению с асинхронным двигателем с пусковым конденсатором.
Принципиальная схема и векторная диаграмма этого двигателя показаны на рисунке ниже.
Коэффициент мощности и КПД этого двигателя очень высоки, а также он имеет высокий пусковой крутящий момент, который составляет 80% крутящего момента при полной нагрузке.
Этот тип двигателя используется в таких приложениях, как вытяжной вентилятор, воздуходувка, обогреватель и т. д.
- Связанный пост: Что такое пускатель двигателя? Типы пускателей двигателей и методы пуска двигателей
Применение однофазных асинхронных двигателей
Однофазные двигатели не запускаются сами по себе и менее эффективны, чем трехфазные асинхронные двигатели. Доступны модели мощностью от 0,5 до 15 л.с., и, тем не менее, они широко используются для различных целей, таких как:
- Часы
- Холодильники, морозильники и обогреватели
- Вентиляторы, настольные вентиляторы, потолочные вентиляторы, вытяжные вентиляторы, воздухоохладители и водяные охладители.
- Воздуходувки
- Стиральные машины
- станки
- Сушилки
- Пишущие машинки, фотостаты и принтеры
- Водяные насосы и погружные насосы
- Компьютеры
- Измельчители
- Сверлильные станки
- Прочие бытовые приборы, оборудование и устройства и т.
д.
Похожие сообщения:
- Разница между однофазным и трехфазным асинхронным двигателем
- Почему мощность двигателя указана в кВт, а не в кВА?
- Символы электродвигателей
- Пускатель звезда-треугольник для двигателя с таймером
- Пускатель звезда-треугольник для двигателя без таймера
- Управление скоростью двигателя постоянного тока – методы контроля напряжения, реостата и потока
- Привод переменного тока – Работа и типы электрических приводов и ЧРП
- Привод постоянного тока – Работа и типы приводов постоянного тока
Типы однофазных асинхронных двигателей | Схема подключения однофазного асинхронного двигателя
Хотите создать сайт? Найдите бесплатные темы и плагины WordPress.
Однофазные асинхронные двигатели традиционно используются в жилых помещениях, таких как потолочные вентиляторы, кондиционеры, стиральные машины и холодильники. Эти двигатели состоят из двигателей с расщепленной фазой, экранированных полюсов и конденсаторных двигателей.
Двигатель переменного тока (переменного тока) представляет собой электромеханическое устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическое движение за счет использования электромагнетизма и изменения частоты и напряжения, производимых коммунальной компанией или контроллером двигателя.
Электродвигатели переменного тока занимают центральное место в потреблении электроэнергии в мире, потому что они делают так много и при минимальном вмешательстве человека. Двигатель переменного тока на сегодняшний день является самым простым и дешевым двигателем, используемым в промышленности.
Рис.1: Статор и ротор двигателя
Существует очень мало деталей, из которых состоит двигатель переменного тока, пока они остаются в пределах своих рабочих характеристик, они могут работать до 100 лет при минимальном техническом обслуживании. там. Основными частями двигателя переменного тока являются ротор и статор, как показано на рис.
1 .
Ротор — это вращающаяся часть двигателя переменного тока, которая поддерживается набором подшипников, обеспечивающих безупречное вращение, расположенных внутри концевых воронок. Подшипники запрессованы в набор концевых колпаков, которые заполнены смазкой для обеспечения движения жидкости.
Статор представляет собой фиксированную или стационарную часть двигателя, к которой прикреплены концевые раструбы, а обмотки намотаны на многослойные листы железа, которые создают электромагнитное вращающееся поле, когда катушка находится под напряжением.
Двигатели являются очень универсальными электромеханическими компонентами, поскольку их можно подобрать по размеру, сконфигурировать и сконструировать для любой ситуации или выполнения любой задачи. Большой процент двигателей, используемых в промышленности, представляет собой однофазные и трехфазные двигатели, как показано на рисунке 2.
Двигатели
Однофазный асинхронный двигатель представляет собой электродвигатель, работающий на одной волне переменного тока.
Однофазные асинхронные двигатели используются в жилых помещениях для электродвигателей переменного тока в одном или нескольких жилых домах. Существует три типа однофазных асинхронных двигателей: двигатели с экранированными полюсами, двигатели с расщепленной фазой и конденсаторные двигатели.
Двигатель с экранированными полюсами
Электродвигатели с экранированными полюсами , , как показано на рис. 3, представляют собой однофазные асинхронные двигатели, используемые для работы небольших охлаждающих вентиляторов внутри холодильников в компьютерах. Они принадлежат к семейству асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, которые используются в ограниченных приложениях, требующих мощности менее 3/4 л.с., обычно в диапазоне от 1/20 до 1/6 л.с.
Двигатель с экранированными полюсами может вращать самую тяжелую нагрузку. Компонент, который очень легкий по весу и способен вращаться с низкой плотностью .
Обычно, когда двигатели с экранированными полюсами выходят из строя, их выбрасывают в мусорную корзину и покупают новый.
Рис.3: Двигатель с экранированными полюсами
Рис.4: Схема подключения двигателя с экранированными полюсами
Полюса статора снабжены дополнительной обмоткой в каждом углу, называемой экранной обмоткой , как показано на рис.4 . Эти обмотки не имеют электрического соединения для запуска, но используют индуцированный ток для создания вращающегося магнитного поля.
Конструкция полюсов двигателя с расщепленными полюсами позволяет создавать вращающееся магнитное поле, замедляя нарастание магнитного потока. Медный проводник изолирует заштрихованную часть полюса, образуя полный виток вокруг него. В заштрихованной части магнитный поток увеличивается, но задерживается током, индуцированным в медном экране. Магнитный поток в незаштрихованной части увеличивается с увеличением тока обмотки, образуя вращающееся поле.
Двухфазный двигатель
Асинхронный двигатель с расщепленной фазой представляет собой однофазный асинхронный двигатель, который имеет две обмотки, называемые рабочей обмоткой, вторичной пусковой обмоткой и центробежным выключателем, как показано на рисунке 6. Двигатели с расщепленной фазой обычно работают от 1/20 л.с. до 1/. 3 л.с.
Эти двигатели с короткозамкнутым ротором на шаг впереди двигателей с экранированными полюсами, поскольку они могут немного больше работать с более тяжелой нагрузкой, прикрепленной к валу ротора.
Рис. 5: Двигатель с расщепленной фазой
Рис. 6: Схема подключения двигателя с расщепленной фазой
Двигатель с расщепленной фазой можно найти в приложениях, требующих от 1/20 до 1/3 л.с., что означает, что он может вращать что угодно, от лопастей потолочного вентилятора до стиральных машин. ванны, двигатели вентиляторов для масляных печей и небольшие насосы.
Центробежный переключатель представляет собой нормально замкнутое управляющее устройство, которое подключается к пусковой обмотке. Цель этой конфигурации состоит в том, чтобы пусковая обмотка двигателя была отключена от цепи, как только двигатель достигает 75-80% своей номинальной скорости. Несмотря на то, что он считается надежным двигателем, этот центробежный переключатель является движущейся частью, которая иногда не включается, когда двигатель перестает вращаться.
Как работают двигатели с расщепленной фазой
- Для запуска двигателя с расщепленной фазой пусковая и рабочая обмотки должны быть соединены параллельно
- При 75% полной скорости центробежный выключатель размыкается, отключая пусковую обмотку.
- Поскольку пусковая обмотка отключена от цепи, двигатель работает через рабочую обмотку.
- Для отключения питания двигателя с расщепленной фазой при 40% скорости полной нагрузки центробежный выключатель замыкается.
Выключение двигателя.
Конденсаторные двигатели
Однофазные конденсаторные двигатели являются следующим шагом в семействе однофазных асинхронных двигателей. Конденсаторные двигатели содержат те же пусковую и рабочую обмотки, что и двигатели с расщепленной фазой, за исключением конденсатора, который придает двигателю больший крутящий момент при запуске или во время его работы. Целью конденсатора является возврат напряжения в систему, когда напряжение не вырабатывается, и синусоидальная волна ЦАП однофазной системы.
В однофазной системе переменного тока существует только одна форма волны напряжения, и в течение одного цикла 60 импульсов в секунду, необходимого для создания напряжения, напряжение не возникает в двух точках. Задача конденсатора — заполнить эту пустоту, чтобы двигатель всегда видел напряжение, что означает, что при работе двигателя создается большой крутящий момент.
Существует три типа двигателей с конденсатором: пусковой конденсатор, рабочий конденсатор и двигатели с пусковым и рабочим конденсатором.
Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском
Пусковой конденсатор асинхронных двигателей, как показано на рисунке 7, представляет собой однофазный асинхронный двигатель с конденсатором, включенным последовательно с пусковой обмоткой и центробежным выключателем двигателя. Эта конфигурация дает двигателю прежнюю пусковую мощность, но приложение не требует большой мощности во время работы. Во время работы инерция нагрузки играет большую роль в работе двигателя, когда возникает проблема с двигателем, это обычно происходит из-за неисправного конденсатора. Двигатель обычно не будет вращаться, если внешняя сила не вращает вал; как только он запущен, он будет продолжать работать нормально, пока питание не будет отключено от двигателя.
Конденсаторные пусковые двигатели обычно используются в устройствах переменного тока, больших вентиляторных двигателях и вентиляторах конденсаторов. Конденсатор этих двигателей иногда встроен в двигатель или расположен на удалении от двигателя, что в первую очередь упрощает его замену.
Рис. 7: Конденсаторный пусковой двигатель
Конденсаторный пусковой двигатель
- Имеет пусковую обмотку, рабочую обмотку и центробежный выключатель, который размыкается при скорости от 60 до 80% полной нагрузки, как показано на рис. 8.
- Пусковая обмотка и конденсатор больше не используются после размыкания центробежного выключателя, как показано на рис. 9.
- Конденсатор используется только для пуска с высоким крутящим моментом.
Рис. пусковой индукционный ход конденсатора, за исключением пусковой и рабочей обмотки, которые все время остаются в цепи. Этот тип двигателя требует низкого пускового крутящего момента, но должен поддерживать постоянный крутящий момент во время работы. Этот тип двигателя иногда можно найти в компрессоре кондиционера. Пусковая обмотка последовательно соединена с конденсатором.
Рис.10: Двигатель с конденсатором
Рис.11: Двигатель с конденсатором
Работа конденсатора
- Использует более низкую номинальную скорость при полной нагрузке конденсатора раз.
- Используется для более высокого крутящего момента.
Асинхронный двигатель с пусковым конденсатором
Асинхронные двигатели с пусковым конденсатором представляют собой однофазные асинхронные двигатели, в пусковой и рабочей обмотках которых имеется конденсатор, как показано на рис. 12 и 13 (схема подключения) ). Этот тип двигателя предназначен для обеспечения высокого пускового момента и надежной работы для таких приложений, как большие водяные насосы.
Рис. 12: Пуск конденсатора и работа двигателя с конденсатором
Рис. 13: Схема подключения двигателя пуск конденсатора — работа конденсатора
запуск двигателя с конденсатором — работа конденсатора
9000 900 два конденсатора 9000 включается последовательно с пусковой обмоткой; другой конденсатор включен последовательно с рабочей обмоткой.