Асинхронный однофазный двигатель: 6 рабочих схем

Электрика
Содержание
  1. С чего обязательно следует начинать подключение двигателя: 2 важных момента, проверенные временем
  2. Как состояние подшипников влияет на работу двигателя
  3. Что надо учитывать в конструкции статорных обмоток и как их подготовить
  4. Реверс однофазных синхронных машин
  5. Реверсивное подключение однофазного асинхронного двигателя своими руками
  6. Вариант 3: смена пусковой обмотки на рабочую, и наоборот
  7. Как отличить конструкцию однофазного асинхронного электродвигателя и определить его тип по статистической таблице
  8. Асинхронный или коллекторный: как отличить
  9. Как устроены коллекторные движки
  10. Асинхронные
  11. Схема реверса трехфазного двигателя в однофазной сети
  12. Подключение однофазного коллекторного двигателя — переменного тока
  13. Вариант 1: переподключение рабочей намотки
  14. Схема подключения трёхфазного двигателя через конденсатор
  15. Обзор моделей
  16. Схема подключения асинхронного двигателя с пусковой обмоткой: последовательность сборки
  17. Однофазные электрические двигатели
  18. Типы пуска однофазного оборудования
  19. Преимущества и недостатки однофазного оборудования
  20. Вариант 2: переподключение пусковой намотки (однофазный двигатель 220В)
  21. Постановка задачи
  22. Онлайн расчет емкости конденсатора мотора
  23. Схема подключения асинхронного двигателя с конденсаторным запуском: 3 технологии
  24. Как изменить направление вращения однофазного асинхронного двигателя

С чего обязательно следует начинать подключение двигателя: 2 важных момента, проверенные временем

Перед первым включением электродвигателя необходимо уточнить конструкцию: конструкцию статора и ротора, состояние подшипников.

Индукционный двигатель
Однофазный двигатель

По своему и чужому опыту могу заверить, что проще открутить несколько гаек, осмотреть внутреннюю конструкцию, выявить дефекты на начальном этапе и устранить их, чем после начала непродолжительной работы заниматься сложным ремонтом, который можно было предотвратить.

Важное предупреждение

Начинающие электрики часто сами допускают ошибки двигателя, нарушая технологию его разборки, работая обыкновенным молотком: ломают кромки вала.

Чтобы сохранить структуру деталей, не повредив их, необходимо использовать специальный съемник подшипников двигателя.

Съемник подшипников двигателя

В самом крайнем случае, когда его нет, удары молотком наносят через толстые листы 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 индуцируется ток, создающий магнитный поток, взаимодействующий с вращающимся магнитным полем статора, являющегося его источником движения.

Ротор внутри корпуса установлен на подшипниках. Их состояние сильно влияет на качество вращения. Они предназначены для обеспечения легкого скольжения вала без отдачи и ударов. Любые нарушения недопустимы.

Дело в том, что обмотку статора можно считать обычным электромагнитом. Если подшипники ротора повреждены, под действием магнитного поля он начнет притягиваться и приближаться к обмотке статора.

Расстояние между вращающейся и неподвижной частями очень мало. Таким образом, прикосновение к ротору или его удары могут коснуться, поцарапать, деформировать обмотки статора и привести к их необратимому повреждению. Ремонт потребует полной перемотки статора, а это очень сложная работа.

Обязательно разберите мотор перед его подключением, внимательно осмотрите все его внутреннее устройство.

Обратите особое внимание на состояние подшипников, соблюдение норм допусков и посадок, качество смазки. Сухую и старую смазку необходимо заменить свежей.

Что надо учитывать в конструкции статорных обмоток и как их подготовить

Домашнему мастеру чаще всего достаются электродвигатели, которые уже где-то работали, и которые, возможно, были реконструированы или перемотаны. Об этом обычно никто не заявляет, информацию на шильдиках и этикетках не меняют, оставляют прежней. Поэтому рекомендую визуально осмотреть их внутренности.

Обмотки статора асинхронных двигателей для питания от однофазной и трехфазной сети отличаются количеством обмоток и конструкцией.

Трехфазный электродвигатель имеет три одинаковые обмотки, разнесенные по направлению вращения ротора на 120 градусов. Они сделаны из одного провода с одинаковым количеством витков.

Все они имеют одинаковое активное и индуктивное сопротивление, занимают одинаковое количество пазов внутри статора.

Это позволяет предварительно оценить их состояние обычным цифровым мультиметром в режиме омметра при выключенном напряжении.

Однофазный асинхронный двигатель имеет две разные обмотки на статоре, расположенные на расстоянии 90 градусов друг от друга. Один из них рассчитан на длительное прохождение тока в номинальном режиме работы и поэтому называется основным, основным или рабочим режимом.

Для уменьшения нагрева его делают из более толстого провода с меньшим электрическим сопротивлением.

Вторая обмотка большего сопротивления и меньшего диаметра монтируется перпендикулярно ей, что позволяет отличить ее визуально. Он рассчитан на кратковременное протекание пусковых токов и отключается сразу же при достижении ротором номинальной частоты вращения.

Пусковая или вспомогательная обмотка занимает около 1/3 пазов статора, а остальное отведено под рабочие обмотки.

Однако у этого правила есть исключения: на практике встречаются однофазные электродвигатели с двумя одинаковыми обмотками.

Для подключения статора к сети концы обмоток выводят наружу проводами. Учитывая, что обмотка имеет два конца, трехфазный электродвигатель обычно может иметь шесть проводников, а однофазный – четыре.

Но из этого простого правила есть исключения, связанные с внутренней коммутацией выходов для упрощения установки на специальное оборудование:

  • для трехфазных двигателей со статора может быть выведено:
    • три жилы во внутреннем узле треугольной схемы;
    • или четыре для звезды;
  • однофазный электродвигатель может иметь:
    • три вывода с внутренним подключением одного конца пусковой и рабочей обмоток;
    • или шесть концов для конструкции с пусковой обмоткой и встроенным контактом для ее отключения от центробежного регулятора.

Как видите, о конструкции асинхронного двигателя можно судить по количеству проводов, выведенных на клемму из обмоток статора, но вероятность ошибки достаточно высока. Необходим более тщательный анализ конструкции.

Техническое состояние изоляции обмоток

Где и при каких условиях хранился статор, не всегда известно. Если он находился без защиты от атмосферных осадков или внутри сырых помещений, его утеплитель требует просушки.

В домашних условиях разобранный статор можно поместить в сухое помещение для просушки. Допускается ускорить процесс обдувом вентилятором или подогревом обычными лампами накаливания.

Сушка двигателя

Обратите внимание, чтобы нагретое стекло лампы не касалось провода обмоток, оставляйте воздушный зазор. Окончание процесса сушки связано с восстановлением свойств утеплителя. Этот процесс необходимо контролировать измерениями мегаомметром.

Реверс однофазных синхронных машин

Для запуска этим двигателям необходима вторая обмотка на статоре, в цепь которой включен фазосдвигающий элемент, обычно бумажный конденсатор. Реверсировать можно только те, где обе обмотки статора равны — по диаметру провода, количеству витков, а также при условии, что одна из них не отключается после набора витков.

Суть реверсивной схемы в том, что фазосдвигающий конденсатор будет подключен к одной из обмоток, затем к другой. Например, рассмотрим асинхронный однофазный двигатель АИРЭ 80С2 мощностью 2,2 кВт.

В распределительной коробке имеется шесть резьбовых клемм, обозначенных буквами W2 и W1, U1 и U2, V1 и V2. Чтобы заставить двигатель вращаться по часовой стрелке, коммутация выглядит следующим образом:

  • Сетевое напряжение подается на клеммы W2 и V1.
  • Концы обмотки подключаются к клеммам U1 и U2. Для его управления их соединяют перемычками по схеме U1-W2 и U2-V1.
  • Концы второй обмотки подключаются к клеммам W2 и V2.
  • Конденсатор с изменяемой фазой подключен к клеммам V1 и V2.
  • Терминал W1 остается свободным.

Для вращения против часовой стрелки измените положение перемычек, они расположены по схеме W2–U2 и U1–W1. Схема автоматического реверса также построена на двух магнитных пускателях и трех кнопках – двух нормально разомкнутых «Пуск» и одной нормально замкнутой «Стоп».

Реверсивное подключение однофазного асинхронного двигателя своими руками

Прежде чем выбрать схему подключения однофазного асинхронного двигателя, важно решить, стоит ли реверсировать. Если для полноценной работы нужно часто менять направление вращения ротора, целесообразно организовать реверс с помощью кнопочного поста. Если вам достаточно одностороннего вращения, подойдет самая простая схема без возможности переключения. Но что, если после подключения через него вы решите, что вам все же нужно изменить направление?

Вариант 3: смена пусковой обмотки на рабочую, и наоборот

Организовать реверс однофазного двигателя 220В описанными выше способами можно только при условии, что из дома выходят отводы от обеих обмоток со всеми началами и концами: А, В, С и D. Но есть часто в моторах производитель намеренно оставлял только 3 контакта. Этим он обезопасил устройство от различных «самоделок». Но выход все же есть.Меняем пусковую обмотку на рабочую и наоборот
Меняем пусковую обмотку на рабочую и наоборот

На рисунке выше показана схема такого «проблемного» двигателя. Из корпуса выходит всего три провода. Они отмечены коричневым, синим и фиолетовым цветами. Зеленая и красная линии, соответствующие концу В пусковой обмотки и началу С рабочей обмотки, соединены между собой с внутренней стороны. Мы не сможем получить к ним доступ без разборки двигателя. Поэтому изменить вращение ротора одним из первых двух вариантов невозможно.

В этом случае вы делаете это так:

  1. Снимите конденсатор с исходного выхода А;
  2. Подключите его к терминалу D;
  3. От проводов А и D, а также фаз освобождают (можно ключом поменять местами).

Схема подключения однофазного двигателя. Однофазный двигатель 220В
Схема подключения однофазного двигателя

Посмотрите на картинку выше. Теперь, если подключить фазу к ветви D, ротор вращается в одну сторону. Если фазный провод переносится на ответвление А, направление вращения можно изменить на противоположное. Обратное можно сделать, отключив и снова подключив провода вручную. Использование ключа облегчит работу.

Как отличить конструкцию однофазного асинхронного электродвигателя и определить его тип по статистической таблице

Привожу выписку из книги Алиева И.И по асинхронным двигателям, а точнее таблицу основных электрических характеристик.

Таблица однофазных асинхронных двигателей

Как видите, в промышленности есть серийно выпускаемые модели с:

  • повышенное сопротивление в пусковой обмотке;
  • пусковой конденсатор;
  • рабочий конденсатор;
  • пусковой и рабочий конденсатор;
  • экранированные столбы.

И здесь не указаны более свежие разработки, именуемые АЭД – асинхронные энергосберегающие двигатели, обеспечивающие:

  • значительное снижение реактивной мощности;
  • повышение эффективности;
  • уменьшенное полное энергопотребление при той же нагрузке на ось, что и у обычных моделей.

Их конструктивное отличие: внутри зубьев сердечника статора выполнены углубления. В них жестко вставлены постоянные магниты, взаимодействующие с вращающимся магнитным полем.

Во всем этом многообразии приходится самостоятельно разбираться с незнакомым дизайном. Здесь большую помощь может оказать техническое описание или шильдик на корпусе.

Далее я рассматриваю только две самые распространенные схемы включения АД в работу.

Асинхронный или коллекторный: как отличить

Вообще отличить тип двигателя можно по шильдику — на котором написаны данные и тип. Но это только если его не ремонтировать. Ведь под кожухом может быть что угодно. Так что если вы не уверены, то лучше определиться с типом самостоятельно.

Так выглядит новый однофазный конденсаторный двигатель
Так выглядит новый однофазный конденсаторный двигатель

Как устроены коллекторные движки

Различить асинхронные и коллекторные двигатели можно по конструкции. У коллекторов должны быть кисти. Они расположены возле коллектора. Еще одной обязательной особенностью этого типа двигателя является наличие разделенного на секции медного барабана.

Такие моторы выпускаются только однофазные, их часто устанавливают в бытовую технику, так как они позволяют получить большое количество оборотов на старте и после разгона. Удобны они и тем, что легко позволяют менять направление вращения – нужно только поменять полярность. Также легко организовать изменение скорости вращения — изменением амплитуды питающего напряжения или угла его отсечки. Поэтому такие моторы используются в большинстве бытовой и строительной техники.

Строение коллекторного двигателя
Строение коллекторного двигателя

Недостатками коллекторных двигателей являются высокий уровень шума при работе на высоких скоростях. Подумайте о дрели, шлифовальной машине, пылесосе, стиральной машине и так далее. Шум при их работе обходится в приличную сумму. На малых оборотах коллекторные моторы не такие шумные (стиральная машина), но не все инструменты работают в таком режиме.

Второй неприятный момент – наличие щеток и постоянное трение приводит к необходимости регулярного обслуживания. Если токосъемник не чистить, графитовые загрязнения (от годных к употреблению щеток) могут привести к тому, что соседние участки барабана соединится, двигатель просто перестанет работать.

Асинхронные

Асинхронный двигатель имеет статор и ротор, он может быть однофазным или трехфазным. В этой статье мы рассматриваем подключение однофазных двигателей, потому что хотим рассказать только о них.

Асинхронные двигатели отличаются низким уровнем шума при работе, поэтому их устанавливают в оборудование, где критичен шум при работе. Это кондиционеры, сплит-системы, холодильники.

Структура асинхронного двигателя
Структура асинхронного двигателя

Однофазные асинхронные двигатели бывают двух типов — бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные. Вся разница в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до тех пор, пока двигатель не разгонится. После этого он отключается специальным устройством – центробежным выключателем или пусковым реле (в холодильниках). Это необходимо, потому что после разгона это только снижает КПД.

В двигателях с конденсаторной фазой конденсаторная обмотка работает постоянно. Две обмотки — основная и вспомогательная — смещены относительно друг друга на 90°. Это позволяет изменить направление вращения. Конденсатор на таких двигателях обычно прикреплен к корпусу и легко идентифицируется по этому знаку.

Для более точного определения бифилярного или конденсаторного двигателя перед вами можно воспользоваться замерами сопротивления обмоток. Если сопротивление вспомогательной обмотки в два раза больше (разница может быть и больше), то это, скорее всего, бифилярный двигатель и эта вспомогательная обмотка является пускателем, а значит, в цепи должен присутствовать выключатель или реле пускателя. В конденсаторных двигателях постоянно работают обе обмотки, а подключение однофазного двигателя возможно через обычную кнопку, тумблер, автомат.

Читайте также: Ремонт стабилизатора напряжения Ресанта своими руками

Схема реверса трехфазного двигателя в однофазной сети

Так как трехфазному асинхронному двигателю будет не хватать двух фаз, их необходимо компенсировать конденсаторами — пусковым и рабочим, на которые коммутируются обе обмотки. Вращение вала в ту или иную сторону зависит от того, где должен крепиться третий.

На приведенной ниже схеме видно, что обмотка номер 3 подключена через рабочий конденсатор к трехпозиционному кулисному переключателю, отвечающему за режим работы двигателя вперед/назад. Два других контакта объединены с обмотками 2 и 1.

При включении двигателя необходимо соблюдать следующий алгоритм действий:

  • Подайте питание на цепь через вилку или выключатель.
  • Переместите кулисный переключатель для переключения вперед или назад (реверс).
  • Установите выключатель питания в положение ON).
  • Нажмите кнопку «Пуск» на время, не превышающее трех секунд, чтобы запустить двигатель.

Подключение однофазного коллекторного двигателя — переменного тока

В этой теме нужно разобраться, как именно подключается однофазный коллекторный двигатель переменного тока, например после его ремонта. Электрическая схема на рис. 1 дает представление о характере электрических соединений, то есть здесь можно заметить, что две обмотки статора электродвигателя в электрической цепи соединены последовательно, а две обмотки ротора электродвигателя электродвигатель подключен параллельно по отношению к внешнему источнику напряжения и электрическая цепь для данного примера замыкается на обмотки ротора электродвигателя.

Как изменить направление вращения двигателя 220в ~ sis26.ru
Как изменить направление вращения однофазного двигателя переменного тока
Реверсивное подключение однофазного асинхронного двигателя своими руками
Цепь двигателя переменного тока 220В с обратным коллектором
Как изменить направление вращения в асинхронном двигателе
Как изменить вращение на коллекторном двигателе - морской
Изменение вращения однофазного двигателя с конденсатором
Однофазный двигатель 220в — как изменить схему вращения
Двигатель постоянного и переменного тока в обратном направлении: принципиальные схемы
Однофазный двигатель 220в — как изменить схему вращения

В зависимости от типов асинхронных двигателей и их применения, существуют следующие схемы подключения к однофазной сети:

а) омический фазовращатель, бифилярный способ намотки пусковой обмотки;

б) емкостной фазовращатель с пусковым конденсатором;

в) емкостной фазовращатель с пусковым и рабочим конденсатором;

г) емкостной фазовращатель с рабочим конденсатором.

На схемах указаны следующие символы:

Перед подключением коллекторного однофазного двигателя необходимо определить:

обмотки статора. Конденсатор, с его емкостью и номинальным напряжением, и соответствующими данными для конкретного типа двигателя, должен быть подключен к пусковой обмотке статора — последовательно. Сопротивление обмотки статора принимает следующие средние значения:

  • рабочая обмотка 10-13 Ом;
  • пусковая обмотка 30-35 Ом;
  • общее сопротивление обмотки 40-45 Ом,

— для некоторых видов бытовой техники. Измерив сопротивление на выводах проводов обмоток статора, можно определить пусковую обмотку со средним значением. То есть сопротивление пусковой обмотки принимает среднее значение между рабочей обмоткой и суммарным сопротивлением двух обмоток — рабочей и пусковой.

Вариант 1: переподключение рабочей намотки

Для изменения направления вращения двигателя можно просто поменять местами начало и конец рабочей (постоянно включенной) обмотки, как показано на рисунке. Можно подумать, что для этого придется вскрывать корпус, вынимать обмотку и переворачивать. Этого делать не нужно, потому что достаточно работать с контактами снаружи:

  1. Из корпуса должно выходить четыре провода. 2 из них соответствуют началу рабочей и пусковой обмоток, а 2 — их концам. Определите, какая пара принадлежит только рабочей обмотке.
  2. Вы увидите, что к этой паре подключены две линии: фаза и нейтраль. При выключенном двигателе реверсировать, переключив фазу с первого контакта обмотки на последний, а ноль с последнего на первый. Или наоборот.

В результате получаем схему, где точки С и D поменяны местами. Теперь ротор асинхронного двигателя будет вращаться в противоположном направлении.

Схема подключения трёхфазного двигателя через конденсатор

Здесь напряжение 220 вольт распределяется по 2 последовательно включенным обмоткам, где каждая рассчитана на такое напряжение. Поэтому мощность теряется почти в два раза, но такой двигатель можно использовать во многих маломощных устройствах.

Максимальная мощность двигателя при 380 В в сети 220 В может быть достигнута при соединении треугольником. Помимо минимальных потерь мощности, обороты двигателя остаются неизменными. Здесь каждая обмотка используется для своего рабочего напряжения, отсюда и мощность.

Важно помнить: трехфазные электродвигатели имеют более высокий КПД, чем однофазные 220 В. Поэтому при наличии ввода 380 В обязательно подключайте его к нему – это обеспечит более стабильную и экономичную работу устройств . Для запуска двигателя нет необходимости в разных пускателях и обмотках, т к в статоре сразу после подключения к сети 380 В возникает вращающееся магнитное поле.

Обзор моделей

Одними из самых популярных являются электродвигатели серии AIR. Есть модели, выполненные на ножке 1081, и модели с комбинированной конструкцией — ножка + фланец 2081.

Двигатели на лапах + фланец будут стоить примерно на 5% дороже, чем двигатели на лапах.

Как правило, производители дают гарантию 12 месяцев.

Для электродвигателей с высотой вращения 56-80 мм рама изготавливается из алюминия. Двигатели с высотой вращения более 90 мм изготавливаются из чугуна.

Модели отличаются друг от друга по мощности, скорости вращения, высоте оси вращения, КПД.

Чем мощнее двигатель, тем выше стоимость:

  1. Мотор мощностью 0,18 кВт можно купить за 3 тысячи рублей (электродвигатель АИРЭ 56 Б2).
  2. Модель мощностью 3 кВт будет стоить уже около 10 тысяч рублей (AIRE 90 LB2).

Высота оси вращения у 1-фазных двигателей варьируется от 56 мм до 90 мм и напрямую зависит от мощности: чем мощнее двигатель, тем больше высота оси вращения, а значит и цена.

Различные модели имеют разную эффективность, обычно от 67% до 75%. Большему КПД соответствует большая стоимость модели.

Также стоит обратить внимание на двигатели производства итальянской компании AASO, основанной в 1982 году:

  1. Так электродвигатель серии AASO 53 разработан специально для использования в газовых горелках. Эти двигатели также можно использовать в стиральных машинах, генераторах горячего воздуха, системах центрального отопления.
  2. Электродвигатели серий 60, 63, 71 предназначены для использования в установках водоснабжения. Компания также предлагает универсальные двигатели серий 110 и 110, которые отлично подходят для ряда применений: горелки, вентиляторы, насосы, подъемные устройства и другое оборудование.

Схема подключения асинхронного двигателя с пусковой обмоткой: последовательность сборки

Например, мы решили, что из статора выходит четыре или три провода. Омметром вызываем активное сопротивление между ними и определяем пусковую и рабочую обмотки.

Предположим, прозваниваются четыре провода между двумя парами сопротивлением 6 и 12 Ом. Беспорядочно скручиваем провод от каждой обмотки, обозначаем это место как «обычный провод» и получаем замер 6, 12, 18 Ом между тремя проводами.

Сопротивление обмотки двигателя

На этой схеме я отметил точками начало обмоток. Пока игнорируйте этот вопрос. Но вы должны вернуться к нему, когда возникнет необходимость в обратном направлении.

Цепочка между общим выводом и нижним резистором 6Ом будет основной, а больший 12Ом — вспомогательной обмоткой. Соединение их последовательно покажет суммарный результат 18 Ом.

Отмечаем эти 3 конца уже понятной нам маркировкой:

  • О — генерал;
  • Р — пусковая установка;
  • Р — рабочий.

Далее нам понадобится кнопка ПНВС, специально предназначенная для запуска однофазных асинхронных двигателей. Его электрическая схема представлена ​​тремя замыкающими контактами.

Но имеет важное отличие от кнопки запуска трехфазных двигателей ПНВ: средний контакт выполнен с самовозвратом, а не с фиксацией при нажатии.

Настройка кнопки ПНВС

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 в разомкнутое состояние под действием пружины.

Кнопка ПНВС

Соединяем эту кнопку и выводы вывода обмоток статора с электродвигателя трехжильным кабелем так, чтобы контакт пусковой обмотки шел на средний контакт ПНВС. Выводы P и R подключаются к своим крайним контактам и маркируются.

На тыльной стороне кнопки между контактами пусковой и рабочей обмотки жестко монтируем перемычку. В розетку на той и другой крайней розетке подключаем бытовой силовой кабель на 220 вольт с вилкой для монтажа.

Схема подключения асинхронного двигателя с пусковым конденсатором

При включении этой кнопки под напряжением замыкаются все три контакта и начинают работать рабочая и пусковая обмотки. Всего за пару секунд мотор наберет обороты, выйдет на номинальный режим.

Затем отпустите кнопку запуска:

  • пусковая обмотка отключается самозамыканием центрального контакта;
  • основная обмотка двигателя продолжает раскручивать ротор от сети 220 В.

Это самая доступная схема подключения асинхронного двигателя с пусковой обмоткой для домашнего мастера. Однако для этого требуется кнопка PNVS.

Если его нет, а электродвигатель необходимо срочно запустить, допустимо заменить его комбинацией из двухполюсного автоматического выключателя и обычной самовозвратной электрической кнопки соответствующей мощности.

Вы должны включить их одновременно и отпустить кнопку после того, как двигатель раскрутится.

Всегда выполняйте все пуски электродвигателей и любого электрооборудования с защитой этих цепей автоматическими выключателями. Они предотвратят развитие аварийных ситуаций в случае каких-либо случайных ошибок.

Для закрепления материала по данной теме рекомендую посмотреть видео владельца Олега пл. Показана только конструкция встроенного центробежного регулятора, предназначенного для автоматического отключения вспомогательной обмотки.

Однофазные электрические двигатели

Это самые маломощные агрегаты, мощность которых не более 10 кВт. Сфера их применения довольно широка, что обусловлено некоторыми конструктивными особенностями и небольшими размерами. В основном это бытовая техника в однофазной сети. Различные стиральные машины, холодильники и маломощные вентиляторы – это далеко не полный перечень мест установки однофазных приборов.

Эти устройства также используются в промышленном оборудовании для вспомогательных операций.

Типы пуска однофазного оборудования

Они делятся на 2 типа:

  1. Бифилярный
    , в этом случае обмотка не работает постоянно. Это используется в качестве пускового устройства, которое работает в течение нескольких секунд до 30 раз в час. В этом случае при установке номинальной скорости обмотка отключается. При увеличении времени работы такого устройства может произойти поломка из-за перегрева витков обмотки.
  2. Конденсатор
    обеспечивает наиболее приемлемый пусковой момент и формирование кругового магнитного поля. Принцип работы конденсаторного оборудования основан на вращении магнитного поля, при этом устройство имеет 2 катушки, находящиеся под постоянным напряжением.

Преимущества и недостатки однофазного оборудования

Преимущества включают в себя:

  • малые габариты и вес;
  • низкая цена по сравнению с трехфазным оборудованием;
  • питание осуществляется от сети переменного тока;
  • ротор выполнен короткозамкнутым — это позволило упростить конструкцию агрегатов.

К недостаткам оборудования относятся:

  • низкий уровень эффективности;
  • оборудование имеет низкий пусковой момент;
  • трудности с контролем скорости.

Вариант 2: переподключение пусковой намотки (однофазный двигатель 220В)

Второй способ организации обратной стороны асинхронного двигателя на 220 вольт заключается в переключении начала и конца пусковой обмотки. Делается аналогично первому варианту:

  1. Из четырех проводов, выходящих из коробки двигателя, узнайте, какие из них соответствуют обмоткам стартера.
  2. Первоначально конец В пусковой обмотки был соединен с началом С рабочей обмотки, а начало А — с пусковым зарядным конденсатором. Вы можете реверсировать однофазный двигатель, подключив емкость к клемме B, а начало C к началу A.

Подсоедините обмотку стартера

Подсоедините обмотку стартера

После действий, описанных выше, получаем схему, как на рисунке выше: точки А и В поменялись местами, значит, ротор начал вращаться в обратную сторону.

Постановка задачи

Предположим, что асинхронный однофазный двигатель, уже подключенный с помощью пусковой зарядной емкости, изначально имеет вращение вала по часовой стрелке, как на изображении ниже.

Уточним важные моменты:

  • Точка А отмечает начало пусковой обмотки, а точка В – конец. Коричневый провод подключается к начальной клемме А, а зеленый провод — к конечной клемме.
  • Точка C отмечает начало рабочего цикла, а точка D – конец. Красный провод подключается к первому контакту, а синий провод подключается к последнему контакту.
  • Направление вращения ротора указано стрелками.

Поставим себе задачу реверсировать однофазный двигатель, не открывая корпуса, чтобы ротор начал вращаться в другую сторону (в данном примере против часовой стрелки). Ее можно решить тремя способами. Рассмотрим их подробнее.

Онлайн расчет емкости конденсатора мотора

Введите данные для расчета конденсаторов — мощность двигателя и КПД

Есть специальная формула, по которой можно точно рассчитать требуемую мощность, но вполне можно обойтись онлайн-калькулятором или рекомендациями, выведенными из множества экспериментов:

Рабочий конденсатор берется из расчета 0,8 мкФ на 1 кВт мощности двигателя; Стартер выбирается в 2-3 раза больше.

Конденсаторы должны быть неполярными, т.е не электролитическими. Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть не менее чем в 1,5 раза выше напряжения сети, то есть для сети 220 В принимаем емкости с рабочим напряжением 350 В и выше. А для облегчения запуска ищите в пусковой цепи специальный конденсатор. У них в маркировке есть слова Start или Starting.


Пусковые конденсаторы для двигателей

Эти конденсаторы можно выбирать по методу от меньшего к большему. Итак, выбрав среднюю мощность, можно постепенно добавлять и следить за режимом работы двигателя, чтобы он не перегревался и имел достаточную мощность на валу. Пусковой конденсатор также подбирается доливкой до тех пор, пока он не запустится плавно без задержек.

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

Схема подключения асинхронного двигателя с конденсаторным запуском: 3 технологии

Статор с обмотками для пуска от конденсаторов имеет примерно такую ​​же конструкцию, как рассмотренная выше. Его трудно отличить по внешнему виду и простым измерениям мультиметром, хотя обмотки могут иметь одинаковое сопротивление.

Ориентируйтесь на табличку и таблицу из книги Алиева. Можно попробовать подключить такой электродвигатель по схеме с кнопкой ПНВС, но он не раскрутится.

Ему не хватит пускового момента от вспомогательной обмотки. Будет гудеть, дергаться, но в режим вращения не перейдет. Здесь нужно собрать еще одну схему запуска конденсатора.

2 конца разных обмоток соединены с общей клеммой О. Напряжение бытовой сети 220 вольт подается на один и другой конец рабочей обмотки через блок переключателей АВ.

Конденсатор подключается к выводам пусковой и рабочей обмоток.

В качестве коммутационного аппарата можно использовать двойной автоматический выключатель, рубильник, кнопки типа ПНВ или ПНВС.

Схема подключения асинхронного двигателя с конденсаторным пуском

Вот и получается, что:

  • основная обмотка работает напрямую от 220 В;
  • помощь — только через емкость конденсатора.

Эта схема используется для легкого пуска конденсаторных двигателей, вводимых в эксплуатацию без большой нагрузки на станцию, например вентиляторов, наждаков.

Если в момент пуска необходимо одновременно раскрутить ременную передачу, зубчатый механизм коробки передач или другую тяжелую операцию, в цепь добавляют пусковой конденсатор, увеличивающий пусковой момент.

Принцип работы такой схемы практически обеспечивается использованием той же кнопки ПНВС.

Схема подключения асинхронного двигателя с пусковым конденсатором ПНВС

Его самовосстанавливающийся контакт подключен к вспомогательной обмотке через дополнительный пусковой конденсатор Сп. Другой конец вкладыша соединен с выходом Р и рабочей емкостью Сф.

Дополнительный конденсатор в момент пуска тяжело нагруженного двигателя помогает ему быстрее выйти на номинальную скорость, затем отключается, чтобы не вызвать перегрев статора.

Такое расположение таит в себе опасность, связанную с длительным хранением емкостного заряда пусковым конденсатором после снятия тока 220 при выключении двигателя.

При неосторожном обращении или невнимательности со стороны работника ток разряда может пройти через тело человека. Поэтому заряженную емкость необходимо разряжать.

В рассматриваемой схеме после снятия напряжения и выдергивания вилки со шнуром питания из розетки это можно сделать кратковременным включением кнопки ПНВС. Тогда емкость Sp будет разряжаться через пусковую обмотку двигателя.

Однако не все делают это по разным причинам. Поэтому рекомендуется установить в пусковой цепи два дополнительных резистора.

Схема подключения асинхронного двигателя через конденсаторы

Сопротивление Rp выбирается со значением ок. 300 ÷ 500 Ом несколько ватт. Его задача — разрядить вспомогательную емкость Sp после снятия напряжения питания.

Низкое сопротивление и высокое сопротивление Ro действуют как токоограничивающие резисторы.

добавление резисторов в пусковую цепь двигателя повышает безопасность эксплуатации, автоматически ограничивая поступление тока емкостного разряда на заряженный конденсатор через тело человека.

Где взять номиналы основных и вспомогательных конденсаторов?

Дело в том, что значение пусковой и рабочей емкости для пускового конденсатора однофазного АД определяется заводом индивидуально для каждой модели и указывается это значение в паспорте.

Отдельных формул расчета того, как производится конденсаторный пуск трехфазного двигателя в однофазную сеть по схеме звезда или треугольник, просто нет.

Нужно искать заводские рекомендации или экспериментировать с разными мощностями в процессе настройки и выбирать наиболее оптимальный вариант.

на видео показано, как оптимально настроить параметры пусковой цепи конденсаторного двигателя.

Как изменить направление вращения однофазного асинхронного двигателя

Начнем с уже подключенного однофазного асинхронного двигателя, с направлением вращения по часовой стрелке.

  • точки А, В условно обозначают начало и конец пусковой обмотки; для наглядности к этим точкам подключены соответственно коричневый и зеленый провода.
  • точки С, В условно обозначают начало и конец рабочей обмотки, для наглядности к этим точкам соответственно подключены красный и синий провода.
  • стрелками указано направление вращения ротора асинхронного двигателя
Оцените статью
Блог про технические приборы и материалы