Подключение двигателей асинхронных двигателей: Как подключить асинхронный двигатель

Содержание

Как подключить асинхронный двигатель

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:

  • Трансформационный;
  • Подбор фаз.

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.

 

 

Многоскоростные электродвигатели | двухскоростные | трехскоростные

Электродвигатели многоскоростные

Многоскоростные электродвигатели изготавливаются на базе основного исполнения односкоростных двигателей и подразделяются на:

  • двухскоростные с отношением числа оборотов 1500/3000 (4/2 - число полюсов), 1000/1500 (6/4), 750/1500 (8/4), 750/1000 (8/6), 500/1000 (12/6)
  • трехскоростные - 1000/1500/3000 (6/4/2), 750/1500/3000 (8/4/2), 750/1000/1500 (8/6/4)
  • четырехскоростные - 500/750/1000/1500 (12/8/6/4)

Схемы подключения двухскоростных электродвигателей отличаются в зависимости от соотношения числа оборотов.
При соотношении 1/2, т.е - 1500/3000, 750/1500 и 500/1000 применяется следующая схема:

При соотношении 2/3 и 3/4, т.е -1000/1500, 750/1000 применяется другая схема:

Схема подключения трехскоростных электродвигателей:

Схема подключения четырехскоростных электродвигателей:

Основные технические характеристики двухскоростных двигателей

Марка Мощн.
кВт
Об/мин Ток, А Момент
Н*м
Iп/Iн
Момент
инерции
кгм2
Масса
кг
1500/3000 об/мин
АИР132S4/2 6 1455 12,5 39,4 7 0,032 70
7,1 2900 14,6 23,4 7
АИР132М4/2 8,5 1455 17,3 55,8 7,5 0,045 83,5
9,5 2925 19,1 31 8,5
АИР180S4/2 17 1470 34,5 110 6,7 0,16 170
20 2930 39,3 65,2 6,4
АИР180М4/2 22 1470 43,7 143 7,5 0,2 190
26 2935 50,5 84,6 7,5
5А200М4/2 27 1475 53,4 175 7,4 0,27 245
35 2945 64,9 114 7,2
5А200L4/2 30 1470 57,6 195 7 0,32 270
38 2945 67,8 123 7
5А225М4/2 42 1480 81,7 271 7 0,5 345
48 2960 87,6 155 7,5
5АМ250S4/2 55 1485 102 354 7,3 1,2 485
60 2975 114 193 7,8
5АМ250М4/2 66 1485 121 424 7,2 1,7 520
80 2970 148 257 7,2
1000/1500 об/мин
АИР132S6/4 5 965 12 49,5 5,6 0,053 68,5
5,5 1435 11,1 36,6 5,7
АИР132М6/4 6,7 970 16 66 6,2 0,074 81,5
7,5 1440 14,7 49,7 6,2
АИР180М6/4 15 975 33,6 147 6,6 0,27 180
17 1450 33 112 6
5А200М6/4 20 980 44 195 6,5 0,41 245
22 1460 42,2 144 6
5А200L6/4 24 980 55,2 234 6,9 0,46 265
27 1480 51,5 174 6,5
500/1000 об/мин
АИР180М12/6 7 485 22,4 138 4,5 0,27 200
13 975 25,9 127 6
5А200М12/6 8 485 30,6 158 4 0,41 245
15 980 30,1 146 6
5А200L12/6 10 485 31,1 197 4 0,46 265
18,5 975 36,3 181 6
5А225М12/6 14 485 43,9 276 4 0,65 320
25 980 48,5 244 6
5АМ250S12/6 16 495 56,5 309 4,4 1,2 435
30 990 58,3 289 6,6
5АМ250М12/6 18,5 490 60,1 361 4 1,4 455
36 985 71,1 349 5,3
750/1500 об/мин
АИР132S8/4 3,6 715 9,7 48,1 4,8 0,053 68,5
5 1435 10,3 33,3 5,9
АИР132М8/4 4,7 715 12,4 62,8 5 0,074 82
7,5 1440 15,8 49,7 6,4
АИР180М8/4 13 730 33,6 170 5,5 0,27 180
18,5 1465 35,9 121 6,7
5А200М8/4 15 730 40,2 196 5,3 0,41 245
22 1460 42,2 144 6,4
5А200L8/4 17 725 39 224 5 0,46 275
24 1450 45,5 158 5,5
5А225М8/4 23 735 55,3 299 5,5 0,7 330
34 1475 62,7 220 6,5
5АМ250S8/4 33 740 75,3 426 5,3 1,2 435
47 1480 87,2 303 6,4
5АМ250М8/4 37 740 81,5 478 6 1,4 465
55 1480 99,8 355 7
750/1000 об/мин
АИР132S8/6 3,2 725 8,7 42,2 4,6 0,053 68,5
4 965 9,1 39,6 5
АИР132М8/6 4,5 720 11,9 59,7 5,4 0,074 81,5
5,5 970 12,3 54,1 6
АИР180М8/6 11 730 26,3 144 5,3 0,27 180
15 970 30,1 148 6
5А200М8/6 15 730 35,4 196 5,5 0,41 245
18,5 975 37,2 181 6
5А200L8/6 18,5 730 43,6 242 5,5 0,46 265
23 975 46,2 225 6
5А225М8/6 22 740 51,7 284 6 0,7 330
30 985 58,6 291 6
5АМ250S8/6 30 740 70,8 387 6 1,2 435
37 990 73,2 357 6,4
5АМ250М8/6 42 740 93,2 542 5,5 1,4 485
50 985 96,6 485 6,1


Основные технические характеристики трехскоростных двигателей
Марка Мощность
кВт
Об/мин Ток
А
Момент
Н*м
Iп/Iн Момент
инерц.
кгм2
Вес
кг
1000/1500/3000 об/мин
АИР132S6/4/2 2,8 955 7,6 28 5 0,053 70
4 1440 8,9 26,5 5
4,5 2895 9,7 14,8 6,3
АИР132М6/4/2 3,8 955 10,1 38 5,5 0,074 83,5
5,3 1440 11,3 35,1 6,5
6,3 2895 13 20,8 7
750/1500/3000 об/мин
АИР132S8/4/2 1,8 710 6,1 24,2 4 0,053 70
3,4 1440 7,5 22,5 6
4 2895 8,6 13,2 6,5
АИР132М8/4/2 2,4 710 8,5 32,3 4,5 0,074 83,5
4,5 1440 9,8 29,8 6,3
5,6 2895 11,7 18,5 6,7
750/1000/1500 об/мин
АИР132S8/6/4 1,9 710 6,4 25,5 4 0,053 68,5
2,4 950 6,1 24,1 4,4
3,4 1410 7,7 23 4,6
АИР132М8/6/4 2,8 720 9,4 37,1 4,5 0,074 81,5
3 960 7,7 29,8 5
5 1425 10,7 33,5 5,2
АИР180М8/6/4 8 740 22,9 103 5,4 0,27 180
11 975 24,3 108 6,1
12,5 1475 27 80,9 6,5
5А200М8/6/4 10 740 30,3 129 5,5 0,41 245
12 985 27 116 6
17 1475 36 110 6,5
5А200L8/6/4 12 735 31,6 156 5,3 0,46 270
15 985 31,9 145 6
20 1475 39,9 130 6,5
5А225М8/6/4 15 740 38,9 194 5,5 0,7 330
17 985 34,9 165 6,5
25 1480 48 160 6,3
5АМ250S8/6/4 22 740 52 284 5,7 1,2 435
25 990 51,1 241 7,6
33 1485 62,2 212 7
5АМ250М8/6/4 24 740 56,8 310 5,7 1,4 465
33 990 65,6 318 7,4
38 1485 71,7 244 6,8

Основные технические характеристики четырехскоростных двигателей

Марка Мощность
кВт
Об/мин Ток
А
Момент
Н*м
Iп/Iн Момент
инерц. кгм2
Вес
кг
500/750/1000/1500 об/мин
АИР180М12/8/6/4 3 485 12,7 59,1 4,1 0,27 180
5 730 15,5 72 4,8
6 965 12,7 59,4 4,8
9 1465 18,6 58,7 6
5А200М12/8/6/4 4,5 490 16,8 87,7 3,5 0,41 245
8 735 20,5 104 4,5
9 980 18,9 87,7 5
12 1470 23,3 78 5,1
5А200L12/8/6/4 5 490 18,1 97,4 4 0,46 270
9 735 23,8 123 5
11 980 23,5 107 4,5
15 1470 29,5 97 5
5А225М12/8/6/4 7,1 490 26,4 138 4,5 0,7 325
13 740 36,6 168 6
14 985 28,4 136 6
20 1490 38,4 128 7,3
5АМ250S12/8/6/4 9 495 32,5 174 4,7 1,2 435
17 745 43,5 218 5,9
18,5 990 37,1 179 5,9
27 1485 52,4 173 7
5АМ250М12/8/6/4 12 495 42,2 232 4,8 1,4 465
21 745 51,7 269 6,1
24 990 47,6 232 6,6
30 1490 57,5 192 7,8

Цены на многоскоростные эл-двигатели составлют +(40-60)% к цене базового исполнения

Соединение обмоток электродвигателя: звезда и треугольник: ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Асинхронные двигатели имеют множество преимуществ, среди которых можно выделить высокий уровень производительности, надежность эксплуатации, сравнительно невысокую стоимость, невысокие требования в обслуживании и при ремонте. К тому же асинхронные двигатели достаточно хорошо переносят механические нагрузки. Все перечисленные преимущества обусловлены простотой конструкции. Но, несмотря на широкий ряд достоинств можно выделить и некоторые слабые стороны.

На практике при подключении двигателя можно применить один из двух трехфазных способов соединения с электросетью. К таковым способам относят подключение по типу «звезда» или по типу «треугольник».

При соединении трехфазного двигателя способом «звезда» соединение концов обмоток статора производится в одной точке. Трехфазное напряжение, в этом случае, подается на начала обмоток. 

При выполнении соединения трехфазного двигателя способом «треугольник» обмотки статора присоединяют друг за другом в последовательном порядке. Начало следующей обмотки соединяют с концом предыдущей и т. д.

Если провести практический анализ теоретических и технических основ электротехники, то становится ясно, что электродвигатели, работающие от схемы «звезда» в эксплуатации запускаются более плавно и функционируют мягче сравнительно с двигателями, подключенными по схеме «треугольник». Но, в то же время асинхронные двигатели с обмотками соединенными способом «треугольник» набирают значительно большую мощность. При соединении звездой такого не достичь. При соединении «треугольник» электродвигатель способен функционировать на максимальной мощности, заявленной в технических характеристиках. Следует учесть, что пусковые токи здесь будут иметь высокие значения. Если сравнивать работу электродвигателей подключенных по разным схемам, можно сделать вывод, что при треугольнике мощность выдается на полтора раза выше, чем при подключении звездой.

Беря за основу вышеизложенную информацию, для снижения токов при запуске логично применять соединение обмоток в комбинационной схеме «звезда-треугольник». Данный вид подключения особенно актуален для асинхронных двигателей с высокой мощностью. При использовании схемы «звезда-треугольник» непосредственный запуск происходит по типу «звезда», а после того как набраны обороты происходит автоматическое переключение на схему «треугольник».


Также можно использовать еще одну схему управления асинхронным двигателем, которая заключается в следующем.


На контакт NC (нормально замкнутый) реле времени K1, а также на контакт NC реле K2, в цепи катушки пускателя КЗ, происходит подача напряжения питания.

После включения пускателя КЗ нормально закрытыми контактами КЗ происходит расцепление цепи катушки пускателя К2. Контакт К3 в цепи питания катушки пускателя К1 замыкается.

При запуске магнитного пускателя К1, в цепи питания его катушки замыкают контакты К1. В этот же период включается реле времени. Контакт данного реле К1 в цепи катушки пускателя К3 размыкается. А в цепи катушки пускателя K2 – замыкается.

Во время отключения обмотки пускателя К3 произойдет замыкание контакта К3 в цепи К2. При включении К2 произойдет размыкание цепи питания катушки пускателя К3.

Трёхфазное напряжение питания будет подано на начало каждой обмотки W1, U1 и V1 за счет силовых контактов пускателя К1. После срабатывания магнитного пускателя К3, за счет его контактов произойдет замыкание, затем между собой должны соединиться концы каждой обмотки двигателя W2, V2 и U2. Так происходит подключение обмоток по типу «звезда».

Спустя некоторый промежуток времени произойдет срабатывание реле времени с магнитным пускателем К1, затем отключится магнитный пускатель К3 и включится К2. Силовые контакты К2 замкнутся и питание пойдет на концы каждой обмотки двигателя. Двигатель заработает по схеме «треугольник».

Для запуска электродвигателя по типу «звезда-треугольник» у разных производителей выполнены специальные пусковые реле.

Типовую схему запуска «звезда-треугольник» рассмотрите на рисунке ниже.


Для снижения пусковых токов электродвигатель должен запускаться в определенной последовательности:

  1. На пониженных оборотах по типу соединения «звезда»;

  2. Переход на схему «треугольник».

Первоочередный пуск по типу «треугольник» создает максимальную нагрузку, а следующее соединение «звезда» с меньшим пусковым моментом продолжит работу в номинальном режиме. При наборе оборотов двигателя автоматически осуществится переход на соединение «треугольник». Важно понимать, что нагрузка, созданная перед запуском на валу, скажется на ослаблении при соединении схемой «звезда». Исходя из этого маловероятно, что такой способ запуска подойдет для двигателей с высокой нагрузкой, ведь при таких условиях они утрачивают работоспособность.

В качестве заключительного аккорда рассмотрим основные преимущества и недочеты каждого из способов подключения.

Преимущества подключения по типу «звезда»:

  • Устойчивость и возможность эксплуатации двигателя длительное время;

  • Высокий уровень надежности долговечности благодаря сниженной мощности электродвигателя;

  • Максимально плавный запуск электропривода;

  • Возможный допуск кратковременных перегрузок;

  • Исключен перегрев корпуса двигателя.

Есть типы оборудования, у которого концы обмотки соединены внутри. К колодке подводятся лишь три вывода, и использовать другой вид подключения нет возможности. Электроустановки такого типа не требуют работы узкого специалиста для соединения.

Преимущества подключения электродвигателя по типу «треугольник»:

  • Возможность увеличения до максимальных показателей уровня мощности электродвигателя;

  • Применение реостата для запуска;

  • Повышение вращающегося момента;

  • Высокие усилия тяги.

Отдельное внимание следует уделить и недостаткам:

  • Высокое потребление электроэнергии при пуске;

  • Перегрев двигателя в условиях длительной эксплуатации.

Основные преимущества комбинации:

  • Значительное продление срока эксплуатации электроустановки;

  • Плавный запуск;

  • Исключение возникновения неравномерных нагрузок;

  • Сохранение механических элементов двигателя;

  • Наличие двухуровневой мощности.


Для соединений обмоток асинхронных двигателей необходимо использовать специальные термостойкие колодки. Компания «Термоэлемент» предлагает специально разработанные моторные колодки из стеатита для электродвигателей, которые предназначены именно для работы с данными электротехническими устройствами. Клеммные колодки со стеатитовым корпусом легко выдерживают температурную нагрузку до 800°С даже при длительной эксплуатации. У нас вы можете купить клеммные колодки в любом количестве и для любых высокотемпературных применений.


Подключение асинхронного двигателя через контактор

Асинхронный двигатель благодаря своей дешевизне и простоте занял прочное место там, где применяется трехфазное напряжение – в промышленном оборудовании. В данной статье рассмотрим схемы на контакторах, которые являются классическими, и служат для подачи питания на двигатель.

Несмотря на то, что сейчас всё шире внедряются электронные способы включения двигателя (устройства плавного пуска, твердотельные пускатели, преобразователи частоты), схема включения двигателя через контактор используется в более чем 75% случаев. И дело не только в дешевизне. В большинстве случаев это обусловлено конкретным применением двигателя – зачем усложнять схему, вводить при проектировании оборудования управление и настройки преобразователя частоты, когда достаточно установить контактор. А при грамотном выборе и подключении контактор прослужит много лет, ничуть не уступая преобразователям частоты по надежности.

Кроме дешевизны, у контактора есть ещё один плюс – он неприхотлив к условиям работы, когда приходится работать во влажных и пыльных условиях, и при высоких температурах (от 35 до 75 °С). В отличии от контактора, для преобразователя частоты обязательное условие – принудительное охлаждение для обеспечения температурного режима (вплоть до установки кондиционеров в электрошкафы), и отсутствие пыли и влаги в воздухе.

Ограничимся рассмотрением подачи трехфазного напряжения на три клеммы двигателя. При этом не будем учитывать тот факт, что напряжение может быть теоретически любым по номиналу и частоте, а включение обмоток двигателя может быть по двум схемам – «звезда» и «треугольник».

Рассматривать будем две части схемы, которые всегда присутствуют – схему управления и силовую часть.

Схема с самоподхватом

Эта схема является классической, и на её основе строится много схем релейной автоматики. В схеме с самоподхватом для пуска двигателя используется кнопка «Пуск» с нормально открытыми контактами, а для остановки – кнопка «Стоп», имеющая нормально закрытые контакты.

Схема в простейшем случае имеет такой вид:

В левой части – схема управления, в правой – силовая часть, питающая двигатель.

На схеме обозначены:

  • «+» и «–» - полюса источника питания, его напряжение может быть любым – линейным, фазным, либо пониженным (110 или 24 В)
  • SB1 – кнопка «Стоп»,
  • SB2 – кнопка «Пуск»,
  • К1 – катушка контактора,
  • К1.1 – контакты самоподхвата контактора К1.

Принцип работы схемы следующий.

Исходное состояние – контактор выключен, поскольку на его катушку К1 напряжение питания не подается. Контакты кнопки SB1 «Стоп»замкнуты, то ток через них не протекает, поскольку контакты SB2 и К1.1 разомкнуты. Для того, чтобы включить контактор, нужно нажать на кнопку «Пуск». Нажатие может быть кратковременным, достаточным для того, чтобы на катушку К1 было подано напряжение, и контакт К1.1 замкнулся. Как только это произойдёт (обычно, доли секунды), кнопка «Пуск» может быть отпущена, а контактор станет на самоподхват – питание на него будет подаваться через контакт К1.1.

В таком состоянии схема может находиться сколь угодно долго – до тех пор, пока не будет разомкнута цепь питания нажатием кнопки «Стоп», либо не будет снято питание.

Работу схемы можно сравнить с работой триггера (элементарного элемента памяти). Кнопка «Пуск» играет роль установочного входа («Set»), а кнопка «Стоп» выполняет роль входа сброса «Reset». Выходом схемы в нашем случае являются силовые контакты К1.2…К1.4, которые замыкаются, и подают питание на двигатель.

Стоит добавить, что контакты К1.1 и К1.2…К1.4 могут быть конструктивно выполнены по-разному, но обязательное условие – они замыкаются одновременно, при подаче питания на катушку контактора К1.

Схема с самоподхватом и реверсом

Рассмотрим более сложную схему. Она включает в себя устройства и особенности, которые применяются при подключении двигателей с возможностью реверса. Схема предоставляет возможность изменения направления вращения двигателя, что часто применяется для различных практических применений – открывание-закрывание различных задвижек, реверс конвейеров, поднятие-опускание различных грузов, и т.п.

Пояснения к схеме.

SQ1, SQ2 – концевые выключатели ограничения хода механизма. Когда механизм достигает своего крайнего положения (конечной точки пути), один либо другой концевой выключатель активируется, и контактор, включающий двигатель в данном направлении, не включится. Кнопки SB1, SB2 – включают соответственно движение вверх или вниз. В этих кнопках, кроме нормально открытого контакта (SB1.1, SB2.1), имеются блокировочные контакты SB2.2, SB1.2, не позволяющие одновременно включить оба контактора вследствие ошибочных действий оператора.

К1.1, К2.1 – выполняют ту же функцию, что и нормально закрытые контакты кнопок. Разница лишь в том, что оба контактора могут включиться одновременно не только из-за нажатия кнопок, но и по электрическим причинам (неисправность схемы), либо заклинивания (в том числе принудительного) одного из контакторов. Кроме того, используется механическая блокировка.

К1.2…К1.4 и К2.2…К2.4 – силовые контакты, через которые питаются обмотки двигателя. Реверс обеспечивается вследствие того, что 1-я и 3-я фазы на верхних клеммах контактора К2 подключены наоборот.

Защита

Во всех схемах, рассмотренных выше, мы не показали в целях упрощения важные элементы силовой части схемы – элементы защиты двигателя. Эти элементы защищают от следующих негативных факторов:

  • Обрыв одной из фаз,
  • Перекос питающих фазных напряжений,
  • Механическая перегрузка или заклинивание двигателя,
  • Короткое либо межвитковое замыкание в обмотках двигателя,
  • Обрыв или замыкание в питающем кабеле.

Любая из этих причин может привести к перегреву двигателя, что в свою очередь может сделать его неисправным. Если же при неисправном двигателе на него будет продолжать поступать напряжение, то это сделает его неремонтопригодным, и даже может привести к пожару.

В качестве защиты двигателя используются автоматические выключатели с регулировкой тока уставки (мотор-автоматы, или автоматы защиты двигателя) и тепловые реле. Мотор-автоматы защищают от короткого замыкания и перегрузки (которые могут произойти по разным причинам), и в большинстве случаев при правильном выборе и настройке их достаточно для защиты. В начале статьи как раз показан такой случай – три контактора питаются через мотор-автоматы.

В прошлом для защиты двигателей использовались автоматические выключатели, не имеющие регулировки, либо имеющие регулировку в малых пределах. Поэтому обязательным было также использование тепловых реле, которые срабатывают только при тепловой перегрузке и отключают контактор двигателя. В настоящее время тепловые реле практически не применяются.

подключение трехфазного двигателя к однофазной и трехфазной сети

За счет простой конструкции и легкости обслуживания асинхронные электрические двигатели находят широкое применение практически в любой сфере от промышленных предприятий до бытовой техники. Из-за особенности рабочего принципа они по-разному подключаются к трехфазным и однофазным электросетям.

Содержание:

  1. Принцип работы
  2. Подключение к однофазной сети через конденсатор
  3. Подключение без конденсатора
  4. Реверс двигателя в однофазной сети
  5. Подключение к трехфазной сети двигателя с короткозамкнутым ротором
  6. Подключение двигателя с фазным ротором

Принцип работы

Асинхронный трехфазный электродвигатель представляет собой конструкцию из двух основных компонентов: статора – большого неподвижного элемента, служащего одновременно и корпусом двигателя, и ротора – подвижной детали, передающей механическую энергию на вал. Читайте более подробно о принципе работы асинхронного двигателя в отдельной статье. Очень рекомендуем сделать это, т.к. информация там может быть полезна в работе!

Коротко, статор представляет собой корпус, внутри которого находится сердечник или магнитопровод. Внешне он похож на беличье колесо и собирается из электротехнической стали, изолированный с помощью нанесения специального лака. Такая конструкция снижает количество вихревых токов, появляющихся при воздействии с круговым магнитным полем двигателя. В пазах сердечника располагаются три обмотки, на которые подается питание.

беличье колесо

Ротор представляет собой шихтованный сердечник и вал. Стальные листы, используемые в роторном сердечнике, не обрабатываются лаком-изолятором. Обмотка ротора – короткозамкнутая.

Рассмотрим принцип действия этой конструкции. После подачи энергии на асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором на фиксированных обмотках статора создается магнитное поле. При подключении к сети с синусоидальным переменным током, характер поля будет изменяться с изменением показателей сети. Поскольку обмотки статора смещены относительно друг друга не только в пространстве, но и во времени, возникают три магнитных потока со смещением, в результате взаимодействия которых возникает вращающееся результирующее поле, проводящее ротор в движение.

Несмотря на то, что фактически ротор неподвижен, вращение магнитных полей на обмотках статора создает относительно вращение, что и приводит его в движение. Результирующее поле, «собранное» потоками обмоток, в процессе вращения наводит электродвижущую силу в проводники ротора. Согласно правилу Ленца, основное поле буквально пытается догнать поток на обмотках с целью сокращения относительной скорости.

Асинхронные двигателя относятся к электрическим машинам и, следовательно, могут использоваться не только в качестве моторов, но и как генераторы. Для этого необходимо, чтобы вращение ротора осуществлялось через некий внешний источник энергии, например, через другой двигатель или воздушную турбину. При наблюдении остаточного магнетизма на роторе, то в обмотках статора также будет генерироваться переменный поток, что приведет к получению напряжения на них за счет принципа индукции. Такие генераторы называют индукционными, они находят в бытовой и хозяйственной сфере для обеспечения бесперебойной работы непостоянных сетей переменного тока.

Подключение к однофазной сети через конденсатор

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети невозможно в чистом виде, без изменения схемы питания. Дело в том, что для создания вращающегося магнитного потока необходимо наличие как минимум двух обмоток со сдвигом по фазе, за счет которого и создает относительное движение статора. Если мотор подключить к бытовой однофазной сети напрямую, подав питание на одну из обмоток статора, он не будет работать. Это связано с тем, что одна работающая фаза создает пульсирующее поле, которое может обеспечивать движение вращающегося ротора, но не способно запустить его.

Для решения этой проблемы в двигателе размещается дополнительная обмотка под углом в 90˚ относительно основной, в цепь которой последовательно включен фазосмещающий элемент. В этом качестве могут выступать резисторы, индукционные катушки и другие устройства, однако лучшую эффективность показало применение конденсаторов.

Дополнительная обмотка, создаваемая с помощью конденсаторов, чаще всего выступает в роли пускателя двигателя, поэтому её называют пусковой. По достижении определенной температуры и скорости вращения вала срабатывает переключатель, размыкающий цепь. После этого работа двигателя обеспечивает взаимодействием между ротором и пульсирующим полем рабочей обмотки, как уже было описано выше.

Для обеспечения максимальной эффективности работы необходимо использование конденсаторов, чья ёмкость подходит под сетевые показатели. Кроме того, нередко в таких двигателях используется магнитный пускатель или реле тока для автоматического управления рабочим процессом. В видео ниже, будет и про магнитный пускатель.

Функциональные особенности подключения асинхронного двигателя с одним конденсатором отличаются хорошими пусковыми характеристиками, но сравнительно небольшой мощностью. Поскольку частота бытовой сети с напряжением 220 В составляет 50 Гц, такие моторы не могут вращаться со скоростью более 3000 об/мин. Это сокращает сферу их использования до бытовых приборов: пылесосов, холодильников, триммеров, блендеров и т.д.

Очень настоятельно рекомендуем посмотреть два видео ролика в этом разделе (одно сверху, другое снизу), т.к. наглядное пособие, может быть крайне полезным.

Подключение без конденсатора

Для подключения асинхронного двигателя в однофазную сеть без использования конденсаторов существуют две популярные схемы. Для обеспечения работы двигателя берутся синисторы с разнополярными импульсами управления и симметричный динистор.

Первая схема предназначена для электродвигателей с величиной номинального вращения от 1500 об/мин. В качестве фазосмещающего элемента выступает специальная цепочка. Схема соединения обмоток статора – треугольник.

Необходимо создать сдвинутое напряжение на конденсаторе путем изменения сопротивления. После того, как напряжение конденсатора достигнет нужного уровня, динистор переключится и включит заряженный конденсатор в схему запуска.

Вторая схема подходит для электродвигателей с большим пусковым сопротивлением или номинальной скоростью вращения от 3000 об/мин.

Очевидно, в данной ситуации необходимо создать сильный пусковой момент. Именно по этой причине в машинах этого типа для подключения статорных обмоток используется треугольник. Вместо фазосдвигающих конденсаторов в этой схеме применяются электронные ключи. Первый из них последовательно включается в цепь рабочей фазы, а второй – параллельно. В результате этой хитрости создается опережающий сдвиг тока. Однако данный способ эффективен только для двигателей 120˚ электрическим смещением.

Трехфазный электромотор можно подключить с помощью тиристорного ключа. Это, пожалуй, самый простой и эффективный способ подключения асинхронного двигателя в однофазную сеть без конденсаторов. Принцип его действия таков: ключ остается закрытым во время максимального сопротивления. Благодаря этому создается наибольший фазовый сдвиг и, соответственно, пусковой момент. По мере ускорения вала сопротивление снижается до оптимального уровня, сохраняющего сдвиг по фазе в пределах значения, обеспечивающего работу двигателя.

При наличии тиристорного ключа можно и вовсе отказаться от конденсаторов – он демонстрирует лучшие рабочие и пусковые характеристики даже для двигателей мощностью более 2 кВт.

Реверс электродвигателя в однофазной сети

При подключении асинхронного двигателя в сеть с однофазным током управлять реверсом (обратным вращением) ротора можно с помощью третьей обмотки. Для этого необходим тумблер или аналогичный двухпозиционный переключатель. Сначала с ним через конденсатор соединяется третья обмотка. Два контакта тумблера подключаются к двум другим обмоткам. Такая простая схема позволит управлять направлением вращения, переводя переключатель в нужное положение.

Подключение к трехфазной сети двигателя с короткозамкнутым ротором

Самыми эффективными и часто используемыми способами подключения асинхронного двигателя к трехфазной сети являются так называемые звезда и треугольник.

В конструкции двигателя с короткозамкнутым ротором есть всего шесть контактов обмоток – по три на каждой. Для того чтобы подключить асинхронный двигатель звездой необходимо соединить концы обмоток в одном месте, подобно лучам звезды. Примечательно, что в такой схеме напряжение у начал обмоток составляет 380 В, а на участке цепи, пролегающем между их соединением и местом подключения фаз – 220 В. Возможность включения двигателя данным методом указывается на его бирке символом Y.

Главное достоинство этой схемы в том, что она предотвращает возникновение перегрузок по току на электродвигателе при условии использования четырехполюсного автомата. Машина запускает плавно, без рывков. Недостаток схемы в том, что пониженное напряжение на каждой из обмоток не дает двигателю развивать максимальную мощность.

схема подключения звезда

Если электродвигатель с короткозамкнутым ротором был подключен по схеме звезда, это можно заметить по общей перемычке на концах обмоток.

Асинхронный двигатель, звезда в сборе

Для обеспечения предельной рабочей мощности трехфазного электродвигателя его подключают к сети треугольником. В этой схеме обмотки статора соединяются друг с другом по принципу конец-начало. При питании от трехфазной сети нет необходимости в соединении с рабочим нулем. Напряжение на участках цепи между выводами будет равняться 380 В. На табличке двигателя, подходящего для подключения треугольников, изображается символ ∆. Иногда производитель даже указывает номинальную мощность при использовании той или иной схемы.

схема подключения «треугольник»

Главный недостаток треугольника – пусковые токи слишком большой величины, которые иногда перегружают проводку и выводят её из строя. В качестве оптимального решения изредка создают комбинированную схему, в которой запуск и набор скорости происходит при «звезде», а затем обмотки переключают на «треугольник».

Подключение с фазным ротором

Асинхронные электродвигатели с фазным ротором имеют высокие пусковые и регулировочные характеристики, благодаря чему применяются в высокомощных машинах и приборах малой мощности. Конструктивно этот асинхронный двигатель отличается от обычного трехфазного тем, что на роторе есть своя трехфазная обмотка со сдвинутыми катушками.

Для подключения электродвигателей с фазным ротором применяются описанные выше схемы звезда и треугольник (для 380 В и 220 В сетей соответственно). Стоит заметить, что для того или иного двигателя может быть использована только одна схема, указанная в паспорте. Пренебрежение этим требованием может привести к сгоранию мотора.

Соединение обмоток в клеммной коробке производится так же, как на схемах из предыдущего способа. Изменение рабочих характеристик так же закономерно: треугольник выдает практически в полтора раза большую мощность, а звезда, в свою очередь, мягче функционирует и управляется.

В отличие от моделей с короткозамкнутым ротором, асинхронный двигатель с трехфазным ротором имеет более сложную конструкцию, но это позволяет получать улучшенные пусковые характеристики и обеспечивать плавную регулировку вращения. Используются такие машины в оборудовании, требуемом регулировки частоты вращения и запускаемом под нагрузкой, к примеру, в крановых механизмах.

типы моторов, их особенности и инструкция по работе

Вначале рассмотрим разницу между устройствами 380 и 220 вольт. Настолько очевидна, насколько непонятна непосвященным. Привыкли, каждый домашний прибор подключается двумя проводами, один является фазой, второй – схемной землей. Большая часть техники заземляется. Если речь касается однофазных двигателей, делается на случай пробоя обмотки-корпус. Фаза появится на кожухе – хорошего мало. Рассмотрим способы подключения электродвигателей согласно типу, начнем количеством фаз – одна или три.

Трехфазные и однофазные двигатели

Схемы подключения двигателя звезда, треугольник

Предваряя обсуждение подключения двигателя звезда/треугольник, начитаем теорию. Трехфазный и однофазный двигатели снабжены иногда тремя проводами подключения. Бросьте далеко ходить. Возьмем следующие два случая:

  1. Трехфазный двигатель имеет внутреннюю коммутацию обмоток схемой звезда. Полюсы  снабжены одной общей точкой. Три фазы подключаются к противоположным концам обмоток. Катушки абсолютно идентичные, одинаковые. Внутри создается вращающееся движущееся поле, за счет которого движется вал. Ротор представлен барабаном силумина с медными прожилками. Ток не подводится, магнитные полюсы образуют путем наведенных токов. Захватываются вращающим полем ротора, начинается движение. Особенностью конструкции назовем невозможность (без специальных мер) подключения сети 230 вольт. Потребовалось бы соединить обмотки схемой треугольника, сделать невозможно. Разумеется, статор можно вскрыть, найти общую точку, сделать три отвода, разорвав контакты меж катушками. Второй особенностью двигателя является отсутствие нулевого провода. Многих положение дел ставит в тупик – куда девается ток? Заряды двигаются по проводам меж фазами. Закон электротехники гласит: для подключения трех фаз нагрузке необязательно иметь общий провод, если потребление трех ветвей одинаковое. В противном случае понадобится нейтраль предоставить. Жизненный пример: допустим, нужно подключить на 380 вольт электрочайник. Маразм? Каждая фаза амплитудой 230 вольт, рабочие хотят кипятку – невозможно отказать. Берем одну из фаз, другой вывод вилки вешаем на нейтраль. Учтите, фазы в пределах одного потребителя нужно нагружать поровну (грубо говоря, по чайнику каждой линии дайте), иначе негативные последствия коснутся питающего трансформатора подстанции.

    Электрические коммутации двигателя

  2. Однофазный двигатель может иметь три вывода. Заземление ни при чем, идет отдельно ушком на корпус. Что касается трех выводов, питают пусковую (либо конденсаторную), рабочую обмотку. Одни провод общий, будет схемная земля. Без сего двигатель работать откажется. Правда, трехфазный двигатель проще? Потому используют производства. Что касается подключения однофазного двигателя, одна катушка обычно имеет большее сопротивление. Разница значительнее, двукратной показывает пусковую обмотку. Сопротивление большего номинала. Нужно параллельно повесить конденсатор (емкость определяется, например, минимальным потребляемым током), когда вал раскрутится, цепь обрывается. Иначе, спустя промежуток времени, пусковая обмотка выйдет из строя вследствие чрезмерного перегрева. Если двигатель конденсаторный (бифилярный), цепь с конденсатором работает постоянно. Нормальный режим, благодаря сдвигу фаз, созданному реактивным элементом, образуется вращающееся поле статора нужной формы.

Итак, лежит два двигателя, видом похожие, подключать нужно разным образом. Важной частью корпуса выступает схема подключения электродвигателя. Расположена на шильдике, выбита на кожухе. Становится понятно, на сколько фаз рассчитан мотор, как врубить в цепь. Информация отсутствует – попробуем доработать недочет своими руками. Понадобится китайский тестер.

У трехфазного двигателя три контакта попарно будут давать одинаковое сопротивление, равное удвоенному значению номинала обмотки. Мотор 230 вольт результаты измерений даст неодинаковые:

  • Самый большой показатель тестера меж фазными концами. Напряжение 220 вольт подается напрямую одному, другому через конденсатор. Емкость сильно зависит от мощности, скорости вращения вала. Параметр определяет средняя нагрузка вала в рабочем режиме.
  • Наименьшее значение образуется меж концами рабочей обмотки.
  • Третий номинал занимает промежуточное положение. Сумма с сопротивлением рабочей обмотки равняется первому пункту списка.

Нейтраль присоединяем меж обмотками, отводит ток дисбаланса. Толщина проводки вдвое меньше, нежели фаз. Методика отключения в нужный момент пусковой обмотки использует пускозащитные реле. Вручную не контролируют.

Вопрос приобретения узла тесно касается использования специальных справочников. Чужеродное пускозащитное реле с данным типом электродвигателя использовать категорически нельзя. Велика вероятность некорректной работы, выхода прибора из строя. Практически умельцы вручную обрывают цепь. Способ неправильный, имеет право существовать.

Добавим, что пропадание одной фазы может негативно сказаться на некоторых типах моторов. Экспериментируя с агрегатом, реализуя подключение двигателя звезда-треугольник, старайтесь избегать ситуаций. Принято осуществлять пуск специальными защитными автоматами, вырубающими питание при возникновении опасности.

Синхронные, асинхронные, коллекторные двигатели

Помимо количества фаз видим конструктивный признак. С точки зрения потребителя момент является главным. Коллекторные двигатели используются бытовой техникой преимущественно. Поставить на замену асинхронные с аналогичными параметрами, нерентабельно. Коллекторный двигатель получается намного меньшего размера (зато перегревается сильнее). Важно определить тип. Хотя по большому счету трехфазные электродвигатели асинхронного типа являются доминирующим звеном сельскохозяйственных, гаражных, других применений. Вопрос питания обсуждается отдельно.

Обсудим три типа двигателей:

Электродвигатель

  1. Коллекторные снабжают двумя-четырьмя выводами. Последнее делает возможным реверс. Поменяем полярность включения статора, ротора. Коллекторные двигатели отличаются возможность работы от переменного и постоянного тока. В последнем случае характеристики получаются оптимальными. Становится возможным благодаря постоянно переключающимся рабочим обмоткам ротора (секции коллектора). Поле статора постоянное. Главное, чтобы присутствовала нужная полярность. Схема подключения электродвигателя постоянного тока напоминает переменный. Скорость вращения вала регулируется амплитудой питающего напряжения. Либо берется делитель, сформированный силовым ключом, либо отсекается часть цикла синусоиды. Эффект получается схожий: падает действующее значение напряжения.
  2. Асинхронные двигатели по факту доминирующими в промышленности. Реверс образуется изменением полярности включения пусковой обмотки однофазных двигателей, коммутацией последовательности фаз трехфазных. Изменение скорости реализуется аналогичным путем. Варьирование амплитуды питающего напряжения. Асинхронные двигатели обладают плохой приспособленностью к смене скоростей. Очередная причина редкого применения в бытовой технике. Пришла пора сказать: коллекторные двигатели обычно рассчитаны на одну фазу, асинхронные питаются напряжением 380 вольт. Расстановка сил образуется, благодаря соответствующей коммутации обмоток. На практике реализуется подключением электродвигателя треугольником, звездой. Удается воспроизвести вращающееся поля внутри статора. Почему схема подключения асинхронного двигателя звездой непригодна напряжению 230 вольт. Приходится создать сдвиги фаз, становится возможным для схемы треугольника. На одну обмотку подается сетевое напряжение 230 вольт, на вторую – сдвинутое конденсатором на 90 градусов, на третьей образуется разница, изменяемая по нужному закону. Далеко от идеала: подключения электродвигателя звездой и треугольником неравноценны.

    Синхронный двигатель

  3. Синхронные двигатели называются за вращение вала по закону изменения питающего напряжения. В бытовой технике, промышленности используется редко, исключая область сервоприводов. Асинхронные двигатели названы за скорость вращения вала, отличающуюся от частоты питающего напряжения. Вал проскальзывает, эффект используется регулировать обороты. Синхронные двигатели стоят особняком, сфера использования ограничена. Чем отличаются таким особенным. Хороший КПД. Ротор выполняется по схеме с токосъемником, лишен щеток, отсутствует необходимость разделения поверхности сегментами (ток поступает постоянно). Вроде делает возможным применение, где коллекторные моторы пасуют. Замечены некоторые проблемы. Трехфазный синхронный двигатель невозможно запустить вращением фаз статора. Вал за счет инерционности не поддается полю. Приходится применять изыски раскрутки. Тема интересная. Ротор синхронного двигателя питается постоянным током, обмотки – одной-тремя фазами, определяется типом мотора.

Давайте пойме отличие синхронных двигателей от асинхронных. Литература вопрос тщательно обходит. Ответ лежит на поверхности: поле статора синхронного двигателя намного сильнее, ротор намагничен (либо фазный) поэтому вращение  не проскальзывает. Обеспечивается синхронность вращения вала питающему напряжению. Частота определена количества полюсов. Чтобы решить проблемы со стартом (см. выше), используются, например, такие методики:

  1. Вал синхронного двигателя с барабаном, снабженным беличьей клеткой, врубается при пуске через реостат. Образуется поле, как в асинхронном двигателе, захватывающее вал, служит стартовым рычагом. Обороты набраны – цепь разрывается. Реостат нужен погасить токи индукции. Выбирайте сопротивление в 7-8 больше, нежели номинал «беличьей клетки».
  2. Иногда заметите на роторе синхронного двигателя – не поверите – коллектор. Старт выполняется за счет щеток, в дальнейшем из работы выключаются.

И если подключение асинхронного двигателя звезда-треугольник изъедено сполна, синхронные двигатели обсуждаются мало. Встречаются нечасто.

Подключение электродвигателя через конденсатор

Многие любители и профессионалы применяют в работе электрооборудование различного предназначения. И во многих случаях электрооборудование приводится в движение трехфазными двигателями. Но трехфазная сеть зачастую недоступна в гаражных боксах и индивидуальных домовладениях. И тогда на помощь приходят схемы подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть.

Блок: 1/6 | Кол-во символов: 360
Источник: https://odinelectric.ru/equipment/kak-podklyuchit-3-faznyj-elektrodvigatel-k-seti-220-volt-cherez-kondensator

Коротенько про трехфазные асинхронные электродвигатели

Трехфазные асинхронные электродвигатели получили широкое применение в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, быту. ЭД состоит из статора, ротора, клеммной коробки, щитов с подшипниками, вентилятора и кожуха вентилятора.

Стягивающие шпильки я уже снимать не стал, чтобы добраться до статора с ротором. Но выпирающая часть, на которой сидит вентилятор и есть ротор. Ротор — вращающаяся часть, статор неподвижная (на рисунке его не видно).

Далее посмотрим на клеммник более внимательно. С одной стороны у нас С1-С2-С3, а ниже — С4-С5-С6. Это начала и концы обмоток фаз электродвигателя. У нас имеются три фазы, так как двигатель трехфазный — С1-С4, С2-С5, С3-С6. Также присутствует на фото ржавый болт заземления, он находится в клеммнике сверху слева.

Соединение, которое видно на фотографии называется “звезда”. Я уже писал про звезду и треугольник для трансформаторов — аналогично и для электродвигателей. Сбоку на фотографии я добавил как выглядит схематично звезда для данного электродвигателя и треугольник. Вся разница в расположении перемычек. Их комбинации определяют схему соединения ЭД.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 1192
Источник: https://pomegerim.ru/elektricheskie-mashiny/podklu4enie-trehfaznogo-ed-4erez-kondensator.php

Для чего нужен конденсатор

Наиболее распространены и применяются в станках трехфазные асинхронные двигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором. Их подключение к однофазной сети мы и будем рассматривать. При включении двигателя в трехфазную сеть по трем обмоткам, в разный момент времени протекает переменный ток. Этот ток создает вращающееся магнитное поле, которое начинает вращать ротор двигателя.

При подключении двигателя к однофазной сети, ток по обмоткам течет, но вращающегося магнитного поля нет, ротор не крутится. Выход из этой ситуации был найден. Самым простым и действенным способом оказалось параллельное подключение конденсатора к одной из обмоток двигателя. Конденсатор, импульсно получая и отдавая энергию создает смещение фазы, в обмотках двигателя получается вращающееся магнитное поле и он работает. Емкость постоянно находится под напряжением и называется рабочим конденсатором.

ВАЖНО! Правильно рассчитать и подобрать емкость рабочего конденсатора и его тип.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 986
Источник: https://odinelectric.ru/equipment/kak-podklyuchit-3-faznyj-elektrodvigatel-k-seti-220-volt-cherez-kondensator

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 (который замыкается только на время пуска), остальные два — на крайние (произвольно). К крайним входным контактам ПНВС подключаем силовой кабель (от 220 В), средний контакт соединяем перемычкой с рабочим (обратите внимание! не с общим). Вот и вся схема включения однофазного двигателя с пусковой обмоткой (бифилярного) через кнопку.

Конденсаторный

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

Схемы подключения однофазного конденсаторного двигателя

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

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

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

Подбор конденсаторов

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

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

Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети 220 вольт берем емкости с рабочим напряжением 330 В и выше. А чтобы пуск проходил проще, для пусковой цепи ищите специальный конденсатор. У них в маркировке присутствует слова Start или Starting, но можно взять и обычные.

Изменение направления движения мотора

Если после подключения мотор работает, но вал крутится не в том направлении, которое вам надо, можно поменять это направление. Это делают поменяв обмотки вспомогательной обмотки. Когда собирали схему, один из проводов подали на кнопку, второй соединили с проводом от рабочей обмотки и вывели общий. Вот тут и надо перекинуть проводники.

Как все может выглядеть на практике

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 4459
Источник: https://stroychik.ru/elektrika/podklyuchenie-odnofaznogo-dvigatelya

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.

Блок: 3/6 | Кол-во символов: 1132
Источник: https://ElectrikBlog.ru/odnofaznyj-asinhronnyj-dvigatel-shema-podklyucheniya-s-puskovoj-obmotkoj-i-kondensatornym-zapuskom/

Онлайн расчет емкости конденсатора мотора

Введите данные для расчёта конденсаторов — мощность двигателя и его КПД

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

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

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

Пусковые конденсаторы для моторов

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

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

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

Схема подключения электродвигателя 380 на 220 вольт с конденсатором

Подключить трехфазный двигатель в однофазную сеть несложно и с этим справится даже электромонтер-любитель. Если возникают затруднения, следует обратиться к друзьям или знакомым. Рядом всегда найдется грамотный электрик.

Обмотки трехфазных двигателей с рабочим напряжением 380 на 220 для работы в сети на триста восемьдесят вольт соединены по схеме звезда. Это значит, что концы обмоток соединены между собой, а начала подсоединяются в сеть. Для возможности работы электродвигателя в однофазной сети 220 вольт необходимо для начала его обмотки переключить на схему треугольник. Т.е. конец первой соединить с началом второй, конец второй с началом третьей и конец третьей с началом первой.

Эти соединения и будут выводами двигателя для подключения к электропитанию. Два вывода необходимо через двухполюсной выключатель подсоединить к нулю и фазе сети в 220 вольт. Третий вывод через рабочие конденсаторы, соединить с каким либо из первых двух выводов из двигателя. Можно пробовать запускать.

Если запуск прошел успешно, двигатель работает с приемлемой мощностью и не сильно греется, то можно ничего не менять. Получилась работоспособная схема только с рабочими конденсаторами.

В случае запуска под нагрузкой или просто тяжелого пуска двигателя, он может раскручиваться долго и не достигать приемлемой мощности. Тогда потребуется включить в схему еще и пусковую емкость. Пусковые конденсаторы выбираются того же типа, что и рабочие. Одинаковой или в два раза превышающей ёмкость рабочих. И подключаются параллельно им. Используются только для пуска электродвигателя.

Очень удобно для такого пуска использовать своеобразный выключатель серии АП. Важно чтобы он был в исполнении с блок контактами. В нем при нажатии кнопки Пуск пара контактов остается замкнутыми до нажатия на кнопку Стоп. К ним подключают выводы двигателя и электросеть. Третий контакт замкнут только во время удержания кнопки Пуск, через него и подсоединяется пусковой конденсатор. Выключатели такого типа, только без предохранительной аппаратуры часто устанавливали на старые советские центрифуговые стиральные машинки.

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 2146
Источник: https://odinelectric.ru/equipment/kak-podklyuchit-3-faznyj-elektrodvigatel-k-seti-220-volt-cherez-kondensator

как подключить электродвигатель через конденсатор

Так как конденсаторы выгоднее во многих смыслах для пуска ЭД, то разберем пару схемок пуска с применением конденсаторов. Для схемы соединения “треугольник” и для схемы соединения “звезда”.

Пусковая ветвь будет использоваться до момента разворота ЭД, рабочая — напротяжении всей работы двигателя.

Блок: 5/6 | Кол-во символов: 361
Источник: https://pomegerim.ru/elektricheskie-mashiny/podklu4enie-trehfaznogo-ed-4erez-kondensator.php

Схема подключения асинхронного двигателя с конденсаторным запуском: 3 технологии

Статор с обмотками для запуска от конденсаторов имеет примерно такую же конструкцию, что и рассмотренная выше. Отличить по внешнему виду и простыми замерами мультиметром его сложно, хотя обмотки могут иметь равное сопротивление.

Ориентируйтесь по заводскому шильдику и таблице из книги Алиева. Такой электродвигатель можно попробовать подключить по схеме с кнопкой ПНВС, но он не станет раскручиваться.

Ему не хватит пускового момента от вспомогательной обмотки. Он будет гудеть, дергаться, но на режим вращения так и не выйдет. Здесь нужно собирать иную схему конденсаторного запуска.

2 конца разных обмоток подключают с общим выводом О. На него и второй конец рабочей обмотки подают через коммутационный аппарат АВ напряжение бытовой сети 220 вольт.

Конденсатор подключают к выводам пусковой и рабочей обмоток.

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

Здесь получается, что:

  • главная обмотка работает напрямую от 220 В;
  • вспомогательная — только через емкость конденсатора.

Эта схема используется для легкого запуска конденсаторных электродвигателей, включаемых в работу без тяжелой нагрузки на привод, например, вентиляторы, наждаки.

Если же в момент запуска необходимо одновременно раскручивать ременную передачу, шестеренчатый механизм редуктора или другой тяжелый привод, то в схему добавляют пусковой конденсатор, увеличивающий пусковой момент.

Принцип работы такой схемы удобно приводить с помощью все той же кнопки ПНВС.

Ее контакт с самовозвратом подключается на вспомогательную обмотку через дополнительный пусковой конденсатор Сп. Второй конец его обкладки соединяется с выводом П и рабочей емкостью Ср.

Дополнительный конденсатор в момент запуска электродвигателя с тяжелым приводом помогает ему быстро выйти на номинальные обороты вращения, а затем просто отключается, чтобы не создавать перегрев статора.

Эта схема таит в себе одну опасность, связанную с длительным хранением емкостного заряда пусковым конденсатором после снятия питания 220 при отключении электродвигателя.

При неаккуратном обращении или потере внимательности работником ток разряда может пройти через тело человека. Поэтому заряженную емкость требуется разряжать.

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

Однако не все люди так поступают по разным причинам. Поэтому рекомендуется в цепочку пуска монтировать два дополнительных резистора.

Сопротивление Rр выбирается номиналом около 300÷500 Ом нескольких ватт. Его задача — после снятия напряжения питания осуществить разряд вспомогательной емкости Сп.

Резистор Rо низкоомный и мощный выполняет роль токоограничивающего сопротивления.

Добавление резисторов в схему пуска электродвигателя повышает безопасность его эксплуатации, автоматически ограничивает протекание емкостного тока разряда заряженного конденсатора через тело человека.

Где взять номиналы главного и вспомогательного конденсаторов?

Дело в том, что величину пусковой и рабочей емкости для конденсаторного запуска однофазного АД завод определяет индивидуально для каждой модели и указывает это значение в паспорте.

Отдельных формул для расчета, как это делается для конденсаторного запуска трехфазного двигателя в однофазную сеть по схемам звезды или треугольника просто нет.

Вам потребуется искать заводские рекомендации или экспериментировать в процессе наладки с разными емкостями, выбирая наиболее оптимальный вариант.

Владелец
видеоролика “I V Мне интересно” показывает способы оптимальной настройки параметров схемы запуска конденсаторных двигателей.

Блок: 5/6 | Кол-во символов: 3781
Источник: https://ElectrikBlog.ru/odnofaznyj-asinhronnyj-dvigatel-shema-podklyucheniya-s-puskovoj-obmotkoj-i-kondensatornym-zapuskom/

конденсаторы для запуска электродвигателя

Логично будет далее разобраться, как рассчитать пусковой и рабочий конденсатор для двигателя. Для правильного подбора нам необходимо знать паспортные данные ЭД, или иметь шильду с заводскими значениями.

Существуют различные схемы и в каждой конденсаторы выбираются по своему. Для схем, приведенных выше выбор конденсаторов осуществляется по двум формулам:

схема “звезда”:

Рабочая емкость = 2800*Iном.эд/Uсети

схема “треугольник”:

Рабочая емкость = 4800*Iном/Uсети

Пусковая емкость в обоих случаях принимается равной 2-3 от рабочей.

В формулах выше Iном — это номинальный ток фазы электродвигателя. Если посмотреть на табличку, где через дробь указываются два тока, то это будет меньший из них. Uсети — напряжение питающей сети(~127, ~220). Значит, вычислили мы ёмкость и следующим шагом нам надо знать напряжение на конденсаторе. Для схем приведенных на рисунках выше напряжение на конденсаторе равняется 1,15 от напряжения сети. Но это напряжение переменного тока, а для выбора конденсаторов надо знать напряжение постоянного тока. Тут нам и понадобится небольшая табличка:

Например, напряжение сети ~220, умножаем на 1,15 получаем 253. В таблице смотрим переменка 250 соответствует постоянке 400В для емкости до 2мкФ, или 600В для емкостей 4-10мкФ. Нужно, чтобы номинальное напряжение конденсатора было равно или больше расчетного.

Далее, зная рабочее напряжение и требуемую емкость подбираем конденсаторы по параметрам: типы и нужное количество. Конденсаторы для пусковой цепи порой так и называются — пусковыми.

Вот так, шаг за шагом, мы разобрали как подключить трехфазный асинхронный электродвигатель в однофазную сеть и что для этого необходимо рассчитать и знать. Существуют и другие схемы для подключения двигателя через конденсатор, но эти вопросы рассмотрим в другой раз в другой статье.

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Последние статьи

Самое популярное

2020 Помегерим! — электрика и электроэнергетика

Блок: 6/6 | Кол-во символов: 2166
Источник: https://pomegerim.ru/elektricheskie-mashiny/podklu4enie-trehfaznogo-ed-4erez-kondensator.php

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.

Блок: 6/6 | Кол-во символов: 2196
Источник: https://ElectrikBlog.ru/odnofaznyj-asinhronnyj-dvigatel-shema-podklyucheniya-s-puskovoj-obmotkoj-i-kondensatornym-zapuskom/

Кол-во блоков: 17 | Общее кол-во символов: 31794
Количество использованных доноров: 6
Информация по каждому донору:
  1. https://stroychik.ru/elektrika/podklyuchenie-odnofaznogo-dvigatelya: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 4459 (14%)
  2. https://2shemi.ru/shema-podklyucheniya-dvigatelya-cherez-kondensator/: использовано 2 блоков из 5, кол-во символов 2476 (8%)
  3. https://pomegerim.ru/elektricheskie-mashiny/podklu4enie-trehfaznogo-ed-4erez-kondensator.php: использовано 5 блоков из 6, кол-во символов 5950 (19%)
  4. https://onlineelektrik.ru/eoborudovanie/edvigateli/sxema-podklyucheniya-elektrodvigatelya-na-220v-cherez-kondensator.html: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 2764 (9%)
  5. https://ElectrikBlog.ru/odnofaznyj-asinhronnyj-dvigatel-shema-podklyucheniya-s-puskovoj-obmotkoj-i-kondensatornym-zapuskom/: использовано 4 блоков из 6, кол-во символов 12653 (40%)
  6. https://odinelectric.ru/equipment/kak-podklyuchit-3-faznyj-elektrodvigatel-k-seti-220-volt-cherez-kondensator: использовано 3 блоков из 6, кол-во символов 3492 (11%)

Асинхронные двигатели переменного тока

| Как работают электродвигатели переменного тока Асинхронные электродвигатели переменного тока

| Как работают двигатели переменного тока - объясните это Реклама

Вы знаете, как работают электродвигатели? Ответ, наверное, да и нет! Хотя многие из нас узнали, как базовые моторные работы, из простых научных книг и веб-страниц, таких как эта, многие из моторы, которые мы используем каждый день - от заводских машин до электропоезда - вообще-то так не работают.Какие книги рассказывают нам о простых двигателях постоянного тока (DC), которые имеют петля из проволоки, вращающаяся между полюсами постоянного магнита; в реальной жизни, в большинстве двигателей большой мощности используется переменный ток (AC) и работают совершенно по-другому: это то, что мы называем индукцией двигатели, и они очень изобретательно используют вращающееся магнитное поле. Давайте посмотрим внимательнее!

Фотография: Обычный асинхронный двигатель переменного тока со снятыми корпусом и ротором, на котором показаны медные обмотки катушек, составляющих статор (статическая, неподвижная часть двигателя).Эти катушки предназначены для создания вращающегося магнитного поля, которое вращает ротор (подвижную часть двигателя) в пространстве между ними. Фото Дэвида Парсонса любезно предоставлено Министерством энергетики США / NREL.

Как работает обычный двигатель постоянного тока?

Простые двигатели, которые вы видите в научных книгах, основаны на кусок проволоки, согнутый в прямоугольную петлю, которая подвешена между полюса магнита. (Физики назвали бы это проводник с током сидит в магнитном поле.) Когда вы подключаете такой провод к батарее, через него течет постоянный ток (DC), создавая вокруг него временное магнитное поле. Это временное поле отталкивает исходное поле от постоянного магнита, в результате чего провод перевернуть. Обычно провод останавливался в этой точке, а затем снова переворачивался, но если мы воспользуемся оригинальным вращающимся соединением называется коммутатором, мы можем сделать обратный ток каждый раз, когда проволока переворачивается, а это значит, что проволока будет продолжать вращаться в в том же направлении, пока течет ток.Это суть простого электродвигателя постоянного тока, задуманного в 1820-е годы Майкла Фарадея и превратился в практическое изобретение о десять лет спустя Уильям Стерджен. (Более подробную информацию вы найдете в нашей вводной статье об электродвигателях.)

Иллюстрации: Электродвигатель постоянного тока основан на проволочной петле, вращающейся внутри фиксированного магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом. Коммутатор (разрезное кольцо) и щетки (угольные контакты к коммутатору) меняют направление электрического тока каждый раз, когда провод перекручивается, что позволяет ему вращаться в одном и том же направлении.

Прежде чем мы перейдем к двигателям переменного тока, давайте быстро резюмируйте, что здесь происходит. В двигателе постоянного тока магнит (и его магнитное поле) фиксируется на месте и образует внешнюю статическую часть двигатель (статор), а катушка с проводом, несущая электрический ток формирует вращающуюся часть двигателя (ротор). Магнитное поле исходит от статора, который представляет собой постоянный магнит, пока вы подаете электроэнергию на катушку, которая составляет ротор. Взаимодействие между постоянными магнитами поле статора и временное магнитное поле, создаваемое ротором, равно что заставляет мотор крутиться.

Рекламные ссылки

Как работает двигатель переменного тока?

В отличие от игрушек и фонариков, большинство домов, офисов, фабрики и другие здания не питаются от маленьких батареек: на них подается не постоянный ток, а переменный ток (AC), который меняет направление примерно 50 раз в секунду. (с частотой 50 Гц). Если вы хотите запустить двигатель от домашней электросети переменного тока, вместо батареи постоянного тока вам нужна другая конструкция двигателя.

В двигателе переменного тока есть кольцо электромагнитов расположены снаружи (составляя статор), которые предназначены для создания вращающегося магнитного поля.Внутри статора находится цельная металлическая ось, проволочная петля, катушка, беличья клетка из металлических стержней и межсоединений (например, вращающиеся клетки, которым иногда удается развлечь мышей), или другая свободно вращающаяся металлическая деталь, которая может проводить электричество. В отличие от двигателя постоянного тока, где вы посылаете энергию во внутренний ротор, в двигателе переменного тока вы посылаете энергию на внешние катушки, которые составляют статор. Катушки запитываются попарно, последовательно, создает магнитное поле, вращающееся вокруг двигателя.

Фото: Статор создает магнитное поле с помощью туго намотанных катушек из медной проволоки, которые известны как обмотки. Когда электродвигатель изнашивается или перегорает, можно заменить его другим электродвигателем. Иногда легче заменить обмотки двигателя новым проводом - это умелая работа, называемая перемоткой, что и происходит здесь. Фото Сета Скарлетта любезно предоставлено ВМС США.

Как это вращающееся поле заставляет двигатель двигаться? Помните, что ротор, подвешенный внутри магнитное поле, является электрическим проводником.Магнитное поле постоянно меняется (потому что оно вращается), поэтому согласно законам электромагнетизма (точнее, закону Фарадея), магнитное поле производит (или индуцирует, если использовать термин Фарадея) электрический ток внутри ротора. Если проводник представляет собой кольцо или провод, ток течет вокруг него по петле. Если проводник представляет собой просто цельный кусок металла, вместо этого вокруг него циркулируют вихревые токи. В любом случае индуцированный ток производит собственное магнитное поле и, согласно другому закону электромагнетизма (Закон Ленца) пытается остановить то, что его вызывает - вращающееся магнитное поле - также вращаясь.(Вы можете думать о роторе отчаянно пытается «догнать» вращающееся магнитное поле, пытаясь устранить разница в движении между ними.) Электромагнитная индукция - это ключ к тому, почему такой двигатель вращается, и поэтому он называется асинхронным.

Фотография: эффективный асинхронный двигатель переменного тока. Фото Аль-Пуэнте любезно предоставлено NREL.

Как работает асинхронный двигатель переменного тока?

Вот небольшая анимация, чтобы подвести итог и, надеюсь, прояснить все:

  1. Две пары катушек электромагнита, показанные здесь красным и синим цветом, поочередно получают питание от источника переменного тока (не показан, но подводится к выводам справа).Две красные катушки соединены последовательно и запитаны вместе, а две синие катушки катушки подключаются таким же образом. Поскольку это переменный ток, ток в каждой катушке не включается и не выключается внезапно (как предполагает эта анимация), а плавно повышается и падает в форме синусоидальной волны: когда красные катушки наиболее активны, синие катушки полностью неактивны, и наоборот. Другими словами, их токи не совпадают (не совпадают по фазе на 90 °).
  2. Когда катушки находятся под напряжением, магнитное поле, которое они создают между ними, индуцирует электрический ток в роторе.Этот ток создает собственное магнитное поле, которое пытается противодействовать тому, что его вызвало (магнитное поле от внешних катушек). Взаимодействие между двумя полями заставляет ротор вращаться.
  3. Когда магнитное поле чередуется между красной и синей катушками, оно эффективно вращается вокруг двигателя. Вращающееся магнитное поле заставляет ротор вращаться в одном направлении и (теоретически) почти с одинаковой скоростью.

Асинхронные двигатели на практике

Что контролирует скорость двигателя переменного тока?

Фотография: Двигатель с регулируемой частотой.Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено NREL.

В синхронных двигателях переменного тока ротор вращается с той же скоростью, что и вращающееся магнитное поле; в асинхронном двигателе ротор всегда вращается с меньшей скоростью, чем поле, что делает его примером так называемого асинхронного двигателя переменного тока. Теоретическая скорость ротора в асинхронном двигателе зависит от частоты источника переменного тока и количества катушек, составляющих статор, и без нагрузки на двигатель приближается к скорости вращающегося магнитного поля.На практике нагрузка на двигатель (независимо от того, чем он управляет) также играет роль, замедляя ротор. Чем больше нагрузка, тем больше «пробуксовка» между скоростью вращающегося магнитного поля и фактической скоростью ротора. Чтобы контролировать скорость двигателя переменного тока (чтобы он работал быстрее или медленнее), вы должны увеличивать или уменьшать частоту источника переменного тока, используя так называемый частотно-регулируемый привод. Поэтому, когда вы регулируете скорость чего-то вроде заводской машины, питаемой от асинхронного двигателя переменного тока, вы на самом деле управляете схемой, которая изменяет частоту тока, приводящего в движение двигатель, вверх или вниз.

Что такое «фаза» двигателя переменного тока?

Нам не обязательно приводить в движение ротор с четырьмя катушками (двумя противоположными парами), как показано здесь. Можно построить асинхронные двигатели с любым другим расположением катушек. Чем больше у вас катушек, тем плавнее будет работать мотор. Количество отдельных электрических токов, возбуждающих катушки независимо, не в шаге, известно как фаза двигателя, поэтому конструкция, показанная выше, представляет собой двухфазный двигатель (с двумя токами, питающими четыре катушки, которые работают не в шаге в двух парах. ).В трехфазном двигателе мы могли бы иметь три катушки, расположенные вокруг статора в виде треугольника, шесть равномерно расположенных катушек (три пары) или даже 12 катушек (три набора по четыре катушки) с одной, двумя или четырьмя катушками. включается и выключается одновременно тремя отдельными противофазными токами.

Анимация: Трехфазный двигатель, питаемый тремя токами (обозначенными красным, зеленым и синие пары катушек), сдвиг по фазе на 120 °.

Преимущества и недостатки асинхронных двигателей

Преимущества

Самым большим преимуществом асинхронных двигателей переменного тока является их простота.У них есть только одна движущаяся часть, ротор, что делает их недорогими, тихими, долговечными и относительно безотказными. ОКРУГ КОЛУМБИЯ двигатели, напротив, имеют коллектор и угольные щетки, которые изнашиваются. выходят и нуждаются в замене время от времени. Трение между щетками и Коммутатор также делает двигатели постоянного тока относительно шумными (а иногда даже довольно вонючими).

Иллюстрации: Электродвигатели чрезвычайно эффективны, обычно преобразовывая около 85 процентов поступающей электроэнергии в полезную исходящую механическую работу.Даже в этом случае довольно много энергии теряется в виде тепла внутри обмоток, поэтому двигатели могут сильно нагреваться. Большинство двигателей переменного тока промышленной мощности имеют встроенные системы охлаждения. Внутри корпуса находится вентилятор, прикрепленный к валу ротора (на противоположном конце оси, который приводит в движение любую машину, к которой прикреплен двигатель), показанный здесь красным. Вентилятор всасывает воздух в двигатель, обдувая его внешнюю часть корпуса, минуя теплоотводящие ребра. Если вы когда-нибудь задумывались, почему электродвигатели имеют эти выступы снаружи (как вы можете видеть на верхнем фото на этой странице), причина в том, что они охлаждают двигатель.

Недостатки

Поскольку скорость асинхронного двигателя зависит от частоты переменного тока, приводящего его в действие, он вращается со скоростью постоянная скорость, если вы не используете частотно-регулируемый привод; Скорость двигателей постоянного тока намного легче контролировать, просто повышая или понижая напряжение питания. Хотя асинхронные двигатели относительно просты, они могут быть довольно тяжелыми и громоздкими из-за их катушечной обмотки. В отличие от двигателей постоянного тока, они не могут работать от батарей или любого другого источника постоянного тока (например, солнечных батарей) без использования инвертора (устройства, которое преобразует постоянный ток в переменный).Это потому, что им нужно изменяющееся магнитное поле, чтобы вращать ротор.

Кто изобрел асинхронный двигатель?

Изображение: оригинальный дизайн Николы Теслы для асинхронного двигателя переменного тока. Он работает точно так же, как и на анимации выше, с двумя синими и двумя красными катушками, которые поочередно возбуждаются генератором справа. Это произведение взято из оригинального патента Tesla, депонированного в Бюро патентов и товарных знаков США, с которым вы можете ознакомиться в приведенных ниже ссылках.

Никола Тесла (1856–1943) был физиком. и плодовитый изобретатель, чей огромный вклад в науку и технику никогда не были полностью признаны. После того, как он приехал в Соединенные Штаты в возрасте 28 лет, он начал работал на известного пионера электротехники Томаса Эдисона. Но двое мужчин поссорились катастрофически и вскоре стали непримиримыми соперниками. Тесла твердо верил что переменный ток (AC) намного превосходил постоянный ток (DC), в то время как Эдисон думал обратное. Со своим партнером Джорджем Westinghouse, Тесла отстаивал AC, в то время как Эдисон был полон решимости управлять миром на DC и придумал всевозможные рекламные трюки, чтобы доказать, что кондиционер слишком опасен для широкого использования (изобретение электрического стула, чтобы доказать, что переменный ток может быть смертельным, и даже ударил током слона Топси с помощью переменного тока, чтобы показать, насколько это было смертельно опасно и жестоко).Битва между этими двумя очень разные взгляды на электроэнергию иногда называют Войной течений.

Несмотря на лучшие (или худшие) усилия Эдисона, Tesla победила, и теперь электричество переменного тока питает большую часть мира. Во многом именно поэтому многие электродвигатели, которые приводить в действие бытовую технику в наших домах, фабриках и офисах переменного тока асинхронные двигатели, работающие от вращающихся магнитных полей, которые Никола Тесла сконструировал в 1880-х годах (его патент, проиллюстрированный здесь, был выдан в мае 1888 года).Итальянский физик по имени Галилео Феррарис независимо друг от друга придумал ту же идею примерно в то же время, но история обошлась с ним еще более жестоко, чем Тесла и его имя теперь почти забыты.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

На других сайтах

Книги

Для читателей постарше
Для младших читателей
  • Электричество для молодых людей: забавные и легкие проекты «Сделай сам» Марка де Винка.Maker Media / O'Reilly, 2017. Отличное практическое введение в электричество, включая несколько занятий, связанных с созданием электродвигателей с нуля. Возраст 9–12 лет.
  • Эксперименты с электродвигателем Эда Соби. Enslow, 2011. Это отличное общее введение в электродвигатели с большим количеством более широкого научного и технологического контекста. Однако по очевидным практическим соображениям и соображениям безопасности он ориентирован только на проекты с двигателями постоянного тока и лучше всего подходит для детей в возрасте от 11 до 14 лет.
  • Сила и энергия Криса Вудфорда.Факты в файле, 2004. Одна из моих книг, рассказывающих об усилиях человека по использованию энергии с древних времен до наших дней. Возраст 10+.
  • Никола Тесла: разработчик электроэнергии Крис Вудфорд, в «Изобретатели и изобретения», том 5. Нью-Йорк: Маршалл Кавендиш, 2008. Краткую биографию Теслы я написал несколько лет назад. На момент написания все это было доступно в Интернете по этой ссылке в Google Книгах. Возраст 9–12 лет.

Патенты

Патенты

предлагают более глубокие технические детали и собственные идеи изобретателя о своей работе.Вот очень небольшая подборка многих патентов США, касающихся асинхронных двигателей.

  • Патент США 381 968: Электромагнитный двигатель Николы Тесла, 1 мая 1888 г. Оригинальный патент на асинхронный двигатель переменного тока.
  • Патент США 2,959,721: Многофазные асинхронные двигатели, Томас Бартон и др., Lancashire Dynamo & Crypto Ltd, 8 ноября 1960 г. Асинхронный двигатель с улучшенным контролем скорости.
  • Патент США 4311932: Жидкостное охлаждение для асинхронных двигателей, Рэймонд Н. Олсон, Sundstrand Corporation, 19 января 1982 г.Эффективный метод жидкостного охлаждения двигателя без чрезмерного сопротивления жидкости вращающимся компонентам.
  • Патент США 5,751,082: Асинхронный двигатель с высоким пусковым моментом. Автор: Умеш К. Гупта, Vickers, Inc., 12 мая 1998 г. Современный двигатель с высоким начальным крутящим моментом.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2012, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2012/2020) Асинхронные двигатели. Получено с https://www.explainthatstuff.com/induction-motors.html.[Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте ...

Асинхронные двигатели переменного тока

| Как работают электродвигатели переменного тока Асинхронные электродвигатели переменного тока

| Как работают двигатели переменного тока - объясните это Реклама

Вы знаете, как работают электродвигатели? Ответ, наверное, да и нет! Хотя многие из нас узнали, как базовые моторные работы, из простых научных книг и веб-страниц, таких как эта, многие из моторы, которые мы используем каждый день - от заводских машин до электропоезда - вообще-то так не работают.Какие книги рассказывают нам о простых двигателях постоянного тока (DC), которые имеют петля из проволоки, вращающаяся между полюсами постоянного магнита; в реальной жизни, в большинстве двигателей большой мощности используется переменный ток (AC) и работают совершенно по-другому: это то, что мы называем индукцией двигатели, и они очень изобретательно используют вращающееся магнитное поле. Давайте посмотрим внимательнее!

Фотография: Обычный асинхронный двигатель переменного тока со снятыми корпусом и ротором, на котором показаны медные обмотки катушек, составляющих статор (статическая, неподвижная часть двигателя).Эти катушки предназначены для создания вращающегося магнитного поля, которое вращает ротор (подвижную часть двигателя) в пространстве между ними. Фото Дэвида Парсонса любезно предоставлено Министерством энергетики США / NREL.

Как работает обычный двигатель постоянного тока?

Простые двигатели, которые вы видите в научных книгах, основаны на кусок проволоки, согнутый в прямоугольную петлю, которая подвешена между полюса магнита. (Физики назвали бы это проводник с током сидит в магнитном поле.) Когда вы подключаете такой провод к батарее, через него течет постоянный ток (DC), создавая вокруг него временное магнитное поле. Это временное поле отталкивает исходное поле от постоянного магнита, в результате чего провод перевернуть. Обычно провод останавливался в этой точке, а затем снова переворачивался, но если мы воспользуемся оригинальным вращающимся соединением называется коммутатором, мы можем сделать обратный ток каждый раз, когда проволока переворачивается, а это значит, что проволока будет продолжать вращаться в в том же направлении, пока течет ток.Это суть простого электродвигателя постоянного тока, задуманного в 1820-е годы Майкла Фарадея и превратился в практическое изобретение о десять лет спустя Уильям Стерджен. (Более подробную информацию вы найдете в нашей вводной статье об электродвигателях.)

Иллюстрации: Электродвигатель постоянного тока основан на проволочной петле, вращающейся внутри фиксированного магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом. Коммутатор (разрезное кольцо) и щетки (угольные контакты к коммутатору) меняют направление электрического тока каждый раз, когда провод перекручивается, что позволяет ему вращаться в одном и том же направлении.

Прежде чем мы перейдем к двигателям переменного тока, давайте быстро резюмируйте, что здесь происходит. В двигателе постоянного тока магнит (и его магнитное поле) фиксируется на месте и образует внешнюю статическую часть двигатель (статор), а катушка с проводом, несущая электрический ток формирует вращающуюся часть двигателя (ротор). Магнитное поле исходит от статора, который представляет собой постоянный магнит, пока вы подаете электроэнергию на катушку, которая составляет ротор. Взаимодействие между постоянными магнитами поле статора и временное магнитное поле, создаваемое ротором, равно что заставляет мотор крутиться.

Рекламные ссылки

Как работает двигатель переменного тока?

В отличие от игрушек и фонариков, большинство домов, офисов, фабрики и другие здания не питаются от маленьких батареек: на них подается не постоянный ток, а переменный ток (AC), который меняет направление примерно 50 раз в секунду. (с частотой 50 Гц). Если вы хотите запустить двигатель от домашней электросети переменного тока, вместо батареи постоянного тока вам нужна другая конструкция двигателя.

В двигателе переменного тока есть кольцо электромагнитов расположены снаружи (составляя статор), которые предназначены для создания вращающегося магнитного поля.Внутри статора находится цельная металлическая ось, проволочная петля, катушка, беличья клетка из металлических стержней и межсоединений (например, вращающиеся клетки, которым иногда удается развлечь мышей), или другая свободно вращающаяся металлическая деталь, которая может проводить электричество. В отличие от двигателя постоянного тока, где вы посылаете энергию во внутренний ротор, в двигателе переменного тока вы посылаете энергию на внешние катушки, которые составляют статор. Катушки запитываются попарно, последовательно, создает магнитное поле, вращающееся вокруг двигателя.

Фото: Статор создает магнитное поле с помощью туго намотанных катушек из медной проволоки, которые известны как обмотки. Когда электродвигатель изнашивается или перегорает, можно заменить его другим электродвигателем. Иногда легче заменить обмотки двигателя новым проводом - это умелая работа, называемая перемоткой, что и происходит здесь. Фото Сета Скарлетта любезно предоставлено ВМС США.

Как это вращающееся поле заставляет двигатель двигаться? Помните, что ротор, подвешенный внутри магнитное поле, является электрическим проводником.Магнитное поле постоянно меняется (потому что оно вращается), поэтому согласно законам электромагнетизма (точнее, закону Фарадея), магнитное поле производит (или индуцирует, если использовать термин Фарадея) электрический ток внутри ротора. Если проводник представляет собой кольцо или провод, ток течет вокруг него по петле. Если проводник представляет собой просто цельный кусок металла, вместо этого вокруг него циркулируют вихревые токи. В любом случае индуцированный ток производит собственное магнитное поле и, согласно другому закону электромагнетизма (Закон Ленца) пытается остановить то, что его вызывает - вращающееся магнитное поле - также вращаясь.(Вы можете думать о роторе отчаянно пытается «догнать» вращающееся магнитное поле, пытаясь устранить разница в движении между ними.) Электромагнитная индукция - это ключ к тому, почему такой двигатель вращается, и поэтому он называется асинхронным.

Фотография: эффективный асинхронный двигатель переменного тока. Фото Аль-Пуэнте любезно предоставлено NREL.

Как работает асинхронный двигатель переменного тока?

Вот небольшая анимация, чтобы подвести итог и, надеюсь, прояснить все:

  1. Две пары катушек электромагнита, показанные здесь красным и синим цветом, поочередно получают питание от источника переменного тока (не показан, но подводится к выводам справа).Две красные катушки соединены последовательно и запитаны вместе, а две синие катушки катушки подключаются таким же образом. Поскольку это переменный ток, ток в каждой катушке не включается и не выключается внезапно (как предполагает эта анимация), а плавно повышается и падает в форме синусоидальной волны: когда красные катушки наиболее активны, синие катушки полностью неактивны, и наоборот. Другими словами, их токи не совпадают (не совпадают по фазе на 90 °).
  2. Когда катушки находятся под напряжением, магнитное поле, которое они создают между ними, индуцирует электрический ток в роторе.Этот ток создает собственное магнитное поле, которое пытается противодействовать тому, что его вызвало (магнитное поле от внешних катушек). Взаимодействие между двумя полями заставляет ротор вращаться.
  3. Когда магнитное поле чередуется между красной и синей катушками, оно эффективно вращается вокруг двигателя. Вращающееся магнитное поле заставляет ротор вращаться в одном направлении и (теоретически) почти с одинаковой скоростью.

Асинхронные двигатели на практике

Что контролирует скорость двигателя переменного тока?

Фотография: Двигатель с регулируемой частотой.Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено NREL.

В синхронных двигателях переменного тока ротор вращается с той же скоростью, что и вращающееся магнитное поле; в асинхронном двигателе ротор всегда вращается с меньшей скоростью, чем поле, что делает его примером так называемого асинхронного двигателя переменного тока. Теоретическая скорость ротора в асинхронном двигателе зависит от частоты источника переменного тока и количества катушек, составляющих статор, и без нагрузки на двигатель приближается к скорости вращающегося магнитного поля.На практике нагрузка на двигатель (независимо от того, чем он управляет) также играет роль, замедляя ротор. Чем больше нагрузка, тем больше «пробуксовка» между скоростью вращающегося магнитного поля и фактической скоростью ротора. Чтобы контролировать скорость двигателя переменного тока (чтобы он работал быстрее или медленнее), вы должны увеличивать или уменьшать частоту источника переменного тока, используя так называемый частотно-регулируемый привод. Поэтому, когда вы регулируете скорость чего-то вроде заводской машины, питаемой от асинхронного двигателя переменного тока, вы на самом деле управляете схемой, которая изменяет частоту тока, приводящего в движение двигатель, вверх или вниз.

Что такое «фаза» двигателя переменного тока?

Нам не обязательно приводить в движение ротор с четырьмя катушками (двумя противоположными парами), как показано здесь. Можно построить асинхронные двигатели с любым другим расположением катушек. Чем больше у вас катушек, тем плавнее будет работать мотор. Количество отдельных электрических токов, возбуждающих катушки независимо, не в шаге, известно как фаза двигателя, поэтому конструкция, показанная выше, представляет собой двухфазный двигатель (с двумя токами, питающими четыре катушки, которые работают не в шаге в двух парах. ).В трехфазном двигателе мы могли бы иметь три катушки, расположенные вокруг статора в виде треугольника, шесть равномерно расположенных катушек (три пары) или даже 12 катушек (три набора по четыре катушки) с одной, двумя или четырьмя катушками. включается и выключается одновременно тремя отдельными противофазными токами.

Анимация: Трехфазный двигатель, питаемый тремя токами (обозначенными красным, зеленым и синие пары катушек), сдвиг по фазе на 120 °.

Преимущества и недостатки асинхронных двигателей

Преимущества

Самым большим преимуществом асинхронных двигателей переменного тока является их простота.У них есть только одна движущаяся часть, ротор, что делает их недорогими, тихими, долговечными и относительно безотказными. ОКРУГ КОЛУМБИЯ двигатели, напротив, имеют коллектор и угольные щетки, которые изнашиваются. выходят и нуждаются в замене время от времени. Трение между щетками и Коммутатор также делает двигатели постоянного тока относительно шумными (а иногда даже довольно вонючими).

Иллюстрации: Электродвигатели чрезвычайно эффективны, обычно преобразовывая около 85 процентов поступающей электроэнергии в полезную исходящую механическую работу.Даже в этом случае довольно много энергии теряется в виде тепла внутри обмоток, поэтому двигатели могут сильно нагреваться. Большинство двигателей переменного тока промышленной мощности имеют встроенные системы охлаждения. Внутри корпуса находится вентилятор, прикрепленный к валу ротора (на противоположном конце оси, который приводит в движение любую машину, к которой прикреплен двигатель), показанный здесь красным. Вентилятор всасывает воздух в двигатель, обдувая его внешнюю часть корпуса, минуя теплоотводящие ребра. Если вы когда-нибудь задумывались, почему электродвигатели имеют эти выступы снаружи (как вы можете видеть на верхнем фото на этой странице), причина в том, что они охлаждают двигатель.

Недостатки

Поскольку скорость асинхронного двигателя зависит от частоты переменного тока, приводящего его в действие, он вращается со скоростью постоянная скорость, если вы не используете частотно-регулируемый привод; Скорость двигателей постоянного тока намного легче контролировать, просто повышая или понижая напряжение питания. Хотя асинхронные двигатели относительно просты, они могут быть довольно тяжелыми и громоздкими из-за их катушечной обмотки. В отличие от двигателей постоянного тока, они не могут работать от батарей или любого другого источника постоянного тока (например, солнечных батарей) без использования инвертора (устройства, которое преобразует постоянный ток в переменный).Это потому, что им нужно изменяющееся магнитное поле, чтобы вращать ротор.

Кто изобрел асинхронный двигатель?

Изображение: оригинальный дизайн Николы Теслы для асинхронного двигателя переменного тока. Он работает точно так же, как и на анимации выше, с двумя синими и двумя красными катушками, которые поочередно возбуждаются генератором справа. Это произведение взято из оригинального патента Tesla, депонированного в Бюро патентов и товарных знаков США, с которым вы можете ознакомиться в приведенных ниже ссылках.

Никола Тесла (1856–1943) был физиком. и плодовитый изобретатель, чей огромный вклад в науку и технику никогда не были полностью признаны. После того, как он приехал в Соединенные Штаты в возрасте 28 лет, он начал работал на известного пионера электротехники Томаса Эдисона. Но двое мужчин поссорились катастрофически и вскоре стали непримиримыми соперниками. Тесла твердо верил что переменный ток (AC) намного превосходил постоянный ток (DC), в то время как Эдисон думал обратное. Со своим партнером Джорджем Westinghouse, Тесла отстаивал AC, в то время как Эдисон был полон решимости управлять миром на DC и придумал всевозможные рекламные трюки, чтобы доказать, что кондиционер слишком опасен для широкого использования (изобретение электрического стула, чтобы доказать, что переменный ток может быть смертельным, и даже ударил током слона Топси с помощью переменного тока, чтобы показать, насколько это было смертельно опасно и жестоко).Битва между этими двумя очень разные взгляды на электроэнергию иногда называют Войной течений.

Несмотря на лучшие (или худшие) усилия Эдисона, Tesla победила, и теперь электричество переменного тока питает большую часть мира. Во многом именно поэтому многие электродвигатели, которые приводить в действие бытовую технику в наших домах, фабриках и офисах переменного тока асинхронные двигатели, работающие от вращающихся магнитных полей, которые Никола Тесла сконструировал в 1880-х годах (его патент, проиллюстрированный здесь, был выдан в мае 1888 года).Итальянский физик по имени Галилео Феррарис независимо друг от друга придумал ту же идею примерно в то же время, но история обошлась с ним еще более жестоко, чем Тесла и его имя теперь почти забыты.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

На других сайтах

Книги

Для читателей постарше
Для младших читателей
  • Электричество для молодых людей: забавные и легкие проекты «Сделай сам» Марка де Винка.Maker Media / O'Reilly, 2017. Отличное практическое введение в электричество, включая несколько занятий, связанных с созданием электродвигателей с нуля. Возраст 9–12 лет.
  • Эксперименты с электродвигателем Эда Соби. Enslow, 2011. Это отличное общее введение в электродвигатели с большим количеством более широкого научного и технологического контекста. Однако по очевидным практическим соображениям и соображениям безопасности он ориентирован только на проекты с двигателями постоянного тока и лучше всего подходит для детей в возрасте от 11 до 14 лет.
  • Сила и энергия Криса Вудфорда.Факты в файле, 2004. Одна из моих книг, рассказывающих об усилиях человека по использованию энергии с древних времен до наших дней. Возраст 10+.
  • Никола Тесла: разработчик электроэнергии Крис Вудфорд, в «Изобретатели и изобретения», том 5. Нью-Йорк: Маршалл Кавендиш, 2008. Краткую биографию Теслы я написал несколько лет назад. На момент написания все это было доступно в Интернете по этой ссылке в Google Книгах. Возраст 9–12 лет.

Патенты

Патенты

предлагают более глубокие технические детали и собственные идеи изобретателя о своей работе.Вот очень небольшая подборка многих патентов США, касающихся асинхронных двигателей.

  • Патент США 381 968: Электромагнитный двигатель Николы Тесла, 1 мая 1888 г. Оригинальный патент на асинхронный двигатель переменного тока.
  • Патент США 2,959,721: Многофазные асинхронные двигатели, Томас Бартон и др., Lancashire Dynamo & Crypto Ltd, 8 ноября 1960 г. Асинхронный двигатель с улучшенным контролем скорости.
  • Патент США 4311932: Жидкостное охлаждение для асинхронных двигателей, Рэймонд Н. Олсон, Sundstrand Corporation, 19 января 1982 г.Эффективный метод жидкостного охлаждения двигателя без чрезмерного сопротивления жидкости вращающимся компонентам.
  • Патент США 5,751,082: Асинхронный двигатель с высоким пусковым моментом. Автор: Умеш К. Гупта, Vickers, Inc., 12 мая 1998 г. Современный двигатель с высоким начальным крутящим моментом.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2012, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2012/2020) Асинхронные двигатели. Получено с https://www.explainthatstuff.com/induction-motors.html.[Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте ...

Клеммное соединение для асинхронного двигателя

Когда мы устанавливаем новый электродвигатель для нашего приложения, нам необходимо определить напряжение источника питания. Почему это так важно, когда мы имеем дело с электродвигателем?

Ok .. конструкция производителя электродвигателя, их продукт может соответствовать разным значениям энергопотребления по всему миру. Благодаря этому двигатель можно использовать в любых странах, не беспокоясь об их потребляемой мощности.

Значение напряжения для всей страны по всему миру имеет вариант, такой как 200 В переменного тока, 220 В переменного тока, 415 В переменного тока или 440 В переменного тока для 3 фаз. Поэтому некоторые производители двигателей проектируют их двигатель может работать с двумя типами напряжения, поэтому он доступен для использовать в любую страну мира.

Как определить клеммы двигателя для подходящего напряжения?

Эта деталь очень важна для обеспечения безупречной установки нашего электродвигателя и его правильной работы.Если мы неправильно установили значение напряжения для асинхронного двигателя, это может привести к серьезным повреждениям .

Но не волнуйтесь, на этот раз я подробно объясню, как определить клеммное соединение двигателя, подходящее для нашего источника питания. Ключевым моментом является паспортная табличка двигателя. Мы можем найти соединение двигателя и их подходящее значение напряжения. ниже: -

Из паспортной таблички двигателя видно, что он имеет 2 подключения и 2 значения напряжения.Если напряжение нашего источника питания составляет 415 В переменного тока, для 3 фаз, нам необходимо установить клемму двигателя в соединении STAR .

Это означает, что клеммная пластина W2, U2 и V2 соединяются в одну линию. Здесь я прикрепил изображение клеммы двигателя в позиции STAR .

ДВИГАТЕЛЬ СОЕДИНЕНИЯ ЗВЕЗДЫ

Если у нас источник питания , 200 В переменного тока, 3 фазы , нам необходимо подключить клемму медной шины в положении DELTA .Это означает, что соединение U1 с W2, V1 с U2 и W1 с U2, просто нужно следовать схеме, показанной на паспортной табличке двигателя.

ДВИГАТЕЛЬ ТЕРМИНАЛА СОЕДИНЕНИЯ ТРЕУГОЛЬНИКОМ

Если вы хотите подключить асинхронный двигатель к пускателю со звезды на треугольник, вам необходимо снять всю медную шину с клеммы двигателя. Это означает, что мы не используем медную шину. Так как пускатель звезда-треугольник использует 6 кабелей для запуска двигателя. .

Я надеюсь, что этот пост поможет всем вам, как подключить или выполнить оконцовку асинхронного двигателя.Очень важно, чтобы наш двигатель работал в хорошем состоянии и не допускал повреждений. Поэтому очень важна заводская табличка двигателя…

Способы пуска трехфазных асинхронных двигателей

Асинхронный двигатель похож на многофазный трансформатор, вторичная обмотка которого короткозамкнута. Таким образом, при нормальном напряжении питания, как в трансформаторах, начальный ток, потребляемый первичной обмоткой, на короткое время очень велик. В отличие от двигателей постоянного тока большой ток при пуске связан с отсутствием обратной ЭДС.Если асинхронный двигатель напрямую включается от источника питания, он потребляет в 5-7 раз больше тока полной нагрузки и развивает крутящий момент, который всего в 1,5-2,5 раза превышает крутящий момент полной нагрузки. Этот большой пусковой ток вызывает большое падение напряжения в линии, что может повлиять на работу других устройств, подключенных к той же линии. Следовательно, не рекомендуется запускать асинхронные двигатели более высоких мощностей (обычно выше 25 кВт) непосредственно от сети.
Ниже описаны различные способы запуска асинхронных двигателей .

Пускатели прямого включения (DOL)

Небольшие трехфазные асинхронные двигатели можно запускать непосредственно от сети, что означает, что номинальное питание подается непосредственно на двигатель. Но, как упоминалось выше, здесь пусковой ток будет очень большим, обычно в 5-7 раз больше номинального тока. Пусковой крутящий момент, вероятно, будет в 1,5–2,5 раза больше крутящего момента при полной нагрузке. Асинхронные двигатели могут быть запущены непосредственно в сети с помощью пускателя DOL, который обычно состоит из контактора и устройства защиты двигателя, такого как автоматический выключатель.Пускатель DOL состоит из контактора с катушкой, которым можно управлять с помощью кнопок пуска и останова. Когда нажимается кнопка запуска, контактор включается и замыкает все три фазы двигателя на фазы питания одновременно. Кнопка останова обесточивает контактор и отключает все три фазы, чтобы остановить двигатель.
Чтобы избежать чрезмерного падения напряжения в линии питания из-за большого пускового тока, пускатель прямого запуска обычно используется для двигателей мощностью менее 5 кВт.

Запуск двигателей с короткозамкнутым ротором

Пусковой пусковой ток в двигателях с короткозамкнутым ротором регулируется путем подачи пониженного напряжения на статор. Эти методы иногда называют методами пониженного напряжения для запуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором . Для этого используются следующие методы:
  1. С использованием первичных резисторов
  2. Автотрансформатор
  3. Выключатели звезда-треугольник

1. Использование первичных резисторов:

Очевидно, что первичные резисторы предназначены для понижения напряжения и подачи пониженного напряжения на статор.Учтите, пусковое напряжение снижено на 50%. Тогда по закону Ома (V = I / Z) пусковой ток также будет уменьшен на такой же процент. Из уравнения крутящего момента трехфазного асинхронного двигателя, пусковой крутящий момент приблизительно пропорционален квадрату приложенного напряжения. Это означает, что если приложенное напряжение составляет 50% от номинального значения, пусковой крутящий момент будет только 25% от его нормального значения напряжения. Этот метод обычно используется для плавного пуска малых асинхронных двигателей .Не рекомендуется использовать метод пуска с резисторами первичной обмотки для двигателей с высокими требованиями к пусковому моменту.
Резисторы обычно выбираются таким образом, чтобы на двигатель можно было подавать 70% номинального напряжения. Во время пуска полное сопротивление последовательно соединено с обмоткой статора и постепенно уменьшается по мере увеличения скорости двигателя. Когда двигатель достигает соответствующей скорости, сопротивления отключаются от цепи, и фазы статора подключаются непосредственно к линиям питания.

2. Автотрансформаторы:

Автотрансформаторы также известны как автостартеры. Их можно использовать как для двигателей с короткозамкнутым ротором, так и с соединением по схеме звезды или треугольника. По сути, это трехфазный понижающий трансформатор с различными ответвлениями, которые позволяют пользователю запускать двигатель, скажем, при 50%, 65% или 80% сетевого напряжения. При пуске автотрансформатора ток, потребляемый из линии питания, всегда меньше тока двигателя на величину, равную коэффициенту трансформации. Например, когда двигатель запускается с ответвлением 65%, приложенное к двигателю напряжение будет 65% от линейного напряжения, а приложенный ток будет 65% от начального значения линейного напряжения, в то время как линейный ток будет 65. % от 65% (т.е. 42%) от начального значения сетевого напряжения. Эта разница между линейным током и током двигателя связана с действием трансформатора. Внутренние соединения автозапуска показаны на рисунке. При запуске переключатель находится в положении «пуск», и на статор подается пониженное напряжение (которое выбирается с помощью ответвителя). Когда двигатель набирает подходящую скорость, скажем, до 80% от его номинальной скорости, автотрансформатор автоматически отключается от цепи, когда переключатель переходит в положение «работа».
Переключатель, изменяющий соединение из положения пуска в положение пуска, может быть типа воздушного прерывателя (малые двигатели) или масляного (большие двигатели) типа. Также предусмотрены условия для обесточивания и перегрузки с цепями выдержки времени на автостартере.

3. Пускатель звезда-треугольник:

Этот метод используется в двигателях, которые предназначены для работы на статоре, соединенном треугольником. Двухпозиционный переключатель используется для соединения обмотки статора по схеме звезды при пуске и по схеме треугольника при работе с нормальной скоростью. Когда обмотка статора соединена звездой, напряжение на каждой фазе двигателя будет уменьшено в 1 / (кв.3) для обмотки, соединенной треугольником. Пусковой крутящий момент будет в 1/3 раза больше, чем для обмотки, соединенной треугольником. Следовательно, пускатель со звезды на треугольник эквивалентен автотрансформатору с соотношением 1 / (квадрат 3) или пониженным напряжением на 58%.

Пуск электродвигателей с фазным ротором

Электродвигатели с контактным кольцом запускаются с полным линейным напряжением, так как внешнее сопротивление может быть легко добавлено в цепь ротора с помощью контактных колец. Реостат, соединенный звездой, соединен последовательно с ротором через контактные кольца, как показано на рис.Введение сопротивления в ток ротора уменьшит пусковой ток в роторе (и, следовательно, в статоре). Кроме того, улучшается коэффициент мощности и увеличивается крутящий момент. Подключенный реостат может быть ручным или автоматическим.
Поскольку введение дополнительного сопротивления в ротор улучшает пусковой момент, электродвигатели с фазным ротором могут запускаться под нагрузкой.
Вводимое внешнее сопротивление предназначено только для запуска и постепенно отключается по мере увеличения скорости двигателя. Однофазные асинхронные двигатели



ЦЕЛИ

• описать основные операции следующих типов асинхронных двигателей:

  • Двухфазный двигатель (одно- и двухполюсный)
  • конденсаторный пуск, асинхронный двигатель (одно- и двухполярное напряжение)
  • конденсаторный пуск, конденсаторный двигатель с одним конденсатором
  • конденсаторный пуск, конденсаторный двигатель с двумя конденсаторами
  • конденсаторный пуск, конденсаторный двигатель с автотрансформатором с один конденсатор

• сравните двигатели в списке цели 1 в отношении запуска крутящий момент, скоростные характеристики и коэффициент мощности при номинальной нагрузке.

Два основных типа однофазных асинхронных двигателей - это двухфазные электродвигатели. двигатель и конденсаторный двигатель. Оба типа однофазных асинхронных двигателей обычно имеют дробную оценку мощности. Используется двигатель с расщепленной фазой для работы с такими устройствами, как стиральные машины, небольшие водяные насосы, масляные горелки и другие типы небольших нагрузок, не требующие сильного пускового момента. Конденсаторный двигатель обычно используется с устройствами, требующими сильного пуска. крутящий момент, например, в холодильниках и компрессорах.Оба типа однофазных асинхронные двигатели относительно невысоки в стоимости, имеют прочную конструкцию; и демонстрируют хорошие операционные показатели.

КОНСТРУКЦИЯ ДВИГАТЕЛЯ РАЗДЕЛЕННОЙ ФАЗЫ

Асинхронный двигатель с расщепленной фазой в основном состоит из статора, ротора, центробежный выключатель, расположенный внутри двигателя, корпус с двумя торцевыми щитками подшипники, поддерживающие вал ротора, и стальная литая рама в к которому прижимается сердечник статора.Два торцевых щита прикручены к стальной литой каркас. Подшипники, расположенные в торцевых щитках, удерживают ротор. центрирован внутри статора, так что он будет вращаться с минимальным трением, без ударов и трения сердечника статора.

Статор двигателя с расщепленной фазой состоит из двух обмоток, удерживаемых на месте. в пазах стального многослойного сердечника. Обе обмотки состоят из изолированных катушки распределены и соединены в две обмотки, разнесенные на 90 электрических градусы друг от друга.Одна обмотка - это бегущая обмотка, а вторая обмотка. это пусковая обмотка.

Ходовая обмотка состоит из изолированного медного провода. Он находится по адресу дно пазов статора. Сечение провода в пусковой обмотке меньше, чем у бегущей обмотки. Эти катушки размещены сверху катушек ходовой обмотки в ближайших к ротору пазах статора.

Пусковая и рабочая обмотки подключены параллельно к однофазная линия при пуске двигателя.После того, как мотор разгоняется до скорости, равной примерно от двух третей до трех четвертей номинальной скорости, пусковая обмотка автоматически отключается от линии с помощью центробежного переключателя.

Ротор электродвигателя с расщепленной фазой имеет такую ​​же конструкцию, как и трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. То есть ротор состоит цилиндрического сердечника, собранного из стальных пластин. Медные прутки устанавливается возле поверхности ротора.Прутки припаиваются или привариваются к два медных концевых кольца. В некоторых двигателях ротор выполнен из литого алюминия. Блок.

илл. 1 показан типичный короткозамкнутый ротор для однофазной индукции. мотор. Этот тип ротора требует минимального обслуживания, так как нет обмотки, щетки, контактные кольца или коммутаторы. Обратите внимание на рисунок, что роторные вентиляторы являются частью ротора с короткозамкнутым ротором. Эти ротор вентиляторы поддерживают циркуляцию воздуха через двигатель, чтобы предотвратить большое увеличение по температуре обмоток.


ил. 1 Ротор с короткозамкнутым ротором из литого алюминия.

Центробежный выключатель установлен внутри двигателя. Центробежный переключатель отключает пусковую обмотку после достижения ротором заданного скорость, обычно от двух третей до трех четвертей номинальной скорости. Выключатель состоит из неподвижной части и вращающейся части. Стационарная часть устанавливается на одном из торцевых щитов и имеет два контакта, которые действуют как однополюсный однонаправленный переключатель.Вращающаяся часть центробежного переключатель установлен на роторе.

Простая схема работы центробежного выключателя приведена в рисунок 2. Когда ротор остановлен, давление пружины на волоконном кольце вращающейся части удерживает контакты замкнутыми. Когда ротор достигает примерно трех четвертей своей номинальной скорости, центробежное действие ротора заставляет пружину ослаблять давление на оптоволоконном кольце и контакты размыкаются.В результате пусковая обмотка цепь отключена от линии. ill 3 - типичный центробежный переключатель, используемый с асинхронными двигателями с расщепленной фазой.


ил. 2 Схема показывает работу центробежного выключателя: ротор в состоянии покоя, центробежный выключатель замкнут; ротор с нормальной скоростью центробежный сила, установленная в механизме переключателя, заставляет воротник двигаться и позволяет переключать контакты, чтобы открыть. ил. 3 Механизм центробежного переключателя с переключатель удален.

Принцип работы

Когда цепь к асинхронному двигателю с расщепленной фазой замкнута, оба пусковая и ходовая обмотки запитываются параллельно. Потому что бег обмотка состоит из проволоки относительно большого сечения, ее сопротивление составляет низкий. Напомним, что ходовая обмотка размещена внизу прорезей. сердечника статора. В результате индуктивное сопротивление этой обмотки сравнительно высока из-за массы окружающего его железа.Поскольку бегущая обмотка имеет низкое сопротивление и высокое индуктивное сопротивление, ток бегущей обмотки отстает от напряжения примерно на 90 электрические степени.

Пусковая обмотка состоит из проволоки меньшего сечения; следовательно, его сопротивление высокое. Поскольку обмотка размещена в верхней части статора пазов, масса железа, окружающего его, сравнительно мала, а индуктивная реактивное сопротивление низкое. Следовательно, пусковая обмотка имеет высокое сопротивление и низкое индуктивное сопротивление.В результате ток пускового обмотка почти синфазна с напряжением.

Ток ходовой обмотки отстает от тока пусковой обмотки. примерно на 30 электрических градусов. Эти два тока разнесены на 30 электрических градусы друг от друга проходят через эти обмотки и вращающееся магнитное поле разработан. Это поле движется по внутренней части сердечника статора. Скорость магнитного поля определяется с использованием той же процедуры. дано для трехфазного асинхронного двигателя.

Если асинхронный двигатель с расщепленной фазой имеет четыре полюса на обмотках статора и подключен к однофазному источнику с частотой 60 Гц, синхронная скорость Оборотного поля:

S = 120 x f / 4

S = синхронная скорость

f = частота в герцах

S = 120 x 60/4 = 1800 об / мин

Поскольку вращающееся поле статора движется с синхронной скоростью, оно сокращает медные стержни ротора и индуцирует напряжение в стержнях беличьей клетки обмотка.Эти наведенные напряжения создают токи в стержнях ротора. Как в результате создается поле ротора, которое реагирует с полем статора на развивают крутящий момент, который заставляет ротор вращаться.

Когда ротор разгоняется до номинальной скорости, центробежный выключатель отключается. пусковая обмотка от линии. Затем двигатель продолжает работать. используя только бегущую обмотку. На рисунке 4 показаны соединения. центробежного выключателя в момент запуска двигателя (выключатель замкнут) и когда двигатель достигает своей нормальной скорости вращения (выключатель разомкнут).

Двигатель с расщепленной фазой должен иметь под напряжением как пусковую, так и рабочую обмотки. при запуске мотора. Двигатель напоминает двухфазный асинхронный двигатель. в котором токи этих двух обмоток составляют примерно 90 электрических градусов не в фазе. Однако источник напряжения однофазный; следовательно, двигатель называется двухфазным двигателем, потому что он запускается как двухфазный двигатель от однофазной сети. Как только двигатель разгонится до значения, близкого к его номинальная частота вращения, он работает на ходовой обмотке как однофазный индукционный мотор.

Если контакты центробежного переключателя не замыкаются при остановке двигателя, тогда цепь пусковой обмотки все еще разомкнута. Когда цепь двигателя снова запитана, двигатель не запускается. Двигатель должен иметь как пусковая и рабочая обмотки находятся под напряжением в момент замыкания цепи двигателя для создания необходимого пускового момента. Если мотор не запускается, но просто издает низкий гудящий звук, затем цепь пусковой обмотки размыкается. Либо контакты центробежного переключателя не замкнуты, либо есть обрыв катушек пусковых обмоток.Это небезопасное состояние. Бегущая обмотка потребляет чрезмерный ток и, следовательно, двигатель должен быть отключен от сети.


ил. 22-4 Подключения центробежного переключателя при пуске и работе. Асинхронный двигатель с расщепленной фазой: центробежный переключатель размыкается примерно при На 75% от номинальной скорости пусковая обмотка имеет высокое сопротивление и низкое индуктивное сопротивление. Ходовая обмотка имеет низкое сопротивление и высокое индуктивное сопротивление.(обеспечивает фазовый угол 45-50 градусов для запуска крутящий момент.)

Если механическая нагрузка слишком велика при запуске двигателя с расщепленной фазой, или если напряжение на клеммах двигателя низкое, двигатель может не достичь скорости, необходимой для работы центробежного переключателя.

Пусковая обмотка предназначена для работы от сетевого напряжения в течение всего три или четыре секунды, пока двигатель ускоряется к его номинальной скорости.Важно, чтобы пусковая обмотка была отключена. от линии центробежным выключателем, как только двигатель разгоняется до 75 процентов номинальной скорости. Работа двигателя при его запуске обмотка более 60 секунд может привести к сгоранию изоляции на обмотке. или вызвать перегорание обмотки.

Чтобы изменить направление вращения двигателя, просто поменяйте местами провода пусковая обмотка (5). Это приводит к тому, что направление поля устанавливается обмотками статора на обратное.В результате направление вращения обратное. Направление вращения электродвигателя с расщепленной фазой также можно поменять местами, поменяв местами два провода ходовой обмотки. Как обычно, пусковая обмотка используется для реверса.

Однофазные двигатели часто имеют двойное номинальное напряжение: 115 В и 230 В. вольт. Для получения этих номиналов ходовая обмотка состоит из двух секций. Каждая секция обмотки рассчитана на 115 вольт. Один участок бега обмотка обычно обозначается T и T, а другая часть обозначается T и T. Если двигатель должен работать от 230 В, две обмотки по 115 В. соединены последовательно через линию 230 В.Если двигатель должен быть работает от 115 вольт, затем две 115-вольтовые обмотки подключаются в параллельно линии 115 В.


ил. 5 Изменение направления вращения при двухфазной индукции мотор.

Пусковая обмотка обычно состоит только из одной обмотки на 115 В. В выводы пусковой обмотки обычно имеют маркировку T и T. Если двигатель должен работать от 115 вольт, обе секции ходовой обмотки включены параллельно пусковой обмотке (6).

Для работы от 230 вольт в клемме заменены соединительные перемычки. коробку так, чтобы две 115-вольтовые секции ходовой обмотки были соединены последовательно по линии 230 В (7). Обратите внимание, что 115 вольт пусковая обмотка подключена параллельно одной секции ходовой обмотка. Падение напряжения на этом участке ходовой обмотки равно 115 вольт, и напряжение на пусковой обмотке тоже 115 вольт.


ил.6 Двигатель с двойным напряжением, подключенный на 115 В.


ил. 7 Двигатель с двойным напряжением, подключенный на 230 В.


ил. 8 Обмотка двухвольтного двигателя с двумя пусковая и две ходовые обмотки

Некоторые двухфазные двигатели с двойным напряжением имеют пусковую обмотку с двумя секции, а также двухсекционная ходовая обмотка. Бегущая обмотка секции обозначены T1 и T2 для одной секции и T3 и T4 для другой. раздел.Одна часть пусковой обмотки имеет маркировку Т5 и Т6, а Вторая секция пусковой обмотки имеет маркировку Т7 и Т8.

Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) имеет цветовую кодировку терминальные выводы. Если используются цвета, их следует кодировать следующим образом: Т1 - синий; Т2 - белый; Т3 - оранжевый; Т4 - желтый; Т5 - черный; и Т6 - красный.

ил 7 показывает расположение обмоток для двигателя с двойным напряжением две пусковые обмотки и две ходовые обмотки.Правильные соединения для режима 115 В и для режима 230 В приведены в таблице проиллюстрировано в 8.

У асинхронного двигателя с расщепленной фазой очень хорошее регулирование скорости. Это имеет быстродействие от холостого хода до полной нагрузки, аналогичное этому трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Процент скользит по большинству фракционные двигатели с разделенной фазой в лошадиных силах составляют от 4 до 6 процентов.

Пусковой момент двигателя с расщепленной фазой сравнительно низкий.В низкое сопротивление и высокое индуктивное сопротивление в цепи бегущей обмотки, а также высокое сопротивление и низкое индуктивное реактивное сопротивление в пусковой обмотке цепи приводят к тому, что два значения тока будут значительно меньше 90 электрических градусы друг от друга. Токи пусковой и ходовой обмоток во многих электродвигатели с расщепленной фазой имеют сдвиг по фазе только на 30 электрических градусов с каждым Другой. В результате поле, создаваемое этими токами, не развивается. сильный пусковой момент.

КОНДЕНСАТОР ПУСК, ВПУСКНОЙ ДВИГАТЕЛЬ

Конструкция конденсаторного пускового двигателя почти такая же, как и у двигателя. асинхронного двигателя с расщепленной фазой. Однако для конденсаторного пускового двигателя конденсатор включен последовательно с пусковыми обмотками. Конденсатор обычно устанавливается в металлическом кожухе наверху двигателя. Конденсатор может быть установлен в любом удобном внешнем положении на раме двигателя и, в некоторых случаях может быть установлен внутри корпуса двигателя.Конденсатор обеспечивает более высокий пусковой крутящий момент по сравнению со стандартной расщепленной фазой мотор. Кроме того, конденсатор ограничивает пусковой выброс тока. до более низкого значения, чем у стандартного двигателя с расщепленной фазой.

Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском применяется в холодильных установках, компрессорах, масляные горелки, а также для небольшого машинного оборудования, а также для приложений которые требуют сильного пускового момента.


ил.9 Два соединения ходовой обмотки и одна пусковая обмотка схема подключения.

Принцип работы

Когда конденсаторный пусковой двигатель подключен к более низкому напряжению и запущен, как ходовая, так и пусковая обмотки подключены параллельно через линейное напряжение при замыкании центробежного выключателя. Пусковая обмотка, однако он подключен последовательно с конденсатором. Когда мотор достигает при значении 75 процентов от его номинальной скорости центробежный выключатель размыкает и отключает пусковую обмотку и конденсатор от сети.В тогда двигатель работает как однофазный асинхронный двигатель, используя только работающий обмотка. Конденсатор используется для улучшения пускового момента и не улучшает коэффициент мощности двигателя.

Для создания необходимого пускового момента вращающееся магнитное поле должно настраиваться обмотками статора. Пусковой ток обмотки приведет к рабочий ток обмотки на 90 электрических градусов, если конденсатор, имеющий правильная емкость подключена последовательно с пусковой обмоткой.В результате магнитное поле, создаваемое обмотками статора, почти идентична двухфазному асинхронному двигателю. Пусковой момент для двигателя с конденсаторным пуском, таким образом, намного лучше, чем у стандартного двухфазный двигатель.

Неисправные конденсаторы - частая причина неисправностей в конденсаторах. пусковые, асинхронные двигатели. Возможны следующие отказы конденсаторов:

• конденсатор может замкнуться, о чем свидетельствует более низкий пусковой ток. крутящий момент.

• конденсатор может быть «открыт», в этом случае цепи пусковой обмотки будет открыт, в результате чего двигатель не запустится.

• конденсатор может вызвать короткое замыкание и вызвать срабатывание предохранителя для вторичная цепь двигателя на обрыв. Если номиналы предохранителей достаточно высоки и не прерывают подачу питания на двигатель достаточно скоро, запуск обмотка может перегореть.

• пусковые конденсаторы могут короткое замыкание, если двигатель многократно включается и выключается за короткий промежуток времени.Чтобы предотвратить выход конденсатора из строя, многие производители двигателей рекомендуют запускать двигатель с конденсаторным пуском. не более 20 раз в час. Поэтому этот тип двигателя используется только в тех приложениях, где относительно мало запусков в коротком временной период.


ил. 10 Подключения для конденсаторного пуска, асинхронный двигатель

Скоростные характеристики двигателя с конденсаторным пуском очень хорошие. Увеличение в процентах скольжения от холостого хода до полной нагрузки от 4 процентов до 6 процентов.В этом случае быстродействие такое же, как у стандартного. двухфазный двигатель.

Провода цепи пусковой обмотки поменяны местами на реверс направление вращения конденсаторного пускового двигателя. В результате направление вращения магнитного поля, создаваемого обмотками статора в сердечнике статора меняется на обратное, и вращение ротора меняется на противоположное. (См. Рисунок 9, где показано подключение проводов в обратном направлении.)

ил 10 - схема подключения конденсаторного пускателя. электродвигатель до того, как провода пусковой обмотки поменяны местами для реверсирования направление вращения ротора.Схема на рисунке 11 показывает схемы соединений двигателя после замены выводов пусковой обмотки для изменения направления вращения.

Второй способ изменения направления вращения пускового конденсатора Двигатель должен поменять местами два провода ходовой обмотки. Однако этот метод редко используется.

Конденсаторный пуск, асинхронные двигатели часто имеют двойное напряжение 115 вольт и 230 вольт. Подключения для конденсаторного пускового двигателя такие же, как и для асинхронных двигателей с расщепленной фазой.


ил. 11 Соединения для реверсирования конденсаторного пуска, индукционные запустить мотор.

КОНДЕНСАТОР ПУСК, КОНДЕНСАТОР РАБОТАЮЩИЙ ДВИГАТЕЛЬ

Конденсаторный пуск, конденсаторный двигатель аналогичен конденсаторному пуску, асинхронный двигатель, за исключением того, что пусковая обмотка и конденсатор постоянно подключен к цепи. У этого мотора очень хороший пуск крутящий момент. Коэффициент мощности при номинальной нагрузке составляет почти 100 процентов или единицу. из-за того, что в двигателе постоянно используется конденсатор.

Для этого типа двигателя существует несколько различных конструкций. Один тип конденсаторный пуск, конденсаторный двигатель имеет две обмотки статора, которые разнесены на 90 электрических градусов. Подключается основная или ходовая обмотка непосредственно через номинальное сетевое напряжение. Конденсатор подключен последовательно с пусковой обмоткой и эта последовательная комбинация также связана по номинальному сетевому напряжению. Центробежный выключатель не используется, потому что пусковая обмотка находится под напряжением в течение всего периода работы мотор.

илл. 12 иллюстрирует внутренние соединения для запуска конденсатора, Конденсаторный двигатель запускает с использованием одного значения емкости.


ил. 12 Разъемы для конденсаторного запуска, конденсаторного двигателя.

Чтобы реверсировать вращение этого двигателя, проводные соединения пускового обмотку необходимо поменять местами. Этот тип конденсаторного запуска, конденсаторный запуск двигатель работает бесшумно и используется на масляных горелках, вентиляторах и небольших деревообрабатывающие и металлообрабатывающие станки.

Второй тип конденсаторного запуска, конденсаторный двигатель имеет два конденсатора. 13 - схема внутренних соединений двигателя. В в момент запуска двигателя два конденсатора включаются параллельно. Когда двигатель достигает 75 процентов номинальной скорости, центробежный переключатель отключает конденсатор большей емкости. Затем двигатель работает с меньший конденсатор подключен только последовательно с пусковой обмоткой.


ил.13 Подключения для конденсаторного пуска, конденсаторного двигателя: МАЛЫЙ КОНДЕНСАТОР, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ЗАПУСКА И РАБОТЫ; КОНДЕНСАТОР БОЛЬШОГО РАЗМЕРА ДЛЯ ЗАПУСК.

Этот тип двигателя имеет очень хороший пусковой момент, хорошую регулировку скорости и коэффициент мощности почти 100 процентов при номинальной нагрузке. Заявки на к этому типу двигателей относятся топочные топки, холодильные агрегаты и компрессоры.

Третий тип конденсаторного запуска, конденсаторный двигатель с автотрансформатором. с одним конденсатором.Этот двигатель имеет высокий пусковой момент и высокую рабочую фактор силы. Рис. 14 представляет собой схему внутренних соединений для этот мотор. При запуске двигателя центробежный переключатель подключает обмотку 2 в точку А на отводном автотрансформаторе. Поскольку конденсатор подключенный через максимальное количество витков трансформатора, он получает максимальное напряжение вывод при запуске. Таким образом, конденсатор подключается с номиналом примерно 500 вольт. В результате в обмотке возникает большое значение ведущего тока. 2, и развивается сильный пусковой крутящий момент.

Когда двигатель достигает примерно 75 процентов номинальной скорости, центробежный выключатель отключает пусковую обмотку от точки А и снова подключает эту обмотку к точке B на автотрансформаторе. Применяется меньшее напряжение к конденсатору, но двигатель работает с обеими обмотками под напряжением. Таким образом, конденсатор поддерживает коэффициент мощности, близкий к единице, при номинальной нагрузке.

Пусковой момент этого двигателя очень хороший, а регулировка скорости удовлетворительно.Приложения, требующие этих характеристик, включают большие холодильники и компрессоры.


ил. 14 Подключения для конденсаторного пуска, конденсаторного двигателя с автотрансформатором

НАЦИОНАЛЬНЫЙ КОД ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КОДА

Раздел 430-32 (b) (1) Национального электротехнического кодекса гласит, что любые двигатель мощностью в одну или менее лошадиных сил, который запускается вручную и находится в пределах вид с места стартера, считается защищенным от перегрузка устройством максимального тока, защищающим проводники ответвления схема.Это устройство максимального тока ответвления не должно быть больше указанного. в Статье 430, Часть D (Ответвительная цепь двигателя, короткое замыкание и замыкание на землю). Защита). Исключением является то, что любой такой двигатель можно использовать при напряжении 120 вольт. или менее в ответвленной цепи, защищенной не более 20 ампер.

Считается, что расстояние более 50 футов находится вне поля зрения стартовая локация. Раздел 430-32 (c) распространяется на двигатели мощностью в одну лошадиную силу или меньше, запускаются автоматически, вне поля зрения со стартовой точки или стационарно установлен.

Раздел 430-32 (c) (1) гласит, что любой двигатель мощностью в одну или менее лошадиных сил который запускается автоматически, должен иметь отдельное устройство максимального тока который реагирует на ток двигателя. Этот блок перегрузки должен быть установлен для отключения при не более 125% номинального тока полной нагрузки мотор для моторов с маркировкой на повышение температуры не более 40 градусов Цельсия или с коэффициентом обслуживания не менее 1,15 (1,15 или выше) и не более 115 процентов для всех других типов двигателей.

РЕЗЮМЕ

Однофазный асинхронный двигатель - один из наиболее часто используемых двигателей в жилых и легких коммерческих целях. Каждое приложение подскажет правильный мотор стиль для использования. Все двигатели используют концепцию использования одной фазы или одной фазы. синусоиды, и смещение эффектов токов через катушки на создают движущееся магнитное поле. Расщепленная фаза и конденсаторный пуск двигатель использует пусковой выключатель для отключения пусковых обмоток от линию, когда двигатель наберет скорость.Двухконденсаторные двигатели используют несколько конденсаторов или варианты конденсаторов двух номиналов для создания пусковой и работающей цепи. Все те же правила NEC, которые применяются к трехфазному двигатели по-прежнему применимы к однофазным двигателям. Есть много исключений, которые относятся только к двигателям малой мощности.

ВИКТОРИНА

1. Перечислите основные части асинхронного двигателя с расщепленной фазой.

2. Что произойдет, если контакты центробежного переключателя не смогут повторно замкнуться, когда мотор останавливается?

3.Объясните, как направление вращения асинхронного двигателя с расщепленной фазой обратный.

4. Асинхронный двигатель с расщепленной фазой имеет номинальное значение двойного напряжения 115/230. вольт. Двигатель имеет две ходовые обмотки, каждая из которых рассчитана на 115 вольт и одну пусковую обмотку на 115 вольт. Нарисуйте схематическую диаграмму этого асинхронного двигателя с расщепленной фазой, подключенного для работы от 230 В.

5. Нарисуйте принципиальную схему подключения асинхронного двигателя с расщепленной фазой. в вопросе 4 подключен для работы от 115 вольт.

6. Асинхронный двигатель с расщепленной фазой имеет номинальное значение двойного напряжения 115/230. вольт. Двигатель имеет две ходовые обмотки, каждая из которых рассчитана на 115 вольт. Кроме того, есть две пусковые обмотки, и каждая из этих обмоток рассчитан на 115 вольт. Нарисуйте принципиальную схему подключения этой разделенной фазы. асинхронный двигатель подключен для работы от 230 В.

7. В чем основное отличие асинхронного двигателя с расщепленной фазой от конденсаторного двигателя с индукционным пуском?

8.Если центробежный выключатель не открывается при ускорении двигателя с расщепленной фазой до его номинальной скорости, что будет с пусковой обмоткой?

9. Какое ограничение у конденсаторного пуска асинхронного двигателя?

10. Вставьте правильное слово или фразу для завершения каждого из следующих заявления.

а. Двигатель мощностью не более одной лошадиных сил, который запускается вручную и который находится в пределах видимости от стартовой точки, считается защищенной ______

г.Двигатель мощностью не более одной лошадиной силы, запускаемый вручную, считается в пределах видимости места стартера, если расстояние не превышает _________

г. Конденсатор используется с конденсаторным пуском, используется асинхронный двигатель. только для улучшения ______

г. Конденсаторный пуск, асинхронный двигатель имеет лучший пусковой момент чем _________

1-3-3. Двигатель переменного тока | Корпорация Nidec

Термин «двигатель переменного тока» часто кратко описывают как «двигатель переменного тока».Поэтому в этой книге мы будем следовать этому соглашению.

Двигатели переменного тока

условно подразделяются на коллекторные, синхронные и асинхронные.

Синхронные и асинхронные двигатели представляют собой двигатели переменного тока, скорость вращения которых определяется вращающимся магнитным полем.

Здесь вращающееся магнитное поле относится к явлению, при котором магнитное поле, которое создается при подаче трехфазного, двухфазного или другого многофазного переменного тока к обмотке статора, вращается со скоростью, определяемой частотой кратного -фазный переменный ток (= синхронная скорость).Вращающееся магнитное поле притягивает ротор, заставляя его вращаться. Электродвигатели переменного тока классифицируются по разнице в способе вращения.

Двигатели переменного тока с вращающимся магнитным полем (общий термин для синхронных и асинхронных двигателей) грубо подразделяются на двигатели, которые работают от 100 В переменного тока (питание, подаваемое в дом через двухпроводные линии обслуживания), и двигатели, которые используют мощность 200 В переменного тока (распределяется между фабрики и др. по трехпроводным линиям).

Первый называется однофазным двигателем, а второй - трехфазным.

В последнее время трехфазные двигатели все чаще приводятся в действие схемой силового инвертора, использующей полупроводниковое устройство, называемое инвертором. Задача этой конфигурации драйвера состоит в том, чтобы управлять двигателем с частотой вращения и крутящим моментом, предназначенными для данного приложения, путем управления напряжением и частотой с помощью инвертора.

[3] - (1) Коммутаторный двигатель

Коллекторный двигатель - это общее описание двигателей, в которых используется коллекторный ротор, как показано на рис. 1.12.Тип, который в настоящее время все еще используется в большом количестве, - это так называемый универсальный двигатель (также называемый двигателем серии переменного тока или электродвигателем с последовательной обмоткой переменного тока).

Основное применение этого мотора - пылесосы, электроинструменты и соковыжималки. Другими словами, он используется в областях, где требуется, чтобы двигатель вращался с высокой скоростью за счет использования однофазного источника питания переменного тока.

Слово «универсальный» здесь означает, что двигатель вращается от источника переменного или постоянного тока (то есть от двигателя переменного / постоянного тока).

В принципе, он имеет ту же конструкцию, что и двигатели серии постоянного тока, но при использовании переменного тока необходимо учитывать следующие моменты:

Наклонный тип / тип с прямой канавкой
Рис. 1.12 Ротор коммутатора
Он имеет обмотку и коммутатор, сконфигурированный с несколькими медными пластинами
.

<1> В случае постоянного тока поток статора постоянный, но в случае переменного тока он изменяется. Следовательно, необходимо уменьшить любой вихревой ток, генерируемый изменяющимся потоком, с помощью изолированного сердечника.

<2> Падение напряжения было вызвано только сопротивлением в случае постоянного тока, но с переменным током, помимо падений напряжения, вызванных сопротивлением, выходная мощность также снижается из-за ухудшенного коэффициента мощности из-за фазового сдвига в результате электромагнитной индукции .

[3] - (2) Синхронный двигатель

Под синхронным двигателем понимаются двигатели, скорость вращения которых равна синхронной скорости. К ним относятся следующие три типа:

[3] - (2) -

<1> Реактивный двигатель

В реактивном двигателе используется статор с распределенной обмоткой (рис.1.13 слева) и явнополюсный ротор с короткозамкнутым ротором (рис. 1.14 справа).

Вначале он вращается как асинхронный двигатель, а затем вращается синхронно с частотой источника питания во время работы. Скорость его вращения различается в диапазоне от 50 Гц до 60 Гц. Этот двигатель обладает сравнительно большим пусковым моментом. Его еще называют реактивным двигателем.

Рис. 1.13 Статор распределенной обмотки (слева) и статор с шестикатушкой сосредоточенной обмотки
(справа) Инжир.1.14 (Слева) Ротор с короткозамкнутым ротором (для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором)
(Справа) Ротор с короткозамкнутым ротором (для реактивного двигателя)
В качестве проводников используются медь, латунь и алюминий.

[3] - (2) -

<2> Гистерезисный двигатель Рис. 1.15 Ротор из полутвердой стали
Сталь со слабым постоянным магнитом,
не вызывает намагничивания

В гистерезисном двигателе используется статор с распределенной обмоткой (рис.1.13 Слева) и ротор из полутвердой стали (рис. 1.15).

Поскольку этот двигатель вращается с использованием гистерезисных характеристик, он имеет небольшие неравномерности вращения или вибрации. Кроме того, поскольку нет разницы между пусковым и остановочным моментами, в идеале он должен работать в условиях постоянной нагрузки. Этот мотор могут выпускать только производители, у которых есть специальное кольцо гистерезиса.

[3] - (2) -

<3> Двигатель индукционного типа

Принцип работы синхронных двигателей индукторного типа заключается в синхронизации движения ротора с частотой тока, подаваемого на обмотку статора (электромагнита), и преобразование входной мощности во вращательное движение посредством многократного притяжения и отталкивания.

Другими словами, скорость вращения ротора будет обратной целому числу скорости вращения (синхронной скорости), однозначно определяемой частотой тока. Двигатели можно разделить на два типа в зависимости от конструкции ротора.

  • ・ Электродвигатели с кулачковыми полюсами
  • ・ Гибридные шаговые двигатели (медленно-синхронные двигатели).

Электродвигатели с кулачковыми полюсами различной номинальной скорости доступны за счет комбинации конструкции двигателя и головки редуктора.

Электродвигатели с кулачковыми полюсами используются в различных приложениях, включая игровые автоматы (автоматы для игры в пинбол), копировальные машины, драйверы камер видеонаблюдения, записывающие счетчики, автоматические шторы и устройства открытия / закрытия клапанов. Гибридные шаговые двигатели в основном используются в производственном оборудовании.

[3] - (3) Асинхронный двигатель

Обычно его называют асинхронным двигателем, но иногда его называют асинхронным двигателем.

Это общее название двигателей, скорость вращения которых немного ниже синхронной скорости.Существуют следующие три типа. В любом случае используется статор с распределенной обмоткой (рис. 1.13 слева).

[3] - (3) -

<1> Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором Рис. 1.16 Когда железо растворяется в азотной кислоте, остается только алюминиевая клетка.
Слева находится ротор асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором типа
, а справа - ротор реактивного двигателя
.

Беличий ротор (рис.1.14 слева) используется для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

К этому типу относятся силовые двигатели общего назначения для промышленного использования. Когда ротор с короткозамкнутым ротором погружают в азотную кислоту для растворения содержания железа, остается только алюминиевая «клетка», как показано на рис. 1.16. Можно аккуратно отрегулировать характеристическую кривую, отрегулировав форму и материал клеточного проводника ротора.

[3] - (3) -

<2> Вихретоковый двигатель Инжир.1.17 Ротор из мягкой стали
Основным материалом является цилиндрическая масса из железа.
Для вихретоковых двигателей

Ротор из мягкой стали (рис. 1.17) используется для роторов вихретоковых двигателей. Он создает большой крутящий момент в начале работы, который падает с увеличением скорости.

[3] - (3) -

<3> Асинхронный двигатель с фазным ротором Рис. 1.18 Обмотка ротора
Он оснащен тремя контактными кольцами для возбуждения ротора
с помощью щетки.

Роторы с обмотками (рис. 1.18) используются в асинхронных двигателях с фазным ротором. Характеристики двигателя можно изменить с помощью переменного резистора, подключенного через контактные кольца. Этот ротор специально используется в больших двигателях.

[3] - (3) -

<4> Однофазный асинхронный двигатель

Мы описали многофазные (трехфазные) асинхронные двигатели в пунктах с <1> по <3> выше.

В нашей повседневной жизни источником питания, с которым большинство людей знакомо, является однофазный источник питания переменного тока.Поэтому удобны практические двигатели, работающие от однофазного переменного тока. Однофазный асинхронный двигатель соответствует этому требованию. Небольшие двигатели этого типа с диапазоном мощности от нескольких ватт до нескольких сотен ватт широко используются в быту, небольших промышленных и сельскохозяйственных приложениях. Конденсаторные двигатели и однофазные асинхронные двигатели с экранированными полюсами являются типичными однофазными асинхронными двигателями.

[3] - (3) -

<4> -a) Конденсаторный двигатель Инжир.1.19 Соотношение фаз конденсаторного двигателя
Рис. 1.20 Конденсаторный двигатель промышленного назначения

Как показано на рис. 1.19, конденсаторные двигатели конфигурируются путем включения конденсатора в фазу A, так что VA становится ведущей фазой для VM.

Конденсаторные двигатели подразделяются на двигатели с конденсаторным пуском, в которых конденсатор C вставляется только при запуске, двигатели с конденсаторным приводом, в которых постоянный конденсатор C остается вставленным с момента запуска и далее, и двигатели с двоичными конденсаторами, которые уменьшают емкость путем переключения конденсатора, когда двигатель переходит в устойчивый рабочий режим.

Помимо того, что конденсаторный двигатель предпочтительно используется в бытовых приборах со сравнительно меньшими пусковыми моментами, в промышленности, конденсаторный двигатель используется в небольших приводах ленточных конвейеров и машинах FA (автоматизация производства) из-за простоты использования и высокой экономической эффективности.

[3] - (3) -

<4> -b) Однофазный асинхронный двигатель с расщепленными полюсами

Однофазный асинхронный двигатель с экранированными полюсами представляет собой асинхронный двигатель с короткозамкнутой вспомогательной обмоткой, расположенной в положении, смещенном от основной обмотки на электрический угол менее 90 °.

Вспомогательная обмотка индуцирует напряжение, используя эффект трансформатора основной обмотки для подачи тока короткого замыкания, и создает вращающееся магнитное поле, используя магнитодвижущую силу вспомогательной и основной обмоток.

Будучи менее эффективным из-за потерь, возникающих в затемненной катушке, этот двигатель используется в вентиляторах и других устройствах малой мощности из-за своей простой конструкции.

Типы асинхронных двигателей - работа, преимущества и их применение

Мы знаем, что основная функция двигателя - преобразовывать энергию из одной формы в другую, например, из электрической в ​​механическую.Классификация двигателей может быть сделана на основе типа источника питания, например, двигателей переменного и постоянного тока. Под этими двигателями переменного и постоянного тока есть различные типы двигателей, такие как асинхронный двигатель, реактивный двигатель, шунтирующий двигатель постоянного тока, PMDC, шаговый, синхронный и т. Д. В этой статье обсуждается обзор различных типов асинхронных двигателей и их работы. Этот двигатель является наиболее часто используемым двигателем переменного тока, который также называют асинхронным двигателем, потому что этот двигатель работает на меньшей скорости по сравнению с синхронной скоростью.Здесь синхронная скорость - это не что иное, как скорость вращающегося магнитного поля внутри статора.


Что такое асинхронный двигатель?

Двигатель только с амортизирующими обмотками называется асинхронным двигателем. Асинхронный двигатель в большинстве случаев является самой скромной электрической машиной с точки зрения конструкции. Асинхронный двигатель работает по принципу индукции, когда электромагнитное поле индуцируется в роторе, когда вращающееся магнитное поле статора разрезает неподвижный ротор.Индукционные машины на сегодняшний день являются наиболее распространенным типом двигателей, используемых в промышленных, коммерческих или жилых помещениях. Это трехфазный двигатель переменного тока. Его характерные особенности:

Асинхронный двигатель
  • Простая и прочная конструкция
  • Низкая стоимость и минимальное обслуживание
  • Высокая надежность и достаточно высокий уровень квалификации
  • Не требует дополнительного пускового двигателя и необходимости синхронизировать

Какие основные детали асинхронного двигателя?

Асинхронный двигатель в основном состоит из двух частей: статора и ротора.

Статор

Статор состоит из различных штамповок с пазами для размещения трехфазных обмоток. Он намотан на определенное количество полюсов. Обмотки разделены геометрически на 120 градусов. В асинхронных двигателях используются два типа роторов: ротор с короткозамкнутым ротором и ротор с обмоткой. Для работы машины не требуется постоянного тока возбуждения. Напряжение ротора индуцируется в обмотках ротора, а не физически связано проводами.

Ротор

Ротор - это вращающаяся часть электромагнитной цепи.Самый распространенный тип ротора - это ротор с короткозамкнутым ротором. Ротор состоит из многослойного цилиндрического сердечника с параллельно расположенными в осевом направлении прорезями для проводов. Каждый слот имеет стержень из меди, алюминия или сплава. Ротор трехфазных асинхронных двигателей также часто используется как якорь. Целью этого названия является форма якоря роторов, используемых в довольно ранних электрических устройствах. В электрическом оборудовании обмотка якоря индуцируется магнитным полем, хотя в трехфазных асинхронных двигателях эту роль играет ротор.

Асинхронный двигатель имеет такой же физический статор, что и синхронная машина с чередованием ротора. Асинхронный двигатель может работать как двигатели или как генератор. С другой стороны, они в основном используются как асинхронные двигатели.

Принцип работы

Принцип работы асинхронного двигателя заключается в том, что переменный ток в роторе двигателя требуется для создания крутящего момента, который достигается за счет электромагнитной индукции, возникающей в результате вращающегося магнитного поля обмотки статора.

Типы асинхронных двигателей

Асинхронные двигатели подразделяются на два типа, а именно: однофазные асинхронные двигатели и трехфазные асинхронные двигатели. Как следует из их названия, однофазный асинхронный двигатель подключается к однофазному источнику переменного тока, тогда как трехфазный асинхронный двигатель может быть подключен к трехфазному источнику переменного тока. Опять же, эти типы асинхронных двигателей подразделяются на несколько подкатегорий. Однофазные подразделяются на четыре типа, тогда как трехфазные подразделяются на два типа.

Типы асинхронных двигателей

Однофазный асинхронный двигатель

Однофазный асинхронный двигатель не запускается автоматически. Когда двигатель подключен к однофазному источнику питания, основная обмотка проходит переменный ток. Логично, что наименее дорогостоящий механизм сортировки с минимальным обслуживанием должен использоваться наиболее регулярно. Они бывают разных типов в зависимости от способа запуска, поскольку они не запускаются автоматически. Это двигатели с расщепленной фазой, с экранированными полюсами и конденсаторные двигатели.Опять же, конденсаторные двигатели - это конденсаторные двигатели, конденсаторные двигатели и двигатели с постоянными конденсаторами. Двигатель с постоянным конденсатором показан ниже.

В этих типах двигателей пусковая обмотка может иметь последовательный конденсатор и / или центробежный переключатель. При подаче напряжения питания ток в основной обмотке отстает от напряжения питания из-за полного сопротивления основной обмотки. А ток в пусковой обмотке опережает / отстает от напряжения питания в зависимости от импеданса пускового механизма.

Угол между двумя обмотками достаточен для разности фаз, чтобы обеспечить вращающееся магнитное поле для создания пускового момента.Когда двигатель достигает от 70% до 80% синхронной скорости, центробежный переключатель на валу двигателя размыкается и отключает пусковую обмотку.

Типы однофазных асинхронных двигателей

Однофазные асинхронные двигатели подразделяются на четыре типа асинхронных двигателей, такие как двухфазные, конденсаторные, конденсаторные и конденсаторные, а также асинхронные двигатели с экранированными полюсами.

Асинхронный двигатель с расщепленной фазой

Альтернативное название асинхронного двигателя с расщепленной фазой - двигатель с резистивным пуском.Этот тип двигателя включает в себя статор и ротор с одной клеткой, где статор включает в себя две обмотки, называемые пусковой обмоткой, а также главную обмотку. Эти две обмотки перемещены в пространстве на 90 градусов. Пусковая обмотка имеет меньшее индуктивное реактивное сопротивление и высокое сопротивление, тогда как основная обмотка имеет чрезвычайно меньшее сопротивление, а также высокое индуктивное реактивное сопротивление.

Этот тип двигателя дешевле и подходит для нагрузок, которые запускаются очень легко, когда частота запуска может быть ограничена.Этот двигатель не подходит для приводов, которым требуется более 1 кВт из-за меньшего пускового момента. Применение асинхронного двигателя с расщепленной фазой в основном включает в себя стиральную машину, полировальные машины, вентиляторы переменного тока, смеситель-измельчитель, воздуходувки, центробежные насосы, сверлильный и токарный станок.

Асинхронный двигатель с конденсаторным запуском

Асинхронный двигатель с конденсаторным запуском - это однофазный двигатель, который включает в себя статор, а также ротор с одной клеткой. Статор этого двигателя в основном состоит из двух обмоток, а именно основной обмотки и вспомогательной обмотки.Альтернативное название вспомогательной обмотки - пусковая обмотка. В конструкции двигателя эти две обмотки можно расположить отдельно в пространстве под углом 90 градусов.

  • Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском используется там, где необходимы частые пуски, например, с более высокой инерционной нагрузкой.
  • Этот тип двигателя используется для привода компрессоров, насосов, станков и конвейеров.
  • Используется в компрессорах переменного тока и холодильниках.
Индукционный двигатель с конденсаторным запуском и запуском от конденсатора

Принцип работы асинхронного двигателя с конденсаторным запуском такой же, как и у асинхронного двигателя с конденсаторным запуском.Мы знаем, что однофазный асинхронный двигатель не запускается автоматически, поскольку генерируемое магнитное поле не вращается. Таким образом, для создания вращающегося магнитного поля асинхронным двигателям требуется разность фаз. В асинхронном двигателе с расщепленной фазой должно быть сопротивление, чтобы создать разность фаз, однако в этих двигателях; конденсатор будет иметь разность фаз.

Это правда, что ток, протекающий через конденсатор, направляет напряжение. В двигателе конденсаторного пускового и конденсаторного пускового конденсаторного типа имеется две обмотки, такие как основная и пусковая.
В пусковой обмотке внутри конденсатора имеется перемычка, поэтому ток, протекающий внутри конденсатора, направляет приложенное напряжение под некоторым углом. Эти два двигателя имеют высокий пусковой крутящий момент, поэтому они в основном используются в шлифовальных машинах, конвейерах, компрессорах, кондиционерах и т. Д.

Асинхронный двигатель с экранированными полюсами

быть заштрихованным через медное кольцо, которое также называется заштрихованным кольцом.Основная функция этого кольца в двигателе - это вторичная обмотка.

Этот тип двигателя вращается просто определенным образом, и обратное движение двигателя невозможно. В этом двигателе потери мощности чрезвычайно высоки, коэффициент мощности меньше, а индуцированный пусковой крутящий момент также может быть чрезвычайно низким. КПД этого двигателя низок из-за его небольших размеров и малой мощности. Применение асинхронного двигателя с экранированными полюсами включает в себя небольшие устройства, такие как вентиляторы, реле из-за легкого запуска и низкой стоимости.

Этот двигатель используется в фенах, вытяжных вентиляторах, настольных вентиляторах, кондиционерах, охлаждающих вентиляторах, холодильных устройствах, проигрывателях, проекторах, магнитофонах, копировальных машинах. Эти двигатели также используются для запуска электронных часов, а также однофазных синхронных двигателей.

Приложения

Однофазный асинхронный двигатель применяет : он используется в приложениях с низким энергопотреблением и широко используется как в бытовых, так и в промышленных приложениях.И некоторые из них упомянуты ниже

  • Насосы
  • Компрессоры
  • Маленькие вентиляторы
  • Смесители
  • Игрушки
  • Высокоскоростные пылесосы
  • Электробритвы
  • Сверлильные станки

Трехфазный индукционный двигатель

Эти двигатели самозапускаются и не используют конденсатор, пусковую обмотку, центробежный выключатель или другое пусковое устройство. Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока широко используются в промышленных и коммерческих целях.Они бывают двух типов: двигатели с короткозамкнутым ротором и с контактным кольцом. Двигатели с короткозамкнутым ротором широко используются из-за их прочной конструкции и простой конструкции. Двигателям с контактным кольцом требуются внешние резисторы для обеспечения высокого пускового момента.

Асинхронные двигатели используются в промышленных и бытовых приборах, потому что они имеют прочную конструкцию, не требующую особого обслуживания, что они сравнительно дешевы и требуют питания только на статоре.

Типы трехфазных асинхронных двигателей

Трехфазные асинхронные двигатели включают в себя два основных компонента, а именно статор и ротор.В этом двигателе неподвижной частью является статор, а вращающейся частью - ротор. В этом двигателе нагрузка подключена к валу. Трехфазная обмотка якоря может быть намотана на статор. После сбалансированного трехфазного тока, подаваемого по всей обмотке, в воздушном зазоре может быть сформировано вращающееся магнитное поле со стабильной амплитудой.

Эта обмотка якоря может быть подключена к трехфазному источнику питания и пропускает ток нагрузки. Этот тип двигателя делится на два типа в зависимости от его конструкции, например, ротор с короткозамкнутым ротором и ротор с обмоткой

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Конструкция асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором чрезвычайно проста.В этом двигателе ротор включает в себя цилиндрический сердечник, который может быть ламинирован, и имеет несколько прорезей на внешней периферии. Эти слоты несопоставимы и закручены на несколько углов.

Эти прорези помогают остановить магнитную блокировку между зубьями статора и ротора, чтобы можно было добиться плавной работы и уменьшить гудение. Эти двигатели включают роторы стержней вместо обмотки ротора, где стержни изготовлены из латуни, алюминия или меди.

В этом типе двигателя обмотка ротора включает алюминиевый стержень, в противном случае неизолированный медный, закрепленный в полузамкнутых пазах ротора. На обоих концах этого двигателя эти проводники замкнуты накоротко через торцевое кольцо из аналогичного материала. В результате этот тип ротора похож на короткозамкнутый ротор, поэтому он известен как асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Асинхронный двигатель с фазным ротором или контактным кольцом

Асинхронный двигатель с фазным ротором также называется двигателем с фазным ротором.В этом двигателе ротор включает пластинчатый цилиндрический сердечник. Как и у беличьей клетки, на внешней периферии есть несколько прорезей. Обмотка ротора размещена внутри пазов.

В намотанном роторе изолированные обмотки намотаны сверху ротора, как и на статоре. Обмотка этого ротора может быть распределена равномерно и обычно подключена в модели STAR. Три клеммы этого звездообразного соединения можно вынуть через контактное кольцо. Это причина называть этот двигатель асинхронным двигателем с контактным кольцом.

Почему трехфазный асинхронный двигатель самозапускается?

В трехфазном двигателе есть 3 однофазные линии через разность фаз на 120 °. Таким образом, вращающееся магнитное поле включает в себя аналогичную разность фаз, поэтому эта разность фаз будет вращать ротор.

Например, если мы рассматриваем a, b и c как три фазы, когда фаза «a» намагничивается, то ротор смещается в сторону фазы «a». В следующей второй фазе «b» намагнитится, поэтому он намагнитит ротор, а после этой фазы «c».Таким образом, ротор будет вращаться непрерывно.

Почему однофазный асинхронный двигатель не запускается автоматически?

Если однофазный асинхронный двигатель питается однофазным током, он генерирует пульсирующее, а не вращающееся магнитное поле. Подача тока по проводнику создает магнитный поток, который можно разделить на две составляющие, причем каждая составляющая будет вращаться в обратном направлении с одинаковой скоростью.

Таким образом, чистый поток станет нулевым; ток, который индуцируется в проводниках ротора, станет нулевым, а крутящий момент будет нулевым.В результате однофазный асинхронный двигатель не запускается самостоятельно.
Чтобы преодолеть эту проблему и сделать этот двигатель самозапускаемым, этот двигатель можно временно преобразовать в двухфазный двигатель во время запуска. По этой причине статор однофазного двигателя предлагается в виде дополнительной обмотки к основной обмотке, такой как пусковая обмотка. Итак, эти обмотки расположены поперек однофазного источника питания.

Обмотка

может быть расположена так, чтобы разность фаз между токами в двух обмотках статора была чрезвычайно большой.Таким образом, этот двигатель работает как двухфазный двигатель. Два тока создают вращающийся поток, который заставляет однофазный двигатель самозапускаться.

Преимущества

Конструкция двигателя и способ подачи электроэнергии дают асинхронному двигателю ряд преимуществ, показанных на рисунке ниже. И давайте посмотрим на них вкратце.

Преимущества асинхронного двигателя

Низкая стоимость: Асинхронные машины очень дешевы по сравнению с синхронными двигателями и двигателями постоянного тока. Это связано с скромной конструкцией асинхронного двигателя.Поэтому эти двигатели в подавляющем большинстве предпочтительны для приложений с фиксированной скоростью в промышленных приложениях, а также для коммерческих и бытовых приложений, где можно легко подключить питание от сети переменного тока.

Низкие затраты на техническое обслуживание: Асинхронные двигатели - это двигатели, не требующие обслуживания, в отличие от двигателей постоянного тока и синхронных двигателей. Конструкция асинхронного двигателя очень проста и, следовательно, проста в обслуживании, что приводит к низким затратам на техническое обслуживание.

Простота эксплуатации: Работа асинхронного двигателя очень проста, потому что нет электрического соединителя с ротором, который обеспечивает питание и ток, индуцируемые движением трансформатора, выполняемым на роторе из-за низкого сопротивления ротора. вращающиеся катушки.Асинхронные двигатели - это двигатели с самозапуском. Это может привести к сокращению усилий, необходимых для обслуживания.

Изменение скорости: Изменение скорости асинхронного двигателя почти постоянно. Скорость обычно изменяется всего на несколько процентов при переходе от холостого хода к номинальной нагрузке.

Высокий пусковой момент: Пусковой момент асинхронного двигателя очень высок, что делает двигатель полезным для операций, в которых нагрузка прикладывается до запуска двигателя.Трехфазные асинхронные двигатели будут иметь самозапускающийся момент, в отличие от синхронных двигателей. Однако однофазные асинхронные двигатели не имеют момента самозапуска и вращаются с помощью некоторых вспомогательных устройств.

Долговечность: Еще одним важным преимуществом асинхронного двигателя является его долговечность. Это делает ее идеальной машиной для многих применений. В результате двигатель работает в течение многих лет без затрат и обслуживания.

Все эти преимущества позволяют использовать асинхронный двигатель во многих приложениях, таких как промышленное, бытовое и во многих приложениях.

Недостатки

К недостаткам асинхронного двигателя относятся следующие.

  • При небольшой нагрузке коэффициент мощности чрезвычайно низкий, и он потребляет большой ток. Таким образом, потери в меди могут быть высокими, что снижает эффективность при небольшой нагрузке.
  • Начальный крутящий момент асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором не низкий.
  • Это двигатель с постоянной скоростью, и этот двигатель не применим там, где требуется неравномерная скорость.
  • Управление скоростью двигателя непросто.
  • Этот двигатель имеет высокий пусковой пусковой ток, который вызовет снижение напряжения в начале времени.

Приложения

Типы асинхронных двигателей применяются следующим образом.

  • Подъемники
  • Краны
  • Подъемники
  • Вытяжные вентиляторы большой мощности
  • Приводные токарные станки
  • Дробилки
  • Маслоэкстракционные мельницы
  • Текстиль и т.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *