Схема однофазного асинхронного двигателя: Однофазный асинхронный двигатель: 6 схем работы

Содержание

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором схема включения 220в

Новые статьи

Подключение однофазного асинхронного двигателя и принцип его работы

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

Однофазный асинхронный двигатель: принцип работы

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

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

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

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

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

Подключение однофазного асинхронного двигателя

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

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

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

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

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

Однофазный двигатель с расщепленной фазой и экранированными полюсами

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

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

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

Используется в конструкции тепловентиляторов и вентиляторов.

Однофазный двигатель с ассиметричным магнитопроводом статора

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

Рис. №3. Чертеж асимметричного статора асинхронной машины.

Недостатки этих машин.

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

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

Еще материалы по теме:

Самостоятельное проектирование и изготовление вертикального ветряка на основе асинхронного двигателя Экономитель воды – аэратор: примеры использования и принцип работы Вольтметр. Устройство, принцип работы, виды и характеристики Все условия параллельной работы трансформаторов

Однофазный асинхронный двигатель, схема подключения и запуска

Работа асинхронных электрических двигателей основывается на создании вращающегося магнитного поля, приводящего в движение вал. Ключевым моментом является пространственное и временное смещение обмоток статора по отношению друг к другу. В однофазных асинхронных электродвигателях для создания необходимого сдвига по фазе используется последовательное включение в цепь фазозамещающего элемента, такого как, например, конденсатор.

Отличие от трехфазных двигателей

Использование асинхронных электродвигателей в чистом виде при стандартном подключении возможно только в трехфазных сетях с напряжением в 380 вольт, которые используются, как правило, в промышленности, производственных цехах и других помещениях с мощным оборудованием и большим энергопотреблением. В конструкции таких машин питающие фазы создают на каждой обмотке магнитные поля со смещением по времени и расположению (120˚ относительно друг друга), в результате чего возникает результирующее магнитное поле. Его вращение приводит в движение ротор.

Однако нередко возникает необходимость подключения асинхронного двигателя в однофазную бытовую сеть с напряжением в 220 вольт (например в стиральных машинах). Если для подключения асинхронного двигателя будет использована не трехфазная сеть, а бытовая однофазная (то есть запитать через одну обмотку), он не заработает. Причиной тому переменный синусоидальный ток, протекающий через цепь. Он создает на обмотке пульсирующее поле, которое никак не может вращаться и, соответственно, двигать ротор. Для того, чтобы включить однофазный асинхронный двигатель необходимо:

  1. добавить на статор еще одну обмотку, расположив ее под 90˚ углом от той, к которой подключена фаза.
  2. для фазового смещения включить в цепь дополнительной обмотки фазосдвигающий элемент, которым чаще всего служит конденсатор.

Редко для сдвига по фазе создается бифилярная катушка. Для этого несколько витков пусковой обмотки мотаются в обратную сторону. Это лишь один из вариантов бифиляров, которые имеют несколько другую сферу применения, поэтому, чтобы изучить их принцип действия, следует обратиться к отдельной статье.

После подключения двух обмоток такой двигатель с конструкционной точки зрения является двухфазным, однако его принято называть однофазным из-за того что в качестве рабочей выступает лишь одна из них.

Схема подключения коллекторного электродвигателя в 220В

Схема подключения однофазного асинхронного двигателя (схема звезда)

Как это работает

Пуск двигателя с двумя расположенными подобным образом обмотками приведет к созданию токов на короткозамкнутом роторе и кругового магнитного поля в пространстве двигателя. В результате их взаимодействия между собой ротор приводится в движение. Контроль показателей пускового тока в таких двигателях осуществляется частотным преобразователем.

Несмотря на то, что функцию фаз определяет схема присоединения двигателя к сети, дополнительную обмотку нередко называют пусковой. Это обусловлено особенностью, на которой основывается действие однофазных асинхронных машин – крутящийся вал, имеющий вращающее магнитное поле, находясь во взаимодействии с пульсирующим магнитным полем может работать от одной рабочей фазы. Проще говоря, при некоторых условиях, не подсоединяя вторую фазу через конденсатор, мы могли бы запустить двигатель, раскрутив ротор вручную и поместив в статор. В реальных условиях для этого необходимо запустить двигатель с помощью пусковой обмотки (для смещения по фазе), а потом разорвать цепь, идущую через конденсатор. Несмотря на то, что поле на рабочей фазе пульсирующее, оно движется относительно ротора и, следовательно, наводит электродвижущую силу, свой магнитный поток и силу тока.

Основные схемы подключения

В качестве фазозамещающего элемента для подключения однофазного асинхронного двигателя можно использовать разные электромеханические элементы (катушка индуктивности, активный резистор и др.), однако конденсатор обеспечивает наилучший пусковой эффект, благодаря чему и применяется для этого чаще всего.

однофазный асинхронный двигатель и конденсатор

Различают три основные способа запуска однофазного асинхронного двигателя через:

  • рабочий;
  • пусковой;
  • рабочий и пусковой конденсатор.

В большинстве случаев применяется схема с пусковым конденсатором. Это связано с тем, что она используется как пускатель и работает только во время включения двигателя. Дальнейшее вращение ротора обеспечивается за счет пульсирующего магнитного поля рабочей фазы, как уже было описано в предыдущем абзаце. Для замыкания цепи пусковой цепи зачастую используют реле или кнопку.

Поскольку обмотка пусковой фазы используется кратковременно, она не рассчитана на большие нагрузки, и изготавливается из более тонкой проволоки. Для предотвращения выхода её из строя в конструкцию двигателей включают термореле (размыкает цепь после нагрева до установленной температуры) или центробежный выключатель (отключает пусковую обмотку после разгона вала двигателя).

Таким путем достигаются отличные пусковые характеристики. Однако данная схема обладает одним существенным недостатком – магнитное поле внутри двигателя, подключенного к однофазной сети, имеет не круговую, а эллиптическую форму. Это увеличивает потери при преобразовании электрической энергии в механическую и, как следствие, снижает КПД.

Схема с рабочим конденсатором не предусматривает отключение дополнительной обмотки после запуска и разгона двигателя. В данном случае конденсатор позволяет компенсировать потери энергии, что приводит к закономерному увеличению КПД. Однако в пользу эффективности проходится жертвовать пусковыми характеристиками.

Для работы схемы необходимо подбирать элемент с определенной ёмкостью, рассчитанной с учетом тока нагрузки. Неподходящий по емкости конденсатор приведет к тому, что вращающееся магнитное поле будет принимать эллиптическую форму.

Своеобразной «золотой серединой» является схема подключения с использованием обоих конденсаторов – и пускового, и рабочего. При подключении двигателя таким способом его пусковые и рабочие характеристики принимают средние значения относительно описанных выше схем.

На практике для приборов, требующих создания сильного пускового момента используется первая схема с соответствующим конденсатором, а в обратной ситуации – вторая, с рабочим.

Другие способы

При рассмотрении методов подключения однофазных асинхронных двигателей нельзя обойти внимание два способа, конструктивно отличающихся от схем для подключения через конденсатор.

С экранированными полюсами и расщепленной фазой

В конструкции такого двигателя используется короткозамкнутая дополнительная обмотка, а на статоре присутствуют два полюса. Аксиальный паз делит каждый из них на две несимметричные половины, на меньшей из которых располагается короткозамкнутый виток.

После включения двигателя в электрическую сеть пульсирующий магнитный поток разделяется на 2 части. Одна из них движется через экранированную часть полюса. В результате получается два разнонаправленных потока с отличной от основного поля скоростью вращения. Благодаря индуктивности появляется электродвижущая сила и сдвиг магнитных потоков по фазе и времени.

Витки короткозамкнутой обмотки приводят к существенным потерям энергии, что и является главным недостатком схемы, однако она относительно часто используется в климатических и нагревательных приборах с вентилятором.

С асимметричным магнитопроводом статора

Особенностью двигателей с данной конструкцией заключается в несимметричной форме сердечника, из-за чего появляются явно выраженные полюса. Для работы схемы необходим короткозамкнутый ротор и обмотка в виде беличьей клетки. Характерным отличием этой конструкции является отсутствие необходимости в фазовом смещении. Улучшенный пуск двигателя осуществляется благодаря оснащению его магнитными шунтами.

Среди недостатков этих моделей асинхронных электродвигателей выделяют низкий КПД, слабый пусковой момент, отсутствие реверса и сложность обслуживания магнитных шунтов. Но, несмотря на это, они имеют широкое применение в производстве бытовой техники.

Подбор конденсатора

Перед тем как подключить однофазный электродвигатель, необходимо произвести расчет необходимой ёмкости конденсатора. Это можно сделать самостоятельно или воспользоваться онлайн-калькуляторами. Как правило, для рабочего конденсатора на 1 кВт мощности должно приходиться примерно 0,7-0,8 мкФ емкости, и около 1,7-2 мкФ – для пускового. Стоит отметить, что напряжение последнего должно составлять не менее 400 В. Эта необходимость обусловлена возникновением 300-600 вольтного всплеска напряжения при старте и останове двигателя.

Керамический и электролитический конденсатор

Ввиду своих функциональных особенностей однофазные электродвигатели находят широкое применение в бытовой технике: пылесосах, холодильниках, газонокосилках и других приборов, для работы которых достаточно частоты вращения двигателя до 3000 об/мин. Большей скорости, при подключении к стандартной сети с частотой тока в 50 Гц, невозможно. Для развития большей скорости используют коллекторные однофазные двигатели.

Однофазный асинхронный двигатель: 6 схем работы


Изготовление самодельных станков и механизмов требует наличия источника крутящего момента, способного развивать высокую механическую мощность на валу привода при питании от сети 220 вольт.

Для этих целей подходит электродвигатель от бетономешалки, стиральной машины, другого оборудования или просто приобретенный в продаже.

В статье я рассказываю все про однофазный асинхронный двигатель, схема подключения которого зависит от внутренней конструкции и может быть выполнена с пусковой обмоткой или конденсаторным запуском.

  • Что надо учитывать в конструкции статорных обмоток и как их подготовить
  • Как отличить конструкцию однофазного асинхронного электродвигателя и определить его тип по статистической таблице
  • Схема подключения асинхронного двигателя с пусковой обмоткой: последовательность сборки
  • Схема подключения асинхронного двигателя с конденсаторным запуском: 3 технологии
  • Как поменять направление вращения однофазного асинхронного двигателя: 2 схемы
  • С чего обязательно следует начинать подключение двигателя: 2 важных момента, проверенные временем

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

    На собственном и чужом опыте могу заверить, что проще раскрутить несколько гаек, осмотреть внутреннюю конструкцию, выявить дефекты на начальном этапе и устранить их, чем после запуска в непродолжительную работу заниматься сложным ремонтом, который можно было предотвратить.

    Важное предупреждение

    Начинающие электрики довольно часто сами создают неисправности двигателя, нарушая технологию его разборки, работая обычным молотком: разбивают грани вала.

    Для сохранения структуры деталей без их повреждения необходимо использовать специальный съемник подшипников электродвигателя.

    В самом крайнем случае, когда его нет, удары молотком наносят через толстые пластины из мягкого металла (медь, алюминий) или плотную сухую древесину (яблоня, груша, дуб).

    Как состояние подшипников влияет на работу двигателя

    Любой асинхронный электродвигатель (АД) имеет ротор с короткозамкнутыми обмотками. В них наводится ток, создающий магнитный поток, взаимодействующий с вращающимся магнитным полем статора, которое и является его источником движения.

    Ротор внутри корпуса крепится на подшипниках. Их состояние сильно влияет на качество вращения. Они призваны обеспечить легкое скольжение вала без люфтов и биений. Любые нарушения недопустимы.

    Дело в том, что обмотку статора можно рассматривать как обыкновенный электромагнит. Если у ротора разбиты подшипники, то он под действием магнитного поля станет притягиваться, приближаясь к статорной обмотке.

    Зазор между вращающейся и стационарной частями очень маленький. Поэтому касания или биения ротора могут задевать, царапать, деформировать статорные обмотки, безвозвратно повреждая их. Ремонт потребует полной перемотки статора, а это весьма сложная работа.

    Обязательно разбирайте электродвигатель перед его подключением, тщательно осматривайте всю его внутреннюю конструкцию.

    Обращайте особое внимание на состояние подшипников, выполнение нормативов по допускам и посадкам, качество смазки. Сухую и старую смазку обязательно необходимо заменять свежей.

    Что надо учитывать в конструкции статорных обмоток и как их подготовить

    Домашнему мастеру чаще всего попадают электродвигатели, которые уже где-то поработали, а, возможно, и прошли реконструкцию или перемотку. Никто об этом обычно не заявляет, на шильдиках и бирках информацию не меняют, оставляют прежней. Поэтому рекомендую визуально осмотреть их внутренности.

    Статорные катушки у асинхронных двигателей для питания от однофазной и трехфазной сети отличаются количеством обмоток и конструкцией.

    Трехфазный электродвигатель имеет три абсолютно одинаковые обмотки, разнесенные по направлению вращения ротора на 120 угловых градусов. Они выполнены из одного провода с одинаковым числом витков.

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

    Это позволяет первоначально оценивать их состояние обычным цифровым мультиметром в режиме омметра при отключенном напряжении.

    Однофазный асинхронный двигатель имеет две разные обмотки на статоре, разнесенные на 90 угловых градусов. Одна из них создана для длительного прохождения тока в номинальном режиме работы и поэтому называется основной, главной либо рабочей.

    Для уменьшения нагрева ее делают более толстым проводом, обладающим меньшим электрическим сопротивлением.

    Перпендикулярно ей смонтирована вторая обмотка большего сопротивления и меньшего диаметра, что позволяет различать ее визуально. Она создана для кратковременного протекания пусковых токов и отключается сразу при наборе ротором номинального числа оборотов.

    Пусковая или вспомогательная обмотка занимает примерно 1/3 пазов статора, а остальная часть отведена рабочим виткам.

    Однако, приведенное правило имеет исключения: на практике встречаются однофазные электродвигатели с двумя одинаковыми обмотками.

    Для подключения статора к питающей сети концы обмоток выводят наружу проводами. С учетом того, что одна обмотка имеет два конца, то у трехфазного электродвигателя может быть, как правило, шесть выводов, а у однофазного — четыре.

    Но из этого простого правила встречаются исключения, связанные с внутренней коммутацией выводов для упрощения монтажа на специальном оборудовании:

    • у трехфазных двигателей из статора могут выводиться: три жилы при внутренней сборке схемы треугольника;
    • или четыре — для звезды;
  • однофазный электродвигатель может иметь:
      три вывода при внутреннем объединении одного конца пусковой и рабочей обмоток;
    • или шесть концов для конструкции с пусковой обмоткой и встроенным контактом ее отключения от центробежного регулятора.

    Как видите, судить о конструкции асинхронного двигателя по количеству выведенных проводов на клеммнике от обмоток статора можно, но вероятность ошибки довольно высока. Нужен более тщательный анализ его устройства.

    Техническое состояние изоляции обмоток

    Где и в каких условиях хранился статор не всегда известно. Если он находился без защиты от атмосферных осадков или внутри влажных помещений, то его изоляция требует сушки.

    В домашней обстановке разобранный статор можно поместить в сухую комнату для просушки. Ускорить процесс допустимо обдувом вентилятора или нагревом обычными лампами накаливания.

    Обращайте внимание, чтобы разогретое стекло лампы не касалось провода обмоток, обеспечивайте воздушный зазор. Окончание процесса сушки связано с восстановлением свойств изоляции. Этот процесс необходимо контролировать замерами мегаомметром.

    Принцип работы однофазного электродвигателя 220 В.

    В статоре однофазного электродвигателя 220 В вырабатывается магнитное поле. Именно оно является импульсом, который приводит в работу ротор. Чтобы представить, как функционирует электродвигатель, стоит смоделировать следующую ситуацию.

    Например, в пусковой обмотке напряжения нет. Образование магнитного поля можно запустить, подключив основную обмотку к сети. Его работа основывается на пульсировании, при этом пространство остаётся в состоянии покоя. Магнитное поле разделяется на две части, каждая из которых вращается в стороны, противоположные друг другу, при одинаковой частоте. При задании ротору начального вращения двигатель со временем будет его наращивать. При этом частота элемента и самого магнитного поля различается. Разницу показателей определяют как скольжение.

    Из магнитных потоков возникает движущая сила. Это закон электромагнитной индукции. Движущая сила формирует два типа тока. Один из них обратный, второй – прямой. Частота вращения ротора прямо пропорциональна показателю скольжения. По закону Ампера, магнитное поле при взаимодействии с обратным током создаёт вращение.

    Схема подключения асинхронного двигателя с пусковой обмоткой: последовательность сборки

    Например, мы определили, что из статора выходят четыре или три провода. Вызваниваем между ними активное сопротивление омметром и определяем пусковую и рабочую обмотку.

    Допустим, что у четырех проводов между собой вызваниваются две пары с сопротивлением 6 и 12 Ом. Скрутим произвольно по одному проводу от каждой обмотки, обозначим это место, как «общий провод» и получим между тремя выводами замер 6, 12, 18 Ом.

    Точками на этой схеме я обозначил начала обмоток. Пока на этот вопрос не обращайте внимание. Но, к нему потребуется вернуться дальше, когда возникнет необходимость выполнять реверс.

    Цепочка между общим выводом и меньшим сопротивлением 6Ω будет главной, а большим 12Ω — вспомогательной, пусковой обмоткой. Последовательное их соединение покажет суммарный результат 18 Ом.

    Помечаем эти 3 конца уже понятной нам маркировкой:

    • О — общий;
    • П — пусковой;
    • Р — рабочий.

    Дальше нам понадобиться кнопка ПНВС, специально созданная для запуска однофазных асинхронных двигателей. Ее электрическая схема представлена тремя замыкающими контактами.

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

    Это означает, что при нажатии кнопки все три контакта замыкаются и удерживаются в этом положении. Но, при отпускании руки два крайних контакта остаются замкнутыми, а средний возвращается под действием пружины в разомкнутое состояние.

    Эту кнопку и клеммы вывода обмоток статора из электродвигателя соединяем трехжильным кабелем так, чтобы на средний контакт ПНВС выходил контакт пусковой обмотки. Выводы П и Р подключаем на ее крайние контакты и помечаем.

    С обратной стороны кнопки между контактами пусковой и рабочей обмоток жестко монтируем перемычку. На нее и второй крайний контакт подключаем кабель питания бытовой сети 220 вольт с вилкой для установки в розетку.

    При включении этой кнопки под напряжение все три контакта замкнутся, а рабочая и пусковая обмотка станут работать. Буквально через пару секунд двигатель закончит набирать обороты, выйдет на номинальный режим.

    Тогда кнопку запуска отпускают:

    • пусковая обмотка отключается самовозвратом среднего контакта;
    • главная обмотка двигателя продолжает раскручивать ротор от сети 220 В.

    Это самая доступная схема подключения асинхронного двигателя с пусковой обмоткой для домашнего мастера. Однако, она требует наличия кнопки ПНВС.

    Если ее нет, а электродвигатель требуется срочно запустить, то ее допустимо заменить комбинацией из двухполюсного автоматического выключателя и обычной электрической кнопки соответствующей мощности с самовозвратом.

    Придется включать их одновременно, а кнопку отпускать после раскрутки электродвигателя.

    Все запуски электродвигателей и любого электрического оборудования всегда выполняйте с защитой этих цепей автоматическими выключателями. Они предотвратят развитие аварийных ситуаций при возникновении любых случайных ошибок.

    С целью закрепления материала по этой теме рекомендую посмотреть видеоролик владельца Oleg pl. Он как раз показывает конструкцию встроенного центробежного регулятора, предназначенного для автоматического отключения вспомогательной обмотки.

    Расчет емкости конденсатора мотора

    Существует сложная формула, с помощью которой высчитывают необходимую точную емкость конденсатора. Однако многолетний опыт профессионалов показывает, что достаточно придерживаться следующих рекомендаций:

    • на 1 кВт мощности мотора необходимо 0,8 мкФ рабочего конденсатора;
    • пусковая обмотка требует, чтобы это значение было в 2 или 3 раза выше.

    Рабочее напряжение для них должно быть в 1,5 раза выше, чем в электросети (в нашем случае 220 В). Для упрощения процесса запуска в пусковую цепь лучше устанавливать конденсатор с маркировкой «Starting» или «Start». Хотя допускается использование стандартных конденсаторов.

    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.

    Применение однофазных моторов

    Такой тип моторов применяют для работы устройств с малой мощностью.

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

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

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

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

    Как подключить

    Подключить однофазный электродвигатель можно в розетку с помощью специальных разъемов – штепсельной вилки. Нужно чтобы было напряжение 220 – 240 В и частота тока 50 Гц. Независимо от того какое это устройство – соковыжималка, миксер, электромясорубка или пылесос, разъемы подключаемого электроприбора и розетки – всегда совпадают!

    Электродвигатель можно запустить с помощью правильно подобранного по емкости конденсатора, подсоединенного к пусковой обмотке, либо с помощью резистора.

    Обычно все это уже предусмотрено в конструкции. Достаточно «всунуть вилку в розетку» и нажать кнопку «старт».

    При этом, пусковой механизм может работать как кратковременно, так и быть постоянно включенным в цепь.

    Таким образом, выбирая целенаправленно “моторчик” для однофазной сети важно правильно его запустить. Бытовые приборы уже имеют необходимые параметры настройки, достаточно просто нажать кнопку. В остальных случаях – нужно правильно подобрать пусковое устройство, чтобы запустился двигатель и выполнял свои поставленные задачи.

    Проверка работоспособности

    Как проверить работоспособность двигателя путем визуального осмотра?

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

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

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

    Если после этого двигатель окажется горячим, то:

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

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

    Однофазный асинхронный двигатель и его работа

    Поскольку потребности в энергии систем с одной нагрузкой обычно невелики, все наши дома и офисы снабжены только однофазным источником переменного тока. Для обеспечения надлежащих условий работы при использовании однофазного источника питания необходимо использовать совместимые двигатели. Помимо совместимости, двигатели должны быть экономичными, надежными и простыми в ремонте. Все эти характеристики легко найти в однофазном асинхронном двигателе. Подобно трехфазным двигателям, но с некоторыми изменениями, однофазные асинхронные двигатели являются отличным выбором для бытовой техники. Их простая конструкция и низкая стоимость привлекли множество приложений.



    Определение однофазного асинхронного двигателя

    Однофазные асинхронные двигатели — это простые двигатели, которые работают от однофазного переменного тока и в которых крутящий момент создается за счет индукции электричества, вызванного переменными магнитными полями. Однофазные асинхронные двигатели бывают разных типов в зависимости от начальных условий и различных факторов. Они есть-

    1). Двигатели с расщепленной фазой.



    • Двигатели с резистивным пуском.
    • Двигатели емкостного пуска.
    • Двигатель с постоянным разделенным конденсатором.
    • Двухзначный конденсаторный двигатель.

    2). Асинхронные двигатели с расщепленными полюсами.

    3). Асинхронный двигатель с резистивным пуском.


    4). Отталкивание — пуск асинхронного двигателя.


    Конструкция однофазного асинхронного двигателя

    Основными частями однофазного асинхронного двигателя являются статор, ротор, Обмотки . Статор — это неподвижная часть двигателя, на которую подается переменный ток. Статор содержит два типа обмоток. Одна — основная обмотка, другая — вспомогательная. Эти обмотки размещены перпендикулярно друг другу. К вспомогательной обмотке параллельно подключен конденсатор.

    В качестве Поставка переменного тока используется для работы однофазного асинхронного двигателя, необходимо учитывать определенные потери, такие как потеря на вихревые токи, потери на гистерезис. Для устранения потерь на вихревые токи на статоре нанесена ламинированная штамповка. Чтобы уменьшить потери на гистерезис, эти штамповки обычно изготавливаются из кремнистой стали.

    Ротор — это вращающаяся часть двигателя. Здесь ротор похож на ротор с короткозамкнутым ротором. Ротор не только цилиндрический, но и имеет по всей поверхности прорези. Чтобы обеспечить плавную и стабильную работу двигателя, предотвращая магнитную блокировку статора и ротора, пазы скошены, а не параллельны.

    Жилы ротора представляют собой алюминиевые или медные стержни, размещенные в пазах ротора. Торцевые кольца, изготовленные из алюминия или меди, замыкают проводники ротора. В этом однофазном асинхронном двигателе контактные кольца и коммутаторы не используются, поэтому их конструкция становится очень простой и легкой.

    Эквивалентная схема однофазного асинхронного двигателя

    На основе теории двойного вращающегося поля можно нарисовать эквивалентную схему однофазного асинхронного двигателя. Схема изображена в двух положениях — состояние покоя ротора состояние заблокированного ротора.

    Двигатель с заблокированным ротором действует как трансформатор с короткозамкнутой вторичной обмоткой.

    схема замещения однофазного асинхронного двигателя

    В состоянии покоя ротора два вращающихся магнитных поля имеют противоположное направление с одинаково разделенными величинами и кажутся соединенными последовательно друг с другом.

    цепь однофазного асинхронного двигателя в состоянии покоя ротора

    Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

    На главную обмотку однофазных асинхронных двигателей подается однофазный переменный ток. Это создает флуктуирующий магнитный поток вокруг ротора. Это означает, что при изменении направления переменного тока изменяется направление генерируемого магнитного поля. Этого условия недостаточно, чтобы ротор вращался. Здесь применяется принцип теории двойного вращающегося поля.

    Согласно теории двойного вращающегося поля, одиночное переменное поле возникает из-за комбинации двух полей равной величины, но вращающихся в противоположном направлении. Величина этих двух полей равна половине величины переменного поля. Это означает, что при приложении переменного тока создаются два поля половинной величины с равными величинами, но вращающимися в противоположных направлениях.

    Итак, теперь в статоре течет ток, а на роторе вращается магнитное поле, таким образом Закон Фарадея электромагнитной индукции действует на ротор. Согласно этому закону, вращающиеся магнитные поля производят электричество в роторе, которое создает силу «F», которая может вращать ротор.

    Почему однофазный асинхронный двигатель не запускается автоматически?

    Когда к ротору применяется закон электромагнитной индукции Фарадея, индуцируется электричество и создается сила на стержнях ротора. Но согласно теории двойного вращающегося поля, существуют два магнитных поля одинаковой величины, но вращающихся в противоположном направлении. Таким образом, создаются два вектора силы с одинаковой величиной, но противоположными по направлению.

    Таким образом, эти векторы силы, поскольку они имеют одинаковую величину, но противоположны по направлению, не вызывают вращения ротора. Итак, однофазные асинхронные двигатели не запускаются самостоятельно. Мотор в таком состоянии просто гудит. Чтобы предотвратить эту ситуацию и вращать ротор, для однофазного двигателя необходимо приложить пусковое усилие. Когда сила в одном направлении становится больше, чем сила в другом направлении, ротор начинает вращаться. В однофазных асинхронных двигателях для этой цели используются вспомогательные обмотки.

    Способы пуска однофазного асинхронного двигателя

    Однофазный асинхронный двигатель не имеет пускового момента, поэтому для обеспечения этого пускового момента необходима внешняя схема. Для этого в статоре этих двигателей имеется вспомогательная обмотка. Вспомогательная обмотка подключена параллельно конденсатору. Когда конденсатор включен, как и основная обмотка, на вспомогательной обмотке наблюдаются два магнитных поля одинаковой величины, но в противоположном направлении.

    Из этих двух магнитных полей вспомогательной обмотки одно нейтрализует одно из магнитных полей основной обмотки, тогда как другое складывается с другим магнитным полем основной обмотки. Таким образом, в результате получается одно вращающееся магнитное поле большой величины. Это создает силу в одном направлении, следовательно, вращает ротор. Когда ротор начинает вращаться, он вращается, даже если конденсатор выключен.

    Существуют разные способы определения однофазных асинхронных двигателей. Обычно эти двигатели выбираются в зависимости от способа их запуска. Эти методы можно классифицировать как

    • Двухфазный пуск.
    • Пуск с расщепленными полюсами.
    • Запуск двигателя отталкивания
    • Нехватка пуска.

    В двухфазных пусках статор имеет два типа обмоток — основная обмотка и вспомогательная обмотка, соединенные параллельно. Двигатели с таким способом запуска

    • Двигатели с резистивным разделением фаз.
    • Конденсаторные электродвигатели с разделенной фазой.
    • Конденсаторы запускают и запускают двигатели.
    • Конденсаторный двигатель.

    Однофазный индукционный конденсаторный пусковой двигатель

    Это также называется конденсаторным электродвигателем с разделенной фазой. Здесь количество витков вспомогательной обмотки равно числу витков основной обмотки. Конденсатор включен последовательно со вспомогательной обмоткой. Вспомогательная обмотка отключается с помощью центробежного переключателя, когда ротор достигает 75% синхронной скорости. Двигатель продолжает ускоряться, пока не достигнет нормальной скорости.

    Номинальная мощность двигателей с конденсаторным пуском составляет от 120 до 750 Вт. Эти двигатели обычно выбирают для таких применений, как холодильники, кондиционеры и т. Д. Из-за их высокого пускового момента.

    Применение однофазного асинхронного двигателя

    Эти двигатели находят применение в вентиляторах, холодильниках, кондиционерах, пылесосах, стиральных машинах, центробежных насосах, инструментах, мелкой сельскохозяйственной технике, воздуходувках и т.д. трехфазное питание недоступно. Двигатели от 1/400 кВт до 1/25 кВт используются в игрушках, фенах и т. Д.

    Итак, в основном мы используем однофазный асинхронные двигатели в нашей повседневной жизни часто. Эти моторы легко ремонтировать. Тем не менее, у этих двигателей есть некоторые недостатки. С каким недостатком этих моторов вы столкнулись? Вы можете назвать некоторые из них?

    Источник изображения: Цепи однофазных асинхронных двигателей

    Подключение однофазного двигателя: схемы, проверка, видео

    Как подключить частотный преобразователь

    Для подключения частотного преобразователя к оборудованию, прежде всего необходимо убедиться в том, что характеристики такого прибора подходят для работы с конкретным электродвигателем

    Также важно, чтобы напряжение питающей сети позволяло использовать данный частотный преобразователь

    При установке и подключении ЧП необходимо, чтобы условия эксплуатации соответствовали классу защищённости от влаги и пыли, а также были выдержаны все расстояния от движущихся частей машин и механизмов, от людских проходов и электрооборудования и аппаратуры.

    Схема подключения ПЧ

    Частотные преобразователи бывают как для трехфазных сетей, так и для однофазных. При этом к однофазной сети также можно подключать и трехфазный частотный преобразователь по схеме «треугольник», который дополнительно оснащен специальным конденсаторным блоком (при этом значительно падает мощность и понижается КПД устройства). Подключение же трехфазного преобразователя в соответствующей сети производится по схеме «звезда».

    Управление частотным преобразователем может осуществляться с использованием контакторов, встроенных в различные релейные схемы, микропроцессорных контроллеров и компьютерного оборудования, а также вручную. Поэтому при подключении автоматизированных систем требуется участие специалистов по наладке такого оборудования.

    Принцип подключения частотных преобразователей в целом одинаковый, но может несколько отличаться для разных моделей. Поэтому правильным решением будет перед подключением изучить инструкцию, сопоставить характеристики устройств и убедиться в том, что устройство подключается по схеме, предложенной производителем.

    Для трехфазного электродвигателя

    Для трехфазного электродвигателя принцип подключения следующий: к клеммным колодкам на выходе трехфазного частотного преобразователя подключаются фазные проводники к каждому выводу, а на вход подключаются фазы питающего напряжения. В данном случае всегда реализуется схема подключения «звезда» в двигателе. При подключении трехфазного двигателя через частотный преобразователь к однофазной сети применяют схему «треугольник».

    Для однофазного электродвигателя

    Для однофазного электродвигателя необходимо подключить фазный и нулевой проводник к преобразователю частоты, а обмотки двигателя подключаются к соответствующим клеммам на выходе частотного преобразователя. Например, обмотка L1 будет подключаться к клемме А преобразователя, обмотка L2 к клемме B, а общий провод к клемме C. Если применяется конденсаторный двигатель, то от частотного преобразователя фаза подключается к двигателю, а конденсатор обеспечивает сдвиг фаз.

    Во всех случаях, при подключении частотных преобразователей и электродвигателей, всегда следует применять устройства защиты: автоматические выключатели и УЗО, рассчитанные на высокие пусковые токи, а также обязательно подключать заземляющий проводник к корпусам устройств

    Также важно обратить внимание на сечение проводников электрокабеля, которым будет производится подключение – сечение должно соответствовать параметрам подключаемого частотного преобразователя и нагрузки

    Watch this video on YouTube

    Что такое частотный преобразователь, основные виды и какой принцип работы

    Как подключить 3 фазный электродвигатель к сети 220 вольт через конденсатор

    Схема работы устройства плавного пуска, его назначение и конструкция

    Устройство, виды и принцип действия асинхронных электродвигателей

    Как подключить однофазный электродвигатель — схема с конденсатором

    Проверка электродвигателей разного вида с помощью мультиметра

    Общие правила

    Данное значение присутствует в маркировке, чаще всего в двух показателях верхнего и нижнего пределов: 660/380, 380/220 и 220/127 вольт.

    Номинал должен совпадать со схемой, по которой выполнено соединение обмоток. Подключение «звезда» объединяет их концы в одной точке, а фазы соединяются с выводами катушек. Здесь используется больший номинал напряжения, отмеченный в маркировке. По схеме «треугольник» выполняется последовательное соединение концов между собой. Образуется полностью замкнутый контур. В данном случае уже используется меньшее значение напряжения. Подключение агрегатов выполняется разными способами, в том числе и смешанным.

    Решая, как подключить трехфазный двигатель на 220 вольт, следует помнить, что его нельзя просто взять и подключить к обычной сети. Вал не будет вращаться поскольку отсутствует переменное поле, поочередно воздействующее на ротор. Проблема разрешается путем смещения тока и напряжения в обмотках фаз. Для получения желаемого результата, выполняется подключение двигателя через конденсатор, из-за которого напряжение начинает отставать до минус 90 градусов.

    В таких режимах двигатель включается только под нагрузкой, а периоды холостого хода сокращаются до минимума. Несоблюдение правил приведет агрегат к выходу из строя.

    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 — исползуем для подключения однофазного двигателя.

    Со всеми этими

    Подключение однофазного двигателя с пусковой обмоткой через кнопку ПНВСподключение однофазного двигателя

    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 (бифолярного) 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 0,7-0,8 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 В берем емкости с рабочим напряжением 330 В и выше. А чтобы пуск проходил проще, в пусковую цепь ищите конденсатор 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

    КАК ПОДКЛЮЧИТЬ ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

    Как подключить шаговый двигатель с 4, 5, 6 и 8 выводами к драйверу.

    В предыдущих статьях мы рассматривали процесс выбора шагового электродвигателя (см. статью

    «Как выбрать шаговый двигатель»

    ) в зависимости от способа его применения. В данной статье мы подробно рассмотрим как подключить шаговый двигатель.

    Шаговые электродвигатели могут поставляться с несколькими вариантами схем подключения. Выбор схемы будет определяться типом двигателя. Большинство наиболее распространенных шаговых двигателей имеют схемы, предполагающие использование 4-х, 5-ти, 6-ти или 8-ми проводов.

    КАК ПОДКЛЮЧИТЬ ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С 4 ВЫВОДАМИ

    Если в вашем распоряжении имеется шаговый двигатель, подключаемый при помощи только четырех проводов, это означает, что в нем две обмотки, это биполярный мотор и вы сможете использовать его только с биполярным драйвером

    Обратите внимание на то, что каждая из фазных обмоток содержит пару проводов — для идентификации каждого провода используйте тестер (мультиметр)

    Найдите замкнутые между собой провода(которые прозваниваются) и подключите их к шаговому двигателю. Лучше сразу свяжите их вместе, чтобы не повторять операцию постоянно

    КАК ПОДКЛЮЧИТЬ УНИПОЛЯРНЫЙ ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С 6 ВЫВОДАМИ

    Также, как и шаговый двигатель с четырехконтактным соединением, униполярный двигатель с 6 проводами имеет пару проводов для каждой обмотки. Однако, он также имеет центральный вывод для каждой обмотки, что дает возможность подключать его как в качестве

    биполярного шагового двигателя

    , так и в качестве однополярного.

    Для того, чтобы подключить шаговый двигатель с 6 выводами, с помощью тестера разделите все провода на три группы, замкнутые между собой, а затем найдите центральные выводы, измеряя сопротивление между проводами. Если вы хотите подключить ваш электродвигатель к униполярному драйверу, используйте все шесть проводов.

    Подключение к биполярному драйверу(коих подавляющее большинство) потребует от вас использования только одного конца провода с одним выводом и одного центрального вывода для подключения к каждой обмотке.

    Схема подключения шагового электродвигателя с 5-ю выводами очень похожа на схему подключения с 6-ю контактами. Главное ее отличие состоит в том, что центральные выводы замкнуты между собой внутри, соединяясь в один провод. Это обеспечивает работу электродвигателя только по однополярной схеме.

    Кроме того, определить обмотки можно только методом проб и ошибок; лучше всего попытаться найти центральный вывод, так как его сопротивление составляет половину от сопротивления других проводов.

    КАК ПОДКЛЮЧИТЬ ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С 8 ВЫВОДАМИ

    Наконец, существуют шаговые электродвигатели, подключаемые при помощи 8-ми проводов. Для того, чтобы понять, как подключить шаговый двигатель с 8 выводами, мы должны вернуться к инструкциям выше.Их схема подключения во многом схожа со схемой, предполагающей использование 6-ти проводов. Разница между ними состоит в том, что две фазы разделены на две отдельных обмотки. Имея указанную схему, вы сможете подключить шаговый двигатель по однополярной схеме, а также иметь три различные комбинации для биполярного подключения.

    1. Последовательно соединив обмотки(увеличится индуктивное и активное сопротивление, а также момент, упадет максимальная скорость)
    2. Параллельно (из-за меньшей индуктивности будет меньше момент и выше скорость)
    3. Соединив обмотки параллельно, можно использовать униполярное подключение, как для 6-выводного шагового мотора

    Подключение однофазного асинхронного двигателя

    Для разгона асинхронного двигателя требуется создать вращающееся магнитное поле. С этим легко справляется трехфазный источник питания, где фазы сдвинуты друг относительно друга на 120 градусов. Но если речь идет о том, как подключить однофазный электродвигатель, то встает проблема: без сдвига фаз вал не начнет вращаться.

    Внутри однофазного асинхронного мотора располагаются две обмотки: пусковая и рабочая. Если обеспечить сдвиг фаз в них, то магнитное поле станет вращающимся. А это главное условие для запуска электродвигателя. Сдвигать фазы можно путем добавочного сопротивления (резистора) или индуктивной катушки. Но чаще всего используют емкости – пусковой и/или рабочий конденсаторы.

    С пусковой емкостью

    В большинстве случаев схема включает в себя только пусковой конденсатор. Он активен только во время запуска мотора. Поэтому способ хорош, когда пуск обещает быть тяжелым, в противном случае вал не сможет разгоняться из-за небольшого начального момента. После разгона пусковой конденсатор отключается, и работа продолжается без него.

    Схема подключения двигателя со вспомогательной емкостью представлена на рисунке выше. Для ее реализации вам потребуется реле или, как минимум, одна кнопка, которую вы будете зажимать на 3 секунды во время запуска мотора в ход. Вспомогательный конденсатор вместе со вспомогательной обмоткой включаются в цепь лишь на некоторое время.

    Такая схема обеспечивает оптимальный начальный крутящий момент, если имеют место незначительные броски переменного тока во время пуска. Но есть и недостаток – при работе в номинальном режиме технические характеристики падают. Это обусловлено формой магнитного поля рабочей обмотки: оно у нее овальное, а не круговое.

    С рабочей емкостью

    Если пуск легкий, а работа тяжелая, то вместо пускового конденсатора понадобится рабочий. Схема подключения показана ниже. Особенность заключается в том, что рабочая емкость вместе с рабочей обмоткой включена в цепь постоянно.

    Схема обеспечивает хорошие характеристики при работе в номинальном режиме.

    С обоими конденсаторами

    Компромиссное решение – использование вспомогательной и рабочей емкости одновременно. Этот способ идеален, если двигатель переменного тока пускается в ход уже с нагрузкой, и сама работа тяжела для него. Посмотрите, схема ниже – это словно две схемы (с рабочей и вспомогательной емкостью), наложенные друг на друга. При запуске на несколько секунд будет включаться пусковой механизм, а второй накопитель будет активен все время: от пуска до завершения работы.

    Расчет емкостей

    Наибольшую сложность для начинающих представляет расчет емкости конденсаторов. Профессионалы подбирают их опытным путем, прислушиваясь к мотору во время запуска и работы. Так они определяют, подходит накопитель, или нужно поискать другой. Но с небольшой погрешностью в большинстве случаев емкость можно рассчитать так:

    • Для рабочего накопителя: 0,7-0,8 мкФ на 1000 Ватт мощности электрического двигателя;
    • Для пускового конденсатора: больше в 2,5 раза.

    Пример: у вас асинхронный однофазный электродвигатель на 2 кВт. Это 2000 Ватт. Значит, при подключении с рабочей емкостью нужно запастись накопителем 1,4-1,6 мкФ. Для пусковой потребуется 3,5-4 мкФ.

    Отличие от трехфазных двигателей

    Использование асинхронных электродвигателей в чистом виде при стандартном подключении возможно только в трехфазных сетях с напряжением в 380 вольт, которые используются, как правило, в промышленности, производственных цехах и других помещениях с мощным оборудованием и большим энергопотреблением. В конструкции таких машин питающие фазы создают на каждой обмотке магнитные поля со смещением по времени и расположению (120˚ относительно друг друга), в результате чего возникает результирующее магнитное поле. Его вращение приводит в движение ротор.

    Однако нередко возникает необходимость подключения асинхронного двигателя в однофазную бытовую сеть с напряжением в 220 вольт (например в стиральных машинах). Если для подключения асинхронного двигателя будет использована не трехфазная сеть, а бытовая однофазная (то есть запитать через одну обмотку), он не заработает. Причиной тому переменный синусоидальный ток, протекающий через цепь. Он создает на обмотке пульсирующее поле, которое никак не может вращаться и, соответственно, двигать ротор. Для того, чтобы включить однофазный асинхронный двигатель необходимо:

    1. добавить на статор еще одну обмотку, расположив ее под 90˚ углом от той, к которой подключена фаза.
    2. для фазового смещения включить в цепь дополнительной обмотки фазосдвигающий элемент, которым чаще всего служит конденсатор.

    Редко для сдвига по фазе создается бифилярная катушка. Для этого несколько витков пусковой обмотки мотаются в обратную сторону. Это лишь один из вариантов бифиляров, которые имеют несколько другую сферу применения, поэтому, чтобы изучить их принцип действия, следует обратиться к отдельной статье.

    После подключения двух обмоток такой двигатель с конструкционной точки зрения является двухфазным, однако его принято называть однофазным из-за того что в качестве рабочей выступает лишь одна из них.

    Схема подключения коллекторного электродвигателя в 220В

    Схема подключения однофазного асинхронного двигателя (схема звезда)

    Особенности подключения однофазного электродвигателя 220 В.

    Для приведения асинхронного однофазного электродвигателя используется пусковое сопротивление. Такой метод задействован в устройствах с расщеплённой фазой. В электрической цепи мотора присутствуют ротор и статор. Обмотка второго смещена относительно основной. При этом рабочий элемент обладает меньшим сопротивлением, чем вспомогательный. Омический сдвиг фаз обеспечивается благодаря намотке бифилярным способом. Подключение без резистора невозможно.

    Особенностью однофазного двигателя является соединение вспомогательной обмотки с конденсатором. Работа начинается только после возникновения пускового момента. Конденсатор необходим для получения максимального значения. Благодаря ему и возникает пусковой момент, который приводит в работу все механизмы.

    Схема подключения однофазного двигателя через конденсатор

    Во втором случае, для моторов с рабочим конденсатором, дополнительная обмотка подключена через конденсатор постоянно.

    По информации на бирке мотора можно определить какая система в нем использована. Сложность схемы заключается в том, что емкость конденсатора для выравнивания магнитного поля подбирается с учетом токовых нагрузок.

    Здесь каждая обмотка используется на свое рабочее напряжение, отсюда и мощность. Расчёт емкости производится исходя из рабочего напряжения и тока, или паспортной мощности мотора. Кратковременным подключением пускового конденсатора на валу двигателя создается мощный стартовый вращающий момент, время запуска сокращается в разы.

    Из-за сложности формул расчёта принято выбирать емкости, исходя из приведённых выше пропорций. Расчет емкости конденсатора мотора Существует сложная формула, с помощью которой высчитывают необходимую точную емкость конденсатора. В этих двигателях, рабочая и пусковая — одинаковые обмотки по конструкции трехфазных обмоток. После списания прибора в утиль в большинстве случаев электродвигатели сохраняют работоспособность и могут еще довольно долго послужить в виде самодельных электронасосов, точил, станков, вентиляторов и газонокосилок.

    Статья по теме: Виды электромонтажных работ по смете

    Заключение

    В результате получается два разнонаправленных потока с отличной от основного поля скоростью вращения. Это схема обмотки звездой Красные стрелки — это распределение напряжения в обмотках мотора, говорит о том, что на одной обмотке распределяется напряжение единичной фазы в В, а двух других — линейного напряжения В.

    После запуска двигателя, конденсаторы содержат определенное количество заряда, потому прикасаться к проводникам запрещается. В этой обмотке которая еще имеет название рабочей магнитный поток изменяется с такой частотой, с которой протекает по обмотке ток. Вычислить, какие провода к какой обмотке относятся, можно путем измерения сопротивления. Обмотка, у которой сопротивление меньше — есть рабочая. В статоре однофазного электродвигателя находится однофазная обмотка, что отличает его от трехфазного.

    Двигатели с высотой вращения более 90 мм представлены в чугунном исполнении. Такая схема исключает блок электроники, а следовательно — мотор сразу же с момента старта, будет работать на полную мощность — на максимальных оборотах, при запуске буквально срываясь с силой от пускового электротока, который вызывает искры в коллекторе; существуют электромоторы с двумя скоростями. Это необходимый запас для компенсации потерь мощности при старте — создании вращающегося момента магнитного поля. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле в холодильниках.

    Генератор может исполнять роль двигателя, а он в свою очередь — генератора. На корпусе однофазного асинхронного электродвигателя должна быть схема подключения, где указываются выводы основной и дополнительной обмотки, а также емкость конденсатора. В этом случае движок гудит, ротор остается на месте. Подключение однофазного электродвигателя

    Однофазный

    Теперь поговорим еще об одном виде асинхронных электродвигателей. Это однофазные конденсаторные машины переменного тока. У них две обмотки, из которых, после пуска, работает только одна из них. Такие двигатели имеют свои особенности. Рассмотрим их на примере модели АВЕ-071-4С.

    По-другому они еще называются асинхронными двигателями с расщепленной фазой. У них на статоре намотана еще одна, вспомогательная обмотка, смещенная относительно основной. Пуск производится при помощи фазосдвигающего конденсатора.

    Схема однофазного асинхронного двигателя

    Из схемы видно, что электрические машины АВЕ отличаются от своих трехфазных собратьев, а также от коллекторных однофазных агрегатов.

    Всегда внимательно читайте, что написано на бирке! То, что выведено три провода, абсолютно не значит, что это для подключения на 380 в. Просто спалите хорошую вещь!

    Включение в работу

    Первое, что нужно сделать, это определить, где середина катушек, то есть, место соединения. Если наш асинхронный аппарат в хорошем состоянии, то это сделать будет проще – по цвету проводов. Можно посмотреть на рисунок:

    Если все так выведено, то проблем не будет. Но чаще всего приходится иметь дело с агрегатами, снятыми со стиральной машины неизвестно когда, и неизвестно кем. Здесь, конечно, будет сложнее.

    Стоит попробовать вызвонить концы при помощи омметра. Максимальное сопротивление – это две катушки, соединенные последовательно. Помечаем их. Дальше, смотрим на значения, которые показывает прибор. Пусковая катушка имеет сопротивление больше, чем рабочая.

    Теперь берем конденсатор. Вообще, на разных электрических машинах они разные, но для АВЕ это 6 мкФ, 400 вольт.

    Если точно такого нет, можно взять с близкими параметрами, но с напряжением, не ниже 350 В!

    Давайте обратим внимание: кнопка на рисунке служит для пуска асинхронного электродвигателя АВЕ, когда он уже включен в сеть 220! Другими словами, должно быть два выключателя: один общий, другой – пусковой, который, после его отпускания, отключался бы сам. Иначе спалите аппарат. Если нужен реверс, то он делается по такой схеме:

    Если нужен реверс, то он делается по такой схеме:

    Если все сделано правильно, тогда будет работать. Правда, есть одна загвоздка. В борно могут быть выведены не все концы. Тогда с реверсом будут сложности. Разве что разбирать и выводить их наружу самостоятельно.

    Вот некоторые моменты, как подсоединять асинхронные электрические машины к сети 220 вольт. Схемы несложные, и при некоторых усилиях вполне возможно все это сделать собственными руками.

    Внимание, только СЕГОДНЯ!

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

    Схемы подключения

     Варианты подключения двигателя через конденсатор:

    • схема подключения однофазного двигателя с использованием пускового конденсатора;
    • подключение электродвигателя с использованием конденсатора в рабочем режиме;
    • подключение однофазного электродвигателя с пусковым и рабочим конденсаторами.

    Все эти схемы успешно применяются при эксплуатации асинхронных однофазных двигателей. В каждом случае есть свои достоинства и недостатки, рассмотрим каждый вариант более подробно.

    Схема с пусковым конденсатором

    Идея заключается в том, что конденсатор включается в цепь только при пуске, используется пусковая кнопка, которая размыкает контакты после раскрутки ротора, по инерции он начинает вращаться. Магнитное поле основной обмотки поддерживает вращение длительное время. В качестве кратковременного переключателя ставят кнопки с группой контактов или реле.

    Схема подключения пускового конденсатора

    Поскольку схема кратковременного подключения однофазного двигателя через конденсатор предусматривает кнопку на пружине, которая при отпускании размыкает контакты, это дает возможность экономить, провода пусковой обмотки делают тоньше. Чтобы исключить межвитковое короткое замыкание, используют термореле, которое при достижении критической температуры отключает дополнительную обмотку. В некоторых конструкциях ставят центробежный выключатель, который при достижении определенной скорости вращения размыкает контакты.

    Соединения, центробежный выключатель на валу ротора

    Схемы и конструкции регулировки скорости вращения и предотвращения перегрузок электродвигателя на автомате могут быть различны. Иногда центробежный выключатель устанавливается на валу ротора или на других элементах, вращающихся от него с прямым соединением, или через редуктор.

    Некоторые элементы

    Под действием центробежных сил груз оттягивает пружины с контактной пластиной, при достижении установленной скорости вращения замыкает контакты, переключатель реле обесточивает двигатель или подает сигнал на другой механизм управления.

    Бывают варианты, когда тепловое реле и центробежный выключатель устанавливаются в одной конструкции. В этом случае тепловое реле отключает двигатель при воздействии критической температуры или усилиями раздвигающегося груза центробежного выключателя.

    Варианты схемы подключения конденсаторов

    В связи с особенностями характеристик асинхронного двигателя конденсатор в цепи дополнительной катушки искажает линии магнитного поля, от круглой формы до эллиптической, в результате этого потери мощности увеличиваются, снижается КПД. Пусковые характеристики остаются хорошие.

    Схема с рабочим конденсатором

    Отличие этой схемы в том, что конденсатор после пуска не отключается, и вторичная обмотка на протяжении всей работы импульсами своего магнитного поля раскручивает ротор. Мощность электродвигателя в этом случае значительно увеличивается, форму электромагнитного поля можно попытаться приблизить от эллиптической формы к круглой подбором емкости конденсатора. Но в этом случае момент пуска более продолжительный по времени, и пусковые токи больше. Сложность схемы заключается в том, что емкость конденсатора для выравнивания магнитного поля подбирается с учетом токовых нагрузок. Если они будут меняться, то и все параметры будут не постоянными, для стабильности формы линий магнитного поля можно установить несколько конденсаторов с различными емкостями. Если при изменении нагрузки включать соответствующую емкость, это улучшит рабочие характеристики, но существенно усложняет схему и процесс эксплуатации.

    Комбинированная схема с двумя конденсаторами

    Оптимальным вариантом для усреднения рабочих характеристик является схема с двумя конденсаторами — пусковым и рабочим.

    Рабочий конденсатор подключен постоянно в цепи обмоток, пусковой через выключатель запуска замыкается кратковременно

    Однофазный асинхронный двигатель: как устроен и работает


    Принцип работы и подключение однофазного электродвигателя 220в

    Однофазный двигатель работает за счет переменного электрического тока и подключается к сетям с одной фазой. Сеть должна иметь напряжение 220 Вольт и частоту, равную 50 Герц.

    Электромоторы этого типа находят применение в основном в маломощных устройствах:

    Выпускаются модели с мощностью от 5 Вт до 10 кВт.

    Значения КПД, мощности и пускового момента, у однофазных моторов существенно ниже, чем у трехфазных устройств тех же размеров. Перегрузочная способность также выше у двигателей с 3 фазами. Так, мощность однофазного механизма не превышает 70% мощности трехфазного того же размера.

    1. Фактически имеет 2 фазы. но работу выполняет лишь одна из них, поэтому мотор называют однофазным.
    2. Как и все электромашины. однофазный двигатель состоит из 2 частей: неподвижной (статор) и подвижной (ротор).
    3. Представляет собой асинхронный электромотор. на неподвижной составляющей которого имеется одна рабочая обмотка, подключаемая к источнику однофазного переменного тока.

    К сильным сторонам двигателя данного типа можно отнести простоту конструкции, представляющую собой ротор с короткозамкнутой обмоткой. К недостаткам – низкие значения пускового момента и КПД.

    Главный минус однофазного тока – невозможность генерирования им магнитного поля, выполняющего вращение. Поэтому однофазный электромотор не запустится сам по себе при подключении к сети.

    В теории электрических машин, действует правило: чтобы возникло магнитное поле, вращающее ротор, на статоре должно быть по крайней мере 2 обмотки (фазы). Требуется также смещение одной обмотки на некоторый угол относительно другой.

    Во время работы, происходит обтекание обмоток переменными электрическими полями:

    1. В соответствии с этим. на неподвижном участке однофазного мотора расположена так называемая пусковая обмотка. Она смещена на 90 градусов по отношению к рабочей обмотке.
    2. Сдвиг токов можно получить, включив в цепь фазосдвигающее звено. Для этого могут использоваться активные резисторы, катушки индуктивности и конденсаторы.
    3. В качестве основы для статора и ротора используется электротехническая сталь 2212.

    Неверно, называть однофазными такие электродвигатели, которые по своему строению являются 2- и 3-фазными, но подключаются к однофазному источнику питания посредством схем согласования (конденсаторные электромоторы). Обе фазы таких устройств являются рабочими и включены все время.



    Устройство однофазного двигателя

    По сути, имеет 2 фазы, однако, работу осуществляет лишь один из них, по этой причине двигатель именуют однофазным. Как и все без исключения электромашины, однофазный двигатель складывается из 2 элементов: неподвижной (статор) и мобильной (ротор). Предполагает собой асинхронный электромотор, неподвижной частью которого является одна основная работающая обмотка, подключаемая к источнику переменного тока. К мощным граням двигателя этого вида можно причислить несложность системы, представляющую собой ротор с замкнутой обмоткой. К минусам — низкие значения отправного момента и КПД.

    Главный недостаток однофазного тока — невозможность генерации им магнитного поля, исполняющего вращение. По этой причине однофазный электромотор не запустится сам при подсоединении к сети.

    В теории электромашин функционирует принцип: чтобы появилось магнитное поле, крутящее ротор, в статоре должно быть 2 обмотки (фазы). Необходимо, кроме того, смещение одной обмотки на определённый ракурс относительно другой.

    В период работы совершается обтекание обмоток неустойчивыми электрическими полями:

    1. В неподвижном месте однофазного двигателя находится так именуемая отправная электрообмотка. Она смещена на 90 градусов по отношению к основной рабочей.
    2. Сдвиг токов можно приобрести, включив в цепь фазосдвигающий элемент. Для этого могут применяться активные резисторы, катушки индукции и конденсаторы.
    3. В качестве основы для статоров и роторов применяется электротехническая сталь — 2212.

    Неверно называть монофазными такие электродвигатели, которые по собственному строению считаются 2- и 3-фазными, однако, подсоединяются к однофазному источнику посредством методик согласования (конденсаторные электромоторы). Эти две фазы таких приборов считаются рабочими и включены все время.

    Основные типы однофазных индукционных электродвигателей

    Бытовая техника и приборы низкой мощности работают от однофазного переменного тока, кроме того, не везде может быть обеспечено трёхфазное электропитание. Поэтому однофазные электродвигатели переменного тока получили широкое распространение, особенно в США. Очень часто электродвигателям переменного тока отдают предпочтение, так как их отличает прочная конструкция, низкая стоимость, к тому же они не требуют технического обслуживания.

    Как видно из названия, однофазный индукционный электродвигатель работает по принципу индукции; тот же принцип действует и для трёхфазных электродвигателей. Однако между ними есть различия: однофазные электродвигатели, как правило, работают при переменном токе и напряжении 110 -240 В, поле статора этих двигателей не вращается. Вместо этого каждый раз при скачке синусоидального напряжения от отрицательного к положительному меняются полюса.

    В однофазных электродвигателях поле статора постоянно выравнивается в одном направлении, а полюса меняют своё положение один раз в каждом цикле. Это означает, что однофазный индукционный электродвигатель не может быть пущен самостоятельно.

    Теоретически, однофазный электродвигатель можно было бы запустить при помощи механического вращения двигателя с последующим немедленным подключением питания. Однако на практике пуск всех электродвигателей осуществляется автоматически.

    Выделяют четыре основных типа электродвигателей:

    • индукционный двигатель с пуском через конденсатор / работа через обмотку (индуктивность) (CSIR),

    • индукционный двигатель с пуском через конденсатор/работа через конденсатор (CSCR),

    • индукционный двигатель с реостатным пуском (RSIR) и

    • двигатель с постоянным разделением емкости (PSC).

    На приведённом ниже рисунке показаны типичные кривые соотношения вращающий момент/частота вращения для четырёх основных типов однофазных электродвигателей переменного тока.

    Коротко о главном

    Подключить электродвигатель 380 на 220 вольт можно 4-мя основными способами:

    • С конденсатором.
    • Без конденсатора.
    • С реверсом.
    • По схеме «звезда-треугольник».

    Прежде чем начать работы по подключению, необходимо определить и удостовериться, каким образом соединена обмотка в клеммной коробке, а также узнать необходимые характеристики из технической таблицы. Выполнять электротехнические работы можно при наличии опыта, но лучше доверить её профессионалам с соответствующим допуском.

    Оценок 0

    Прочитать позже

    Как подключить асинхронный двигатель на 220В

    Так как питающие напряжения у различных потребителей могут различаться друг от друга, возникает необходимость переподключения электрооборудования. Сделать подключение асинхронного двигателя на 220 вольт безопасным для дальнейшей работы оборудования достаточно просто, если следовать предложенной инструкции.

    На самом деле это не является невыполнимой задачей. Если сказать коротко, то все, что нам нужно, это правильно подключить обмотки. Существует два основных типа асинхронных двигателей: трехфазные с обмоткой звезда – треугольник, и двигатели с пусковой обмоткой (однофазные). Последние используются, например, в стиральных машинах советской конструкции. Их модель — АВЕ-071-4С. Рассмотрим каждый вариант по очереди.

    • Трехфазный
    • Переключение на нужное напряжение Увеличение напряжения
    • Уменьшение напряжения
  • Однофазный
  • Как подобрать конденсатор для пуска однофазного двигателя

    Уже рассказывали, как подобрать конденсатор для пуска трёхфазного двигателя, но методика в нашем случае не годится. Любители рекомендуют произвести попытку входа в так называемый резонанс. При этом потребление агрегата на 9 кВт составит порядка (!) 100 Вт. Это не значит, что вал потянет полную нагрузку, но в холостом режиме потреблением станет минимальным. Как подключить электродвигатель этим способом.

    Любители рекомендуют ориентироваться на потребляемый ток. При оптимальном значении емкости мощность станет минимальной. Оценить потребляемый ток можно при помощи китайского мультиметра. А так, подключение однофазного двигателя с пусковой обмоткой выполняют, руководствуясь электрической схемой, указанной на корпусе. Там приведены, например, сведения:

    1. Цвет кембрика определённой обмотки.
    2. Электрическая схема коммутации для цепи переменного тока.
    3. Номинал используемой емкости.

    Итак, если брать однофазный асинхронный двигатель, схема подключения чаще указана на корпусе.

    Схемы подключения

    Кто немного не в курсе, как подключаются к трехфазной сети асинхронные электродвигатели – настоятельно рекомендую ознакомиться с моей статьёй Подключение двигателя через магнитный контактор. Я предполагаю, что читатель знает, как включается электродвигатель, зачем и какая нужна защита двигателя, поэтому в этой статье я эти вопросы опускаю.

    В теории всё просто, а на практике приходится поломать голову.

    Очевидно, что включение обмоток двигателя Даландера можно реализовать двумя путями – через переключатель и через контакторы.

    Переключение скоростей с помощью переключателя

    Рассмотрим сначала схему попроще – через переключатель типа ПКП-25-2. Тем более, что только такие принципиальные схемы мне и встречались.

    Переключатель должен иметь три положения, одно из которых (среднее) соответствует выключенному двигателю. Про устройство переключателя – чуть позже.

    Подключение двухскоростного двигателя. Схема на переключателе ПКП.

    Крестиками на пунктирах положения переключателя SA1 отмечены замкнутые состояния контактов. То есть, в положении 1 питание от L1, L2, L3 подается на треугольник (выводы U1, V1, W1). Выводы U2, V2, W2 остаются не подключенными. Двигатель вращается на первой, пониженной скорости.

    При переключении SA1 в положение 2 выводы U1, V1, W1 замыкаются друг с другом, а питание подается на U2, V2, W2.

    Переключение скоростей с помощью контакторов

    При запуске с помощью контакторов схема будет выглядеть аналогично:

    Схема включения двигателя на разных скоростях на контакторах

    Здесь на первую скорость двигатель включает контактор КМ1, на вторую – КМ2. Очевидно, что физически КМ2 должен состоять из двух контакторов, поскольку необходимо замыкание сразу пяти силовых контактов.

    Схема подключения электродвигателя

    Схема подключения электродвигателя во многом определяется условиями его эксплуатации. Например, подключение “звездой” обеспечивает большую плавность работы, но дает потерю мощности по сравнению с подключением “треугольником”.

    Иногда бывает нужно подключить трехфазный двигатель в однофазную сеть. В любом случае рассматривать этот вопрос надо по порядку. (Здесь и далее разговор пойдет про асинхронный электродвигатель как наиболее часто встречающийся).

    На рисунке 1 представлены две схемы соединения обмоток двигателя.

      Схема соединения “звездой”. Начала (или концы) всех обмоток соединяются в одной точке, оставшиеся концы (или начала) подключаются каждый к своей фазе (L1, L2, L3).

    Эта схема не позволяет использовать электрический двигатель на полную мощность, но имеет меньший пусковой ток.

    Соединение обмоток электродвигателя “треугольником”. При этом начало одной обмотки соединяется с концом другой. Вершины получившегося треугольника подключаются к цепи трехфазного тока.

    В отличие от соединения “звездой” эта схема позволяет использовать всю паспортную мощность двигателя, но имеет больший пусковой ток.

    • Подключение двигателя к сети одинаково, вне зависимости от способа соединения обмоток, поэтому, рассказывая про различные его подключения я буду использовать приведенное здесь обозначение электродвигателя, чтобы лишний раз не затруднять восприятие схемы.
    • Подключение двигателя к сети производится через электромагнитный пускатель. Схемы таких подключений приведены здесь.

      Соединение обмоток двигателя в ту или иную схему производится соответствующей установкой перемычек в клеммной коробке. (См. на соответствующих рисунках под схемами соединений). Для тех, кто привык разбираться во всем досконально на нижней части рисунка 1.с приведена схема подключения обмоток электродвигателя к соответствующим клеммам.

      Следует заметить, что сказанное относится к двигателям не подвергавшимся переделкам (ремонту) и имеющим штатную маркировку обмоток.

      В противном случае нужно самостоятельно найти обмотки, их начала и концы. Как это сделать поясняет рисунок 2.

    1. Прозваниваем обмотки. Для этого один измерительный щуп мультиметра в режиме измерения сопротивления подсоединяем к любой клемме (выводу), другим последовательно проверяем остальные. Точки, сопротивление между которыми составляет единицы или доли ом (близко к нулю), являются выводами одной обмотки.
    2. Отмечаем найденную обмотку, аналогичным образом прозваниваем оставшиеся выводы, находим остальные.
    3. Определяем начала и концы обмоток электродвигателя. Для этого соединяем любые две последовательно, подаем на них переменное напряжение. Для безопасности лучше ограничиться его величиной 12-36 Вольт. К оставшейся подключаем мультиметр в режиме измерения переменного напряжения. Наличие напряжения свидетельствует, что обмотки соединены синфазно, то есть конец одной подключен к началу другой.

    Этот вариант как раз изображен на рисунке. Отсутствие напряжения говорит о том, что обмотки соединены концами (или началами). Маркируем их соответствующим образом. Повторяем указанные действия для оставшейся обмотки, соединенной с любой из первых двух.

    Подключение однофазного асинхронного двигателя

    Для разгона асинхронного двигателя требуется создать вращающееся магнитное поле. С этим легко справляется трехфазный источник питания, где фазы сдвинуты друг относительно друга на 120 градусов. Но если речь идет о том, как подключить однофазный электродвигатель, то встает проблема: без сдвига фаз вал не начнет вращаться.

    Внутри однофазного асинхронного мотора располагаются две обмотки: пусковая и рабочая. Если обеспечить сдвиг фаз в них, то магнитное поле станет вращающимся. А это главное условие для запуска электродвигателя. Сдвигать фазы можно путем добавочного сопротивления (резистора) или индуктивной катушки. Но чаще всего используют емкости – пусковой и/или рабочий конденсаторы.

    С пусковой емкостью

    В большинстве случаев схема включает в себя только пусковой конденсатор. Он активен только во время запуска мотора. Поэтому способ хорош, когда пуск обещает быть тяжелым, в противном случае вал не сможет разгоняться из-за небольшого начального момента. После разгона пусковой конденсатор отключается, и работа продолжается без него.

    Схема подключения двигателя со вспомогательной емкостью представлена на рисунке выше. Для ее реализации вам потребуется реле или, как минимум, одна кнопка, которую вы будете зажимать на 3 секунды во время запуска мотора в ход. Вспомогательный конденсатор вместе со вспомогательной обмоткой включаются в цепь лишь на некоторое время.

    Такая схема обеспечивает оптимальный начальный крутящий момент, если имеют место незначительные броски переменного тока во время пуска. Но есть и недостаток – при работе в номинальном режиме технические характеристики падают. Это обусловлено формой магнитного поля рабочей обмотки: оно у нее овальное, а не круговое.

    С рабочей емкостью

    Если пуск легкий, а работа тяжелая, то вместо пускового конденсатора понадобится рабочий. Схема подключения показана ниже. Особенность заключается в том, что рабочая емкость вместе с рабочей обмоткой включена в цепь постоянно.

    Схема обеспечивает хорошие характеристики при работе в номинальном режиме.

    С обоими конденсаторами

    Компромиссное решение – использование вспомогательной и рабочей емкости одновременно. Этот способ идеален, если двигатель переменного тока пускается в ход уже с нагрузкой, и сама работа тяжела для него. Посмотрите, схема ниже – это словно две схемы (с рабочей и вспомогательной емкостью), наложенные друг на друга. При запуске на несколько секунд будет включаться пусковой механизм, а второй накопитель будет активен все время: от пуска до завершения работы.

    Расчет емкостей

    Наибольшую сложность для начинающих представляет расчет емкости конденсаторов. Профессионалы подбирают их опытным путем, прислушиваясь к мотору во время запуска и работы. Так они определяют, подходит накопитель, или нужно поискать другой. Но с небольшой погрешностью в большинстве случаев емкость можно рассчитать так:

    • Для рабочего накопителя: 0,7-0,8 мкФ на 1000 Ватт мощности электрического двигателя;
    • Для пускового конденсатора: больше в 2,5 раза.

    Пример: у вас асинхронный однофазный электродвигатель на 2 кВт. Это 2000 Ватт. Значит, при подключении с рабочей емкостью нужно запастись накопителем 1,4-1,6 мкФ. Для пусковой потребуется 3,5-4 мкФ.

    Особенности подключения однофазного электродвигателя 220 В.

    Для приведения асинхронного однофазного электродвигателя используется пусковое сопротивление. Такой метод задействован в устройствах с расщеплённой фазой. В электрической цепи мотора присутствуют ротор и статор. Обмотка второго смещена относительно основной. При этом рабочий элемент обладает меньшим сопротивлением, чем вспомогательный. Омический сдвиг фаз обеспечивается благодаря намотке бифилярным способом. Подключение без резистора невозможно.

    Особенностью однофазного двигателя является соединение вспомогательной обмотки с конденсатором. Работа начинается только после возникновения пускового момента. Конденсатор необходим для получения максимального значения. Благодаря ему и возникает пусковой момент, который приводит в работу все механизмы.

    Подключение однофазного синхронного электродвигателя

    Несмотря на сложность конструкции синхронных двигателей, они имеют много преимуществ перед асинхронными. Главное – это низкая чувствительность к скачкам напряжения, ведущих к резкому уменьшению или увеличению силы тока. Не менее значим и тот факт, что синхронные моторы могут работать даже с перегрузкой, не говоря уже об оптимальном режиме реактивной энергии и вращении вала с постоянной скоростью. Однако подключение – трудоемкий процесс, и это уже недостаток.

    Метод разгона

    Нельзя пустить в ход однофазный синхронный двигатель, просто подав питание на его обмотки. Потому что в момент включения направление питающего тока в статорных намотках соответствует рисунку (а). В это время на ротор, который еще находится в состоянии покоя, действует пара сил, которая будет пытаться крутить вал по часовой стрелке. Но через половину периода в статорных намотках ток поменяет свое направление. Поэтому пара сил будет уже действовать в обратном направлении, поворачивая вал против часов стрелки, как на рисунке (б). Поскольку ротор обладает большой инертностью, он так и не сдвинется с места.

    Чтобы заставить ротор вращаться, необходимо, чтобы он успевал сделать хотя бы половину оборота, чтобы изменение направления тока не повиляло на его вращение. Это возможно, если разогнать вал при помощи посторонних сил. Это можно сделать двумя путями:

    1. Вручную;
    2. С использованием второго двигателя.

    Собственной силой рук можно разогнать только маломощные синхронные электродвигатели. А для средне- и высокомощных агрегатов придется использовать другой мотор.

    При разгоне с посторонней силой ротор начинает вращаться со скоростью, близкой к синхронной. Потом только включается обмотка возбуждения, и затем – статорная намотка.

    Асинхронный пуск синхронного мотора

    Если в наконечниках на полюсах ротора уложены стержни из металла, и они соединены между собой по бокам кольцами, то мотор должен запускаться асинхронным методом. Эти стержни играют роль вспомогательной обмотки, которая есть у асинхронного двигателя. При этом намотку возбуждения закорачивают с помощью разрядного резистора, а статорную обмотку подключают к сети. Только так можно обеспечить такой же разгон, как и у асинхронного электродвигателя. Но после того, как скорость вращения максимально приблизится к синхронной (достаточно 95% от нее), намотку возбуждения соединяют с источником постоянного тока. Скорость становится полностью синхронной, что влечет за собой снижение ЭДС индукции вспомогательной обмотки вплоть до нуля. И она отключается автоматически.

    Схема и способ подключения вашего двигателя будет зависеть от того, какой он у вас: синхронный или асинхронный. В учет идет также мощность мотора, а также способ пуска: с нагрузкой или без. Разобраться в рисунках вам поможет элементарное понимание механики и электромагнитных явлений.

    Схема подключения однофазного двигателя с пусковой обмоткой

    Как определить рабочую и пусковую обмотки у однофазного двигателя

    Однофазные двигатели — это электрические машины небольшой мощности. В магнитопроводе однофазных двигателей находится двухфазная обмотка, состоящая из основной и пусковой обмотки.

    Две обмотки нужны для того, что бы вызвать вращение ротора однофазного двигателя. Самые распространенные двигатели такого типа можно разделить на две группы: однофазные двигатели с пусковой обмоткой и двигатели с рабочим конденсатором.

    У двигателей первого типа пусковая обмотка включается через конденсатор только на момент пуска и после того как двигатель развил нормальную скорость вращения, она отключается от сети. Двигатель продолжает работать с одной рабочей обмоткой. Величина конденсатора обычно указывается на табличке-шильдике двигателя и зависит от его конструктивного исполнения.

    У однофазных асинхронных двигателей переменного тока с рабочим конденсатором вспомогательная обмотка включена постоянно через конденсатор. Величина рабочей емкости конденсатора определяется конструктивным исполнением двигателя.

    То есть если вспомогательная обмотка однофазного двигателя пусковая, ее подключение будет происходить только на время пуска, а если вспомогательная обмотка конденсаторная, то ее подключение будет происходить через конденсатор, который остается включенным в процессе работы двигателя.

    Знать устройство пусковой и рабочей обмоток однофазного двигателя надо обязательно. Пусковая и рабочие обмотки однофазных двигателей отличаются и по сечению провода и по количеству витков. Рабочая обмотка однофазного двигателя всегда имеет сечение провода большее, а следовательно ее сопротивление будет меньше.

    Посмотрите на фото наглядно видно, что сечение проводов разное. Обмотка с меньшим сечением и есть пусковая. Замерять сопротивление обмоток можно и стрелочным и цифровым тестерами, а также омметром. Обмотка, у которой сопротивление меньше – есть рабочая.

    Рис. 1. Рабочая и пусковая обмотки однофазного двигателя

    А теперь несколько примеров, с которыми вы можете столкнуться:

    Если у двигателя 4 вывода, то найдя концы обмоток и после замера, вы теперь легко разберетесь в этих четырех проводах, сопротивление меньше – рабочая, сопротивление больше – пусковая. Подключается все просто, на толстые провода подается 220в.

    И один кончик пусковой обмотки, на один из рабочих. На какой из них разницы нет, направление вращения от этого не зависит. Так же и от того как вы вставите вилку в розетку.

    Вращение, будет изменятся, от подключения пусковой обмотки, а именно – меняя концы пусковой обмотки.

    Следующий пример. Это когда двигатель имеет 3 вывода. Здесь замеры будут выглядеть следующим образом, например – 10 ом, 25 ом, 15 ом. После нескольких измерений найдите кончик, от которого показания, с двумя другими, будут 15 ом и 10 ом. Это и будет, один из сетевых проводов.

    Кончик, который показывает 10 ом, это тоже сетевой и третий 15 ом будет пусковым, который подключается ко второму сетевому через конденсатор. В этом примере направление вращения, вы уже не измените, какое есть такое и будет.

    Здесь, чтобы поменять вращение, надо будет добираться до схемы обмотки.

    Еще один пример, когда замеры могут показывать 10 ом, 10 ом, 20 ом. Это тоже одна из разновидностей обмоток. Такие, шли на некоторых моделях стиральных машин, да и не только.

    В этих двигателях, рабочая и пусковая – одинаковые обмотки (по конструкции трехфазных обмоток). Здесь разницы нет, какой у вас будет рабочая, а какая пусковая обмотка. Подключение пусковой обмотки однофазного двигателя.

    также осуществляется через конденсатор.

    Основные схемы подключения

    В качестве фазозамещающего элемента для подключения однофазного асинхронного двигателя можно использовать разные электромеханические элементы (катушка индуктивности, активный резистор и др.), однако конденсатор обеспечивает наилучший пусковой эффект, благодаря чему и применяется для этого чаще всего.


    однофазный асинхронный двигатель и конденсатор

    Различают три основные способа запуска однофазного асинхронного двигателя через:

    • рабочий;
    • пусковой;
    • рабочий и пусковой конденсатор.

    В большинстве случаев применяется схема с пусковым конденсатором. Это связано с тем, что она используется как пускатель и работает только во время включения двигателя. Дальнейшее вращение ротора обеспечивается за счет пульсирующего магнитного поля рабочей фазы, как уже было описано в предыдущем абзаце. Для замыкания цепи пусковой цепи зачастую используют реле или кнопку.

    Поскольку обмотка пусковой фазы используется кратковременно, она не рассчитана на большие нагрузки, и изготавливается из более тонкой проволоки. Для предотвращения выхода её из строя в конструкцию двигателей включают термореле (размыкает цепь после нагрева до установленной температуры) или центробежный выключатель (отключает пусковую обмотку после разгона вала двигателя).

    Таким путем достигаются отличные пусковые характеристики. Однако данная схема обладает одним существенным недостатком – магнитное поле внутри двигателя, подключенного к однофазной сети, имеет не круговую, а эллиптическую форму. Это увеличивает потери при преобразовании электрической энергии в механическую и, как следствие, снижает КПД.

    Схема с рабочим конденсатором не предусматривает отключение дополнительной обмотки после запуска и разгона двигателя. В данном случае конденсатор позволяет компенсировать потери энергии, что приводит к закономерному увеличению КПД. Однако в пользу эффективности проходится жертвовать пусковыми характеристиками.

    Для работы схемы необходимо подбирать элемент с определенной ёмкостью, рассчитанной с учетом тока нагрузки. Неподходящий по емкости конденсатор приведет к тому, что вращающееся магнитное поле будет принимать эллиптическую форму.

    Своеобразной «золотой серединой» является схема подключения с использованием обоих конденсаторов – и пускового, и рабочего. При подключении двигателя таким способом его пусковые и рабочие характеристики принимают средние значения относительно описанных выше схем.

    На практике для приборов, требующих создания сильного пускового момента используется первая схема с соответствующим конденсатором, а в обратной ситуации – вторая, с рабочим.

    Устройство и схема подключения АД

    Устройство однофазного асинхронного двигателя

    Интересно! Трехфазный асинхронный двигатель можно использовать для работы в однофазном режиме. Предварительно необходимо провести расчет.

    У статора две электрообмотки. Одна из них рабочая, которая является основной. Вторая пусковая и нужна, чтобы осуществлять пуск устройства. Отличие однофазовых моторов — отсутствие момента впуска. Ротор напоминает беличью клетку по структуре.Ток одной фазы производит магнитное поле. Оно состоит из двух полей. Включая устройство, ротор двигателя неподвижен.

    Схема подключения обмоток однофазного двигателя

    Расчет результирующего момента при неподвижном роторе лежит в основе магнитных полей образующих два вращающихся момента.

    Противоположные моменты обозначаются М.

    n – частота вращения

    Расчет:

    Mn = M1 M2

    Характеристики асинхронного однофазного двигателя

    Если неподвижную часть задействовать, тогда наступит вращающий момент. Из-за его недоступности при запуске, двигатели оборудованы дополнительным пусковым устройством.

    Отличие однофазных асинхронных двигателей от трёхфазных — особенности статора. Пазы имеютдвухфазовую обмотку. Одна будет основной или рабочей, а вторая именуется пусковой.

    Магнитные оси находятся по отношению друг к другу на 90 градусов. Включенная рабочая фаза не вызывает вращение ротора по причине неподвижной оси магнитного поля.

    Существуют специальные программы для расчета обмоток статора.

    Как подключить

    Подключить однофазный электродвигатель можно в розетку с помощью специальных разъемов – штепсельной вилки. Нужно чтобы было напряжение 220 – 240 В и частота тока 50 Гц. Независимо от того какое это устройство – соковыжималка, миксер, электромясорубка или пылесос, разъемы подключаемого электроприбора и розетки – всегда совпадают!

    Электродвигатель можно запустить с помощью правильно подобранного по емкости конденсатора, подсоединенного к пусковой обмотке, либо с помощью резистора.

    Обычно все это уже предусмотрено в конструкции. Достаточно «всунуть вилку в розетку» и нажать кнопку «старт».

    При этом, пусковой механизм может работать как кратковременно, так и быть постоянно включенным в цепь.

    Таким образом, выбирая целенаправленно “моторчик” для однофазной сети важно правильно его запустить. Бытовые приборы уже имеют необходимые параметры настройки, достаточно просто нажать кнопку

    В остальных случаях – нужно правильно подобрать пусковое устройство, чтобы запустился двигатель и выполнял свои поставленные задачи.

    Фото однофазных электродвигателей

    Читайте здесь! Характеристики электродвигателей: основные параметры и расшифровка маркировки современных электродвигателей

    Подключение

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

    аподключение с пусковым и рабочим кондсенсаторами

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

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

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

    Существует 3 схемы включения однофазного двигателя:

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

    Подключение электромотора с пусковым сопротивлением:

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

    Подключение мотора с конденсаторным пуском:

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

    Работа механизма

    Для работы устройства необходима 1 фаза с усилием 220 В. Это значит, что подсоединить его можно в домашнюю розетку. Непосредственно в этом причина известности двигателя среди населения. В абсолютно всех домашних устройствах, от соковыжималки до шлифующей машины, установлены механизмы такого типа.

    Имеется 2 вида электромоторов: с пусковой обмоткой и с конденсатором.

    1. В первом виде приборов отправная обмотка функционирует с помощью конденсатора только в период старта. Уже после достижения техникой обычной скорости она выключается, и деятельность продолжается с 1 обмоткой.
    2. Во втором случае для двигателей с рабочим конденсатором, дополнительная электрообмотка подключена через конденсатор все время.

    Электродвигатель может быть взят с одного устройства и включён к другому. К примеру, надёжный однофазный двигатель от стиральной машины либо пылесоса может применяться для работы газонокосилки, станка и т. д.

    Схема подключения однофазного асинхронного двигателя:

    1. В 1 схеме работа запускающей обмотки производится с помощью конденсатора и только лишь в период пуска.
    2. 2 модель также учитывает временное подсоединение, но оно совершается через сопротивление, а не через холодильник.
    3. 3 модель считается наиболее популярной. В рамках этой схемы холодильник постоянно подключен к источнику электричества, а не только лишь в период старта.

    Подключение мотора с пусковым противодействием

    Дополнительная обмотка подобных приборов имеет высокое интенсивное противодействие. Для пуска электромашины этого вида может быть применён пусковой резистор. Его необходимо поочерёдно подсоединить к пусковой обмотке. Подобным способом можно приобрести сдвиг фаз в 30° меж токами обмоток, чего станет абсолютно достаточно для старта приспособления.

    Помимо этого, сдвиг фаз может быть приобретён посредством применения пусковой фазы с огромным значением противодействия и наименьшей индуктивностью. У такого рода обмотки меньшее число витков и тоньше кабель.

    Подключение двигателя с конденсаторным пуском

    У этих электромашин отправная цепь включает конденсатор и вводится только лишь в период старта.

    Для свершения наибольшего значения отправного момента необходимо циркулярное магнитное поле, что осуществляет оборот. Для того чтобы оно появилось, токи обмоток должны быть направлены на 90° друг к другу. Подобные фазосдвигающие компоненты, как резистор и дроссель, не гарантируют нужный сдвиг фаз. Только лишь вовлечение в цепь конденсатора даёт возможность приобрести сдвиг фаз 90°, если верно выбрать ёмкость.

    Определить нужные провода и то, к какой обмотке они причисляются, можно посредством замера противодействия. У рабочей обмотки значение противодействия постоянно меньше (12 Ом), чем у пусковой обмотки (30 Ом). В соответствии с этим сечение провода основной обмотки больше, чем у пусковой.

    Конденсатор подбирается согласно употребляемому двигателем току. К примеру, в случае если ток равен 1,4 А, то нужен конденсатор 6 мкФ.

    Принцип действия

    Принцип действия электродвигателя демонстрирует простейший опыт, который всем нам показывали в школе — вращение рамки с током в поле постоянного магнита.

    Рамка с током — это аналог ротора, неподвижный магнит — статор. Если в рамку подать ток, она повернется перпендикулярно направлению магнитного поля и застынет в этом положении. Если заставить магнит крутиться, рамка будет вращаться с той же скоростью, то есть синхронно с магнитом. У нас получился синхронный электродвигатель. Но у нас магнит — это статор, а он по определению неподвижен. Как заставить вращаться магнитное поле неподвижного статора?

    Для начала заменим постоянный магнит катушкой с током. Это обмотка нашего статора. Как известно из той же школьной физики, катушка с током создает магнитное поле. Последнее пропорционально величине тока, а полярность зависит от направления тока в катушке. Если подать в катушку переменный ток, получим переменное поле.

    Нам поможет очень наглядная аналогия с часами. Какие векторы вращаются постоянно перед нашими глазами? Это часовые стрелки. Представим, что в углу комнаты висят часы. Секундная стрелка вращается, делая один полный оборот в минуту. Стрелка — вектор единичной длины.

    Тень, которую стрелка отбрасывает на стену, меняется как синус с периодом в 1 минуту, а тень, отбрасываемая на пол — как косинус. Или синус, сдвинутый по фазе на 90 градусов. Но вектор равен сумме своих проекций. Другими словами, стрелка равна векторной сумме своих теней.

    Схема подключения асинхронного двигателя с пусковой обмоткой: последовательность сборки

    Например, мы определили, что из статора выходят четыре или три провода. Вызваниваем между ними активное сопротивление омметром и определяем пусковую и рабочую обмотку.

    Допустим, что у четырех проводов между собой вызваниваются две пары с сопротивлением 6 и 12 Ом. Скрутим произвольно по одному проводу от каждой обмотки, обозначим это место, как «общий провод» и получим между тремя выводами замер 6, 12, 18 Ом.

    Точками на этой схеме я обозначил начала обмоток. Пока на этот вопрос не обращайте внимание. Но, к нему потребуется вернуться дальше, когда возникнет необходимость выполнять реверс.

    Цепочка между общим выводом и меньшим сопротивлением 6Ω будет главной, а большим 12Ω — вспомогательной, пусковой обмоткой. Последовательное их соединение покажет суммарный результат 18 Ом.

    Помечаем эти 3 конца уже понятной нам маркировкой:

    • О — общий;
    • П — пусковой;
    • Р — рабочий.

    Дальше нам понадобиться кнопка ПНВС, специально созданная для запуска однофазных асинхронных двигателей. Ее электрическая схема представлена тремя замыкающими контактами.

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

    Это означает, что при нажатии кнопки все три контакта замыкаются и удерживаются в этом положении. Но, при отпускании руки два крайних контакта остаются замкнутыми, а средний возвращается под действием пружины в разомкнутое состояние.

    Эту кнопку и клеммы вывода обмоток статора из электродвигателя соединяем трехжильным кабелем так, чтобы на средний контакт ПНВС выходил контакт пусковой обмотки. Выводы П и Р подключаем на ее крайние контакты и помечаем.

    С обратной стороны кнопки между контактами пусковой и рабочей обмоток жестко монтируем перемычку. На нее и второй крайний контакт подключаем кабель питания бытовой сети 220 вольт с вилкой для установки в розетку.

    При включении этой кнопки под напряжение все три контакта замкнутся, а рабочая и пусковая обмотка станут работать. Буквально через пару секунд двигатель закончит набирать обороты, выйдет на номинальный режим.

    Тогда кнопку запуска отпускают:

    • пусковая обмотка отключается самовозвратом среднего контакта;
    • главная обмотка двигателя продолжает раскручивать ротор от сети 220 В.

    Это самая доступная схема подключения асинхронного двигателя с пусковой обмоткой для домашнего мастера. Однако, она требует наличия кнопки ПНВС.

    Если ее нет, а электродвигатель требуется срочно запустить, то ее допустимо заменить комбинацией из двухполюсного автоматического выключателя и обычной электрической кнопки соответствующей мощности с самовозвратом.

    Придется включать их одновременно, а кнопку отпускать после раскрутки электродвигателя.

    Все запуски электродвигателей и любого электрического оборудования всегда выполняйте с защитой этих цепей автоматическими выключателями. Они предотвратят развитие аварийных ситуаций при возникновении любых случайных ошибок.

    С целью закрепления материала по этой теме рекомендую посмотреть видеоролик владельца Oleg pl. Он как раз показывает конструкцию встроенного центробежного регулятора, предназначенного для автоматического отключения вспомогательной обмотки.

    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

    • Подключение однофазного двигателя с пусковой обмоткой через кнопку ПНВС

    подключение однофазного двигателя

    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.

    Схемы подключения однофазных электродвигателей

    Вопрос как подключить однофазный электродвигатель очень часто возникает на практике из-за высокой популярности применения подобных агрегатов для решения различных бытовых задач.

    Схема подключения однофазного электродвигателя достаточно проста и требует учета всего одного принципиального момента: для обеспечения его работоспособности необходимо вращающееся магнитное поле. При наличии только однофазной сети переменного тока на момент запуска электродвигателя его приходится формировать искусственно через применение соответствующих схемных решений.

    • Обмотки электромотора
    • Особенности формирования вращающего момента
    • Конденсаторы
    • Косвенное включение
    • Особенности применения магнитного пускателя
    • Заключение

    Обмотки электромотора

    Укладка обмоток в статоре однофазного электродвигателя

    Конструкция любого однофазного электродвигателя предполагает использование как минимум трех катушек. Две из них являются элементов конструкции статора,включены параллельно.

    Одна из них является рабочей, а вторая выполняет функции пусковой. Их клеммы выведены на корпус двигателя и используются для подключения к сети. Обмотка ротора выполнена короткозамкнутой.

    К сети подключатся две из них, остальные служат для коммутации.

    Визуально идентифицировать рабочую и пусковую обмотку можно по сечению провода: у первой из них оно заметно больше. Можно замерить сопротивление тестером подключением его к клеммам: у рабочей обмотки его величина будет меньше. Как правило, сопротивления обмоток будет составлять не более нескольких десятков Ом.

    Особенности формирования вращающего момента

    Магнитное поле, создаваемое катушками электродвигателя, имеет фазовый сдвиг на 90 градусов. Это обычно достигается через конденсатор, который последовательно включается в цепь запуска. Возможные варианты соединения показаны на рисунке ниже.

    Варианты создания сдвига фаз

    Пусковая катушка может работать постоянно. Допустима также схема, основанная на ее отключении после достижения номинальной частоты вращения ротора. Постоянное подключение пусковой обмотки усложняет конструкцию двигателя, но улучшает его характеристики. На особенностях подключения к сети эти различия не сказываются.

    Однофазный электромотор позволяет простыми средствами изменить направление вращения вала на противоположное. Для этого производится сдвиг фазы тока, поступающего от сети и протекающего через цепи запуска, меняется на противоположный. Данная процедура реализуется простым изменением порядка включения пусковой обмотки при ее соединении с рабочей обмоткой.

    Конденсаторы

    Технические характеристики однофазных асинхронных двигателей INNOVARI

    • Напряжение питания 230 В, частота 50 Гц
    • Класс изоляции F (155ºС)
    • Режим работы S1 (продолжительный)
    • Класс защиты IP55 (пылевлагозащищённый)
    • Исполнение фланца B5/B14 (для версии B14 – 8 отверстий)

    Габаритные размеры

    • Электродвигатели с маленьким фланцем B14
    • Электродвигатели с большим фланцем B5

    Сопутствующие товары к асинхронным двигателям

    Независимая вентиляцияРедукторы- вариаторыСистемы вибродиагностики

    Принцип работы однофазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым

    Магнитная система однофазного асинхронного электродвигателя состоит из сердечников статора и ротора, выполняемых из листов электротехнической стали. Сердечник статора фиксируется в станине двигателя, которая неподвижно закрепляется на фундаменте. Сердечник ротора насаживается на вал двигателя, а концы вала опираются на подшипники, расположенные в станине. В пазах статора размещается, как правило, двухфазная многополюсная обмотка, питаемая от однофазного источника напряжения. В пазах ротора располагается короткозамкнутая обмотка типа беличьей клетки. Между статором и ротором имеется небольшой воздушный зазор.

    Чтобы обмотка статора создавала вращающееся магнитное поле, фазы обмотки сдвинуты в пространстве на некоторый угол и запитываются токами, сдвинутыми по фазе во времени. Для этого последовательно или параллельно с одной из обмоток включается конденсатор определенной ёмкости, располагающийся непосредственно на двигателе. Вращающийся магнитный поток, пересекая витки обмотки ротора, индуцирует в ней электродвижущую силу и электрический ток, частота и величина которого зависит от разности скоростей – синхронной и механической скорости вращения ротора. В результате взаимодействия тока ротора с магнитным потоком в зазоре между ротором и статором, возникает электромагнитный момент, заставляющий ротор вращаться и приводить в движение нагрузку двигателя – трансмиссию и рабочий механизм.

    Применение однофазных асинхронных двигателей INNOVARI

    В основном однофазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором INNOVARI предназначены для применения в промышленных электрических приводах малой мощности.

    Относительная дешевизна и надежность двигателей с короткозамкнутым ротором обеспечивают очень широкий спектр применения: устройства промышленной автоматики, манипуляторы, электроинструмент, вентиляторы, насосы, компрессоры, бытовая техника. Преимущества применения однофазных асинхронных двигателей INNOVARI:

    • использование однофазной сети питания;
    • высокое качество изготовления и надежность в эксплуатации;
    • удобное присоединение к редуктору и удобный электрический монтаж в клеммной коробке;
    • двигатели оптимизированы для работы с преобразователем частоты;
    • возможность установки штатных комплектов независимой вентиляции.

    Двухскоростной однофазный с короткозамкнутым ротором конденсаторный. Схемы подключения однофазных электродвигателей

    25. СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ОДНОФАЗНЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

    Однофазные двигатели имеют на статоре две обмотки: рабочую и вспомогательную. Последняя включается только на время пуска и поэтому называется пусковой. Рабочую обмотку называют также главной фазой, а пусковую — вспомогательной. Питание однофазных двигателей осуществляется от однофазной сети.

    Широкое распространение имеют однофазные двигатели, у которых постоянно включены две обмотки (две фазы). Такие двигатели по принципу действия относятся к двухфазным, но поскольку их включают в однофазную сеть, а во вспомогательной фазе таких двигателей имеется обычно постоянно включенный конденсатор, то они и называются однофазными конденсаторными двигателями в отличие от однофазных двигателей с пусковой обмоткой.

    Роторы однофазных двигателей, в том числе и конденсаторных, выполняют в большинстве случаев короткозамкнутыми.

    Пусковая обмотка однофазного двигателя имеет большую плотность тока, включается только на период пуска и по достижении скорости, близкой к номинальной, должна быть отключена. Время нахождения её под током ограничено. Так, например, для микродвигателей единой серии типа АОЛБ, АОЛГ это время во избежание перегрева обмотки не должно превышать 3 с. Частые пуски могут привести к перегреву пусковой обмотки.

    Для микродвигателей единой серии допускается три пуска подряд из холодного и один из горячего состояния при условии соблюдения времени нахождения обмотки при пуске 3 с.

    Пусковая обмотка отключается центробежным или кнопочным выключателем, реле максимального тока, биметаллическим тепловым реле и другими устройствами.

    Для изменения направления вращения однофазного двигателя надо переключить выводы одной из фаз статора.

    В зависимости от вида пускового элемента, включаемого во вспомогательную фазу, различают однофазные двигатели с пусковым сопротивлением (рис. 58, а ) и с пусковой емкостью (рис. 58, б ).

    Пусковое сопротивление может быть внешним, т. е. расположенным вне обмотки и включенным с нею последовательно, или внесенным. Двигатели с внесенным во вспомогательную обмотку сопротивлением называются также двигателями с повышенным сопротивлением пусковой фазы. В этом случае пусковая обмотка обычно выполняется с бифилярными катушками проводом уменьшенного сечения. Двигатели с пусковой емкостью или внешним сопротивлением называются однофазными двигателями с пусковыми элементами.

    Однофазные конденсаторные двигатели имеют или две емкости — пусковую и рабочую (рис. 58, в), или только одну — рабочую (рис. 58, г). Пусковой конденсатор включается только на период пуска и служит для увеличения пускового момента.

    В последние годы выпускаются универсальные асинхронные микродвигатели, предназначенные для работы как от трехфазной, так и от однофазной сети. При включении в трехфазную сеть фазы обмотки двигателя включаются треугольником или звездой в зависимости от номинального напряжения сети. В однофазную сеть двигатели включаются по одной из схем (рис. 59). При таких схемах однофазная сеть должна соответствовать большему номинальному напряжению двигателя. Так, например, если двигатель имеет номи-

    Рис. 58. Схемы однофазных асинхронных двигателей: а — с пусковым сопротивлением, б — с пусковой емкостью, в — с пусковой и рабочей емкостями (конденсаторный двигатель), г — с рабочей емкостью: А — главная обмотка, В — вспомогательная обмотка, R п -пусковое сопротивление, С п -пусковая емкость, С р — рабочая емкость

    Рис. 59. Схемы включения трехфазной обмотки в однофазную сеть: а — при соединении обмоток в звезду с параллельно включенной емкостью, б — при параллельном соединении главной и вспомогательной обмоток

    нальные напряжения 127/220 В, то в однофазном режиме он должен работать при напряжении 220 В.

    Зачастую основное внимание уделяется изучению трёхфазных электродвигателей, частично в связи с тем, что трёхфазные электродвигатели применяются чаще, чем однофазные. Однофазные электродвигатели имеют тот же принцип действия, что и трёхфазные электродвигатели, только с более низкими пусковыми моментами. Они подразделяются по типам в зависимости от способа пуска.

    Стандартный однофазный статор имеет две обмотки, расположенные под углом 90° по отношению друг к другу. Одна из них считается главной обмоткой, другая — вспомогательной, или пусковой. В соответствии с количеством полюсов каждая обмотка может делиться не несколько секций.

    На рисунке приведен пример двухполюсной однофазной обмотки с четырьмя секциями в главной обмотке и двумя секциями во вспомогательной.


    Следует помнить, что использование однофазного электродвигателя — это всегда, своего рода, компромисс. Конструкция того или иного двигателя зависит, прежде всего, от поставленной задачи. Это значит, что все электродвигатели разрабатываются в соответствии с тем, что наиболее важно в каждом конкретном случае: например, КПД, вращающий момент, рабочий цикл и т.д. Из-за пульсирующего поля однофазные электродвигатели CSIR и RSIR могут иметь более высокий уровень шума по сравнению с двухфазными электродвигателями PSC и CSCR, которые работают намного тише, так как в них используется пусковой конденсатор. Конденсатор, через который производится пуск электродвигателя, способствует его плавной работе.

    Основные типы однофазных индукционных электродвигателей

    Бытовая техника и приборы низкой мощности работают от однофазного переменного тока, кроме того, не везде может быть обеспечено трёхфазное электропитание. Поэтому однофазные электродвигатели переменного тока получили широкое распространение, особенно в США. Очень часто электродвигателям переменного тока отдают предпочтение, так как их отличает прочная конструкция, низкая стоимость, к тому же они не требуют технического обслуживания.

    Как видно из названия, однофазный индукционный электродвигатель работает по принципу индукции; тот же принцип действует и для трёхфазных электродвигателей. Однако между ними есть различия: однофазные электродвигатели, как правило, работают при переменном токе и напряжении 110 -240 В, поле статора этих двигателей не вращается. Вместо этого каждый раз при скачке синусоидального напряжения от отрицательного к положительному меняются полюса.

    В однофазных электродвигателях поле статора постоянно выравнивается в одном направлении, а полюса меняют своё положение один раз в каждом цикле. Это означает, что однофазный индукционный электродвигатель не может быть пущен самостоятельно.


    Теоретически, однофазный электродвигатель можно было бы запустить при помощи механического вращения двигателя с последующим немедленным подключением питания. Однако на практике пуск всех электродвигателей осуществляется автоматически.

    Выделяют четыре основных типа электродвигателей:

    Индукционный двигатель с пуском через конденсатор / работа через обмотку (индуктивность) (CSIR),

    Индукционный двигатель с пуском через конденсатор/работа через конденсатор (CSCR),

    Индукционный двигатель с реостатным пуском (RSIR) и

    Двигатель с постоянным разделением емкости (PSC).

    На приведённом ниже рисунке показаны типичные кривые соотношения вращающий момент/частота вращения для четырёх основных типов однофазных электродвигателей переменного тока.


    Однофазный электродвигатель с пуском через конденсатор/работа через обмотку (CSIR)

    Индукционные двигатели с пуском через конденсатор, которые также известны как электродвигатели CSIR, составляют самую большую группу однофазных электродвигателей.

    Двигатели CSIR представлены несколькими типоразмерами: от самых маломощных до 1,1 кВт. В электродвигателях CSIR конденсатор последовательно соединён с пусковой обмоткой. Конденсатор вызывает некоторое отставание между током в пусковой обмотке и в главной обмотке.


    Это способствует задержке намагничивания пусковой обмотки, что приводит к появлению вращающегося поля, которое влияет на возникновение вращающего момента. После того как электродвигатель наберёт скорость и приблизится к рабочей частоте вращения, открывается пускатель. Далее электродвигатель будет работать в обычном для индукционного электродвигателя режиме. Пускатель может быть центробежным или электронным.

    Двигатели CSIR имеют относительно высокий пусковой момент, в диапазоне от 50 до 250 процентов от вращающего момента при полной нагрузке. Поэтому из всех однофазных электродвигателей эти двигатели лучше всего подходят для случаев, когда пусковые нагрузки велики, например для конвейеров, воздушных компрессоров и холодильных компрессоров.


    Однофазный электродвигатель с пуском через конденсатор/ работа через конденсатор (CSCR)

    Этот тип двигателей, которые коротко называются «электродвигатели CSCR», сочетает в себе лучшие свойства индукционного двигателя с пуском через конденсатор и двигателя с постоянно подключённым конденсатором. Несмотря на то, что из-за своей конструкции эти двигатели несколько дороже других однофазных электродвигателей, они остаются наилучшим вариантом для применения в сложных условиях. Пусковой конденсатор электродвигателя CSCR последовательно соединён с пусковой обмоткой, как и в электродвигателе с пуском через конденсатор. Это обеспечивает высокий пусковой момент.


    Электродвигатели CSCR также имеют сходство с двигателями с постоянным разделением емкости (PSC), так как у них пуск тоже осуществляется через конденсатор, который последовательно соединён с пусковой обмоткой, если пусковой конденсатор отключен от сети. Это означает, что двигатель справляется с максимальной нагрузкой или перегрузкой.

    Электродвигатели CSCR могут использоваться для работы с низким током полной нагрузки и при более высоком КПД. Это даёт некоторые преимущества, в том числе обеспечивает работу двигателя с меньшими скачками температуры, в сравнении с другими подобными однофазными электродвигателями.

    Электродвигатели CSCR — самые мощные однофазные электродвигатели, которые могут использоваться в сложных условиях, например, в насосах для перекачивания воды под высоким давлением и в вакуумных насосах, а также в других высокомоментных процессах. Выходная мощность таких электродвигателей лежит в диапазоне от 1,1 до 11 кВт.


    Однофазный электродвигатель с пуском через сопротивление/работа через обмотку (индуктивность) (RSIR)

    Данный тип двигателей ещё известен как «электродвигатели с расщеплённой фазой». Они, как правило, дешевле однофазных электродвигателей других типов, используемых в промышленности, но у них также есть некоторые ограничения по производительности.

    Пусковое устройство электродвигателей RSIR включает в себя две отдельные обмотки статора. Одна из них используется исключительно для пуска, диаметр проволоки данной обмотки меньше, а электрическое сопротивление — выше, чем у главных обмоток. Это вызывает отставание вращающегося поля, что, в свою очередь, приводит в движение двигатель. Центробежный или электронный пускатель отсоединяет пусковую обмотку, когда частота вращения двигателя достигает, приблизительно, 75% от номинальной величины. После этого электродвигатель продолжит работу в соответствии со стандартными принципами действия индукционного электродвигателя.


    Как уже говорилось раньше, для электродвигателей RSIR есть некоторые ограничения. У них низкие пусковые моменты, часто в диапазоне от 50 до 150 процентов от номинальной нагрузки. Кроме того, электродвигатель создаёт высокие пусковые токи, приблизительно от 700 до 1000% от номинального тока. В результате продолжительное время пуска будет вызывать перегрев и разрушение пусковой обмотки. Это означает, что электродвигатели данного типа нельзя использовать там, где необходимы большие пусковые моменты.

    Электродвигатели RSIR рассчитаны на узкий диапазон напряжения питания, что, естественно, ограничивает области их применения. Их максимальные вращающие моменты варьируются в пределах от 100 до 250% от расчетной величины. Необходимо также отметить, что дополнительной трудностью является установка тепловой защиты, так как довольно сложно найти защитное устройство, которое срабатывало бы достаточно быстро, чтобы не допустить прогорания пусковой обмотки. Электродвигатели RSIR подходят для использования в небольших приборах для рубки и перемалывания, вентиляторах, а также для применения в других областях, в которых допускается низкий пусковой момент и требуемая выходная мощность на валу от 0,06 кВт до 0,25 кВт. Они не используются там, где должны быть высокие вращающие моменты или продолжительные циклы.


    Однофазный электродвигатель с постоянным разделение емкости (PSC)

    Как видно из названия, двигатели с постоянным разделением емкости (PSC) оснащены конденсатором, который во время работы постоянно включен и последовательно соединён с пусковой обмоткой. Это значит, что эти двигатели не имеют пускателя или конденсатора, который используется только для пуска. Таким образом, пусковая обмотка становится вспомогательной обмоткой, когда электродвигатель достигает рабочей частоты вращения.


    Конструкция электродвигателей PSC такова, что они не могут обеспечить такой же пусковой момент, как электродвигатели с пусковыми конденсаторами. Их пусковые моменты достаточно низкие: 30-90% от номинальной нагрузки, поэтому они не используются в системах с большой пусковой нагрузкой. Это компенсируется за счёт низких пусковых токов — обычно меньше 200% от номинального тока нагрузки, — что делает их наиболее подходящими двигателями для областей применения с продолжительным рабочим циклом.

    Двигатели с постоянным разделением емкости имеют ряд преимуществ. Рабочие параметры и частоту вращения таких двигателей можно подбирать в соответствии с поставленными задачами, к тому же они могут быть изготовлены для оптимального КПД и высокого коэффициента мощности при номинальной нагрузке. Так как они не требуют специального устройства пуска, их можно легко реверсировать (изменить направление вращения на обратное). В дополнение ко всему вышесказанному, они являются самыми надёжными из всех однофазных электродвигателей. Вот почему Grundfos использует однофазные электродвигатели PSC в стандартном исполнении для всех областей применения с мощностями до 2,2 кВт (2-полюсные) или 1,5 кВт (4-полюсные).

    Двигатели с постоянным разделением емкости могут использоваться для выполнения целого ряда различных задач в зависимости от их конструкции. Типичным примером являются низкоинерционные нагрузки, например вентиляторы и насосы.


    Двухпроводные однофазные электродвигатели

    Двухпроводные однофазные электродвигатели имеют две главные обмотки, пусковую обмотку и рабочий конденсатор. Они широко используются в США с однофазными источниками питания: 1 ½ 115 В / 60 Гц или 1 ½ 230 В / 60 Гц. При правильном подключении данный тип электродвигателей можно использовать для обоих видов электропитания.


    Ограничения однофазных электродвигателей

    В отличие от трёхфазных для однофазных электродвигателей существуют некоторые ограничения. Однофазные электродвигатели ни в коем случае не должны работать в режиме холостого хода, так как при малых нагрузках они сильно нагреваются, также рекомендуется эксплуатировать двигатель при нагрузке меньшей 25% от полной нагрузки.

    Электродвигатели PSC и CSCR имеют симметричное/ круговое вращающееся поле в одной точке приложения нагрузки; это значит, что во всех остальных точках приложения нагрузки вращающееся поле асимметричное/эллиптическое. Когда электродвигатель работает с асимметричным вращающимся полем, сила тока в одной или обеих обмотках может превышать силу тока в сети. Такие избыточные токи вызывают потери, в связи с этим одна или обе обмотки (что чаще происходит при полном отсутствии нагрузки) нагреваются, даже если ток в сети относительно небольшой. Смотрите примеры.



    О напряжении в однофазных электродвигателях

    Важно помнить о том, что напряжение на пусковой обмотке электродвигателя может быть выше сетевого напряжения питания электродвигателя. Это относится и к симметричному режиму работы. Смотрите пример.


    Изменение напряжения питания

    Нужно отметить, что однофазные электродвигатели обычно не используются для больших интервалов напряжения, в отличие от трёхфазных электродвигателей. В связи с этим может возникнуть потребность в двигателях, которые могут работать с другими видами напряжения. Для этого необходимо внести некоторые конструкционные изменения, например, нужна дополнительная обмотка и конденсаторы различной ёмкости. Теоретически, ёмкость конденсатора для различного сетевого напряжения (с одной и той же частотой) должна быть равна квадрату отношения напряжений:


    Таким образом, в электродвигателе, рассчитанном на питание от сети в 230 В, используется конденсатор 25µФ/400 В, для модели электродвигателя на 115 В необходим конденсатор ёмкостью 100µФ с маркировкой более низкого напряжения — например 200 В.

    Иногда выбирают конденсаторы меньшей ёмкости, например 60µФ. Они дешевле и занимают меньше места. В таких случаях обмотка должна подходить для определённого конденсатора. Нужно учитывать, что производительность электродвигателя при этом будет меньше, чем с конденсатором ёмкостью 100µФ — например, пусковой момент будет ниже.

    Заключение

    Однофазные электродвигатели работают по тому же принципу, что и трёхфазные. Однако у них более низкие пусковые моменты и значения напряжения питания (110-240В).

    Однофазные электродвигатели не должны работать в режиме холостого хода, многие из них не должны эксплуатироваться при нагрузке меньше 25 % от максимальной, так как это вызывает повышение температуры внутри электродвигателя, что может привести к его поломке.

    Для освещения и общих бытовых целей в домах, офисах, магазинах, а также в небольших производствах, широко используется однофазная система электропитания наряду с трёхфазной системой. Однофазная система применяется там, где потребляемая мощность мала, где нет необходимости в использовании трёхфазных электрических цепей, где нет постоянного круглосуточного потребления большой мощности.

    Однофазные двигатели просты в конструкции и эксплуатации, что в свою очередь даёт экономию в их эксплуатации, ремонте и обслуживании в сравнении с аналогичными трёхфазными двигателями. Обычно в бытовой технике, такой как пылесосы, вентиляторы, стиральные машины, фены, центробежные насосы, маленькие игрушки и т.д. используются именно однофазные электрические машины.

    Однофазные асинхронные двигатели классифицируются следующим образом:

    • Однофазные асинхронные двигатели или асинхронные двигатели.
    • Однофазные синхронные двигатели.
    • Коллекторные двигатели.

    Эта статья даёт основное представление об однофазном асинхронном двигателе, его описание и принцип его работы.

    Конструкция однофазного асинхронного двигателя

    Как и любой другой электрический двигатель, однофазный асинхронный двигатель состоит из двух основных частей, а именно из ротора и статора. Статор является неподвижной частью двигателя, а ротор подвижной частью. Питание однофазным напряжением подается на статор асинхронного двигателя, который содержит обмотки для создания магнитного поля. Ротор представляет собой вращающуюся часть, которая соединяется с механической нагрузкой. Ротор однофазного асинхронного двигателя является короткозамкнутым, то есть содержит короткозамкнутую обмотку, обычно по своему виду напоминающую беличью клетку (колесо).

    Конструкция однофазного асинхронного двигателя практически аналогичная конструкции трёхфазного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Единственное отличие – это наличие двух обмоток для одной фазы питания, в то время как в трёхфазном двигателе на каждую фазу приходится по одной обмотке.

    Статор однофазного асинхронного двигателя

    Статор однофазного асинхронного двигателя изготовлен из ламинированных штампованных листов электротехнической стали. Каждый лист изолирован от предыдущего и последующего слоем лака или иного изолирующего немагнитного покрытия. Изготовление статора из многих тонких пластин обусловлено необходимостью избавится от влияния вихревых токов. Чем больше пластин и чем они тоньше, тем меньшие вихревые токи наводятся в статоре, что положительно влияет на эффективность преобразования электрической энергии в механическую энергию. В том случае, если статор изготовлен из цельного куска электротехнической стали или иного ферромагнитного материала, значительная часть электрической энергии будет расходоваться на нагрев статора, а это снизит КПД двигателя и может разрушить изоляцию обмоток статора.

    Собранный пакет статора содержит слоты (пазы) для укладки в них обмотки, таким образом, получается, что статор является магнитопроводом наподобие сердечника трансформатора, а обмотка статора подобна первичной обмотке трансформатора. Где же расположена вторичная обмотка? Это нужно понять. Вторая обмотка короткозамкнута и она расположена на роторе, а магнитная связь между статором и ротором осуществляется через воздушный зазор.


    При подаче питания на обмотку статора, создаётся магнитное поле, которое вращает ротор со скоростью чуть меньшей, чем синхронная скорость N S (об/мин = rpm). Эта скорость определяется по формуле:


    Конструкция статора однофазного двигателя аналогична конструкции трёхфазного двигателя, за исключением обмоток статора:

    • Во-первых, однофазные асинхронные двигатели содержат в основном концентрические обмотки, так как число витков обмотки может быть легко отрегулировано, то магнитодвижущая сила (МДС)(MMF) распределяется практически синусоидально.
    • Полюса двигателя смещаются, за исключением того случая, когда асинхронный двигатель имеет две статорные обмотки, основную и вспомогательную. Эти две обмотки располагаются в пространстве статора под прямым углом относительно друг друга.

    Ротор однофазного асинхронного двигателя

    Конструкция ротора однофазного асинхронного двигателя аналогична короткозамкнутому ротору трёхфазного асинхронного двигателя. Ротор имеет цилиндрическую форму и прорези по всей периферии. Пазы сделаны не параллельно оси вращения ротора, а со скосом. Такое перекашивание предотвращает магнитное запирание ротора в поле статора, тем самым облегчая первоначальный пуск двигателя. Пуск и работа асинхронного двигателя становится более гладкой и спокойной, без чрезмерных перегрузок на старте и в работе.

    Обмотка ротора в виде беличьей клетки состоит из алюминиевых, медных или латунных стержней, которые размещаются в пазах на периферии ротора. Эти стержни постоянно замкнуты медными или алюминиевыми кольцами с торцов ротора и иначе называются – конечными кольцами. Внешний вид такой обмотки напоминает беличье колесо, в котором белка бегает по кругу, перебирая лапками те самые стержни. Такое сходство и послужило названием для короткозамкнутого ротора – короткозамкнутый ротор типа «беличья клетка».

    Так как обмотка ротора закорочена концевыми кольцами и состоит из многих стержней соединённых параллельно друг другу в одну цепь, то электрическое сопротивление ротора очень мало. Такая конструкция ротора не позволяет включать в обмотку ротора дополнительные сопротивления, потому как отсутствуют контактные кольца и щётки.

    Простота конструкции и отсутствие контактных колец и щёток в конструкции однофазного асинхронного двигателя делает его дешёвым, надёжным и простым в эксплуатации.

    Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

    Необходимо помнить, что для работы любого электродвигателя, постоянного (DC) или переменного тока (AC), требуется наличие двух магнитных потоков, взаимодействие которых создаёт крутящий момент. Существование крутящего момента является необходимым параметром для работы любого двигателя, чтобы производить вращение.

    Когда через обмотки статора начинает протекать электрический ток, он в свою очередь создаёт переменный магнитный поток, который называется главным потоком. Этот главный поток оказывает воздействие на проводники ротора в соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея. В проводниках ротора наводится ЭДС, а так как обмотка ротора короткозамкнутая, то в ней начинает протекать электрический ток, который в свою очередь также создаёт встречный магнитный поток, действующий против главного потока. Поскольку второй поток создаётся по причине первого потока, а значит, они существуют не синхронно, то именно поэтому такой двигатель называется асинхронным.

    Взаимодействие двух этих потоков, один от статора и второй от ротора, создают желаемый крутящий момент. Двигатель начинает вращаться.

    Почему однофазный асинхронный двигатель не способен к самозапуску?

    Согласно теории о двойном поле вращения, любая составляющая (переменная) поля может быть разложена на два компонента, где каждый компонент будет равен половине максимальной величины взятой составляющей. Оба этих компонента будут вращаться в противоположных друг к другу направлениях. Таким образом, поток Ф можно разложить на две составляющие:

    Каждый из этих компонентов потока вращается (движется) в противоположном направлении, то есть, если Ф м /2 вращается в направлении по часовой стрелке , то другой поток Ф м /2 вращается в направлении против часовой стрелки .

    Когда от источника переменного тока подается ток на обмотки статора однофазного асинхронного двигателя, он производит поток Ф м . В соответствии с теорией двойного поля вращения (double field revolving theory ) этот поток может быть разложен на два потока встречно направленных друг к другу величины Ф м /2 и движущихся синхронно со скоростью N. Назовем эти два компонента Ф f (front) и Ф b (back). Результирующий поток от этих двух потоков в любой момент времени даёт значение магнитного потока статора.

    В момент запуска двигателя эти два компонента потока направлены точно друг против друга. Они равны по величине и уравновешивают друг друга и, следовательно, эффективность крутящего момента, который испытывает ротор, равна нулю. Именно поэтому не происходит самозапуска однофазного асинхронного двигателя.

    Способы создания самозапускающихся однофазных асинхронных двигателей

    Из выше написанного можно легко сделать вывод, что однофазные асинхронные двигатели не самозапускаются потому как производимый статором переменный поток состоит из двух компонентов, которые компенсируют друг друга и, следовательно, нет эффективного крутящего момента.

    Решение этой проблемы состоит в том, чтобы создать именно вращающийся магнитный поток, а не пульсирующий. Тогда двигатель станет самозапускающимся. Для этого надо сделать так, чтобы одна из компонент имела перевес относительно другой компоненты потока в ту или другую сторону. Изначально две компоненты потока находятся в противофазе относительно друг друга, то есть, сдвинуты на 180 градусов. Это можно сделать, добавив дополнительную компоненту потока, которую после пуска можно убрать и двигатель продолжит работать самостоятельно.

    В зависимости от способов осуществления самозапуска однофазного асинхронного двигателя существует четыре вида двигателя:

    1. С раздельными обмотками (Split phase induction motor).
    2. С пусковым конденсатором (Capacitor start inductor motor).
    3. С пусковым конденсатором и рабочей обмоткой (Capacitor start capacitor run induction motor).
    4. Со смещенным полюсом (Shaded pole induction motor).

    Сравнение однофазного и трёхфазного электродвигателей

    1. Однофазные асинхронные электродвигатели просты в конструкции, надежны и экономичны в работе, обслуживании и эксплуатации в сравнении с трёхфазными асинхронными двигателями.
    2. Коэффициент мощности однофазных асинхронных двигателей ниже в сравнении с трёхфазными асинхронными двигателями такой же мощности.
    3. Однофазные асинхронные двигатели таких же габаритов, что и трёхфазные асинхронные двигатели выдают около 50% мощности.
    4. Низкое значение пускового момента для однофазных асинхронных двигателей.
    5. Эффективность (КПД) однофазных асинхронных двигателей меньше в сравнении с эффективностью трёхфазных асинхронных двигателей.

    Все теги раздела Электротехника .

    Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

    Меня часто спрашивают о том, как можно отличить рабочую обмотку от пусковой в однофазных двигателях, когда на проводах отсутствует маркировка.

    Каждый раз приходится подробно разъяснять, что и как. И вот сегодня я решил написать об этом целую статью.

    В качестве примера возьму однофазный электродвигатель КД-25-У4, 220 (В), 1350 (об/мин.):

    • КД — конденсаторный двигатель
    • 25 — мощность 25 (Вт)
    • У4 — климатическое исполнение

    Вот его внешний вид.



    Как видите, маркировка (цветовая и цифровая) на проводах отсутствует. На бирке двигателя можно увидеть, какую маркировку должны иметь провода:

    • рабочая (С1-С2) — провода красного цвета
    • пусковая (В1-В2) — провода синего цвета


    В первую очередь я Вам покажу, как определить рабочую и пусковую обмотки однофазного двигателя, а затем соберу схему его включения. Но об этом будет следующая статья. Перед тем как приступить к чтению данной статьи рекомендую Вам прочитать: подключение однофазного конденсаторного двигателя .

    1. Сечение проводов

    Визуально смотрим сечение проводников. Пара проводов, у которых сечение больше, относятся к рабочей обмотке. И наоборот. Провода, у которых сечение меньше, относятся к пусковой.


    Затем берем щупы мультиметра и производим замер сопротивления между двух любых проводов.


    Если на дисплее нет показаний, то значит нужно взять другой провод и снова произвести замер. Теперь измеренное значение сопротивления составляет 300 (Ом).


    Это мы нашли выводы одной обмотки. Теперь подключаем щупы мультиметра на оставшуюся пару проводов и измеряем вторую обмотку. Получилось 129 (Ом).


    Делаем вывод: первая обмотка — пусковая, вторая — рабочая.


    Чтобы в дальнейшем не запутаться в проводах при подключении двигателя, подготовим бирочки («кембрики») для маркировки. Обычно, в качестве бирок я использую, либо изоляционную трубку ПВХ, либо силиконовую трубку (Silicone Rubber) необходимого мне диаметра. В этом примере я применил силиконовую трубку диаметром 3 (мм).




    По новым ГОСТам обмотки однофазного двигателя обозначаются следующим образом:

    • (U1-U2) — рабочая
    • (Z1-Z2) — пусковая

    У двигателя КД-25-У4, взятого в пример, цифровая маркировка выполнена еще по-старому:

    • (С1-С2) — рабочая
    • (В1-В2) — пусковая

    Чтобы не было несоответствий маркировки проводов и схемы, изображенной на бирке двигателя, маркировку я оставил старую.



    Одеваю бирки на провода. Вот что получилось.



    Для справки: Многие ошибаются, когда говорят, что вращение двигателя можно изменить путем перестановки сетевой вилки (смены полюсов питающего напряжения). Это не правильно!!! Чтобы изменить направление вращения, нужно поменять местами концы пусковой или рабочей обмоток. Только так!!!

    Мы рассмотрели случай, когда в клеммник однофазного двигателя выведено 4 провода. А бывает и так, что в клеммник выведено всего 3 провода.


    В этом случае рабочая и пусковая обмотки соединяются не в клеммнике электродвигателя, а внутри его корпуса.

    Все делаем аналогично. Производим замер сопротивления между каждыми проводами. Мысленно обозначим их, как 1, 2 и 3.




    Вот, что у меня получилось:

    • (1-2) — 301 (Ом)
    • (1-3) — 431 (Ом)
    • (2-3) — 129 (Ом)


    Отсюда делаем следующий вывод:

    • (1-2) — пусковая обмотка
    • (2-3) — рабочая обмотка
    • (1-3) — пусковая и рабочая обмотки соединены последовательно (301 + 129 = 431 Ом)

    Для справки: при таком соединении обмоток реверс однофазного двигателя тоже возможен. Если очень хочется, то можно вскрыть корпус двигателя, найти место соединения пусковой и рабочей обмоток, разъединить это соединение и вывести в клеммник уже 4 провода, как в первом случае. Но если у Вас однофазный двигатель является конденсаторным, как в моем случае с КД-25, то его

    Данная публикация будет, непременно, полезна новеньким и для тех, кто любит своими руками и головой делать различные вещи, не имея простых познаний, но владея неплохой сообразительностью. Эта маленькая статейка вам в жизни очень понадобится. Знать устройство пусковой и рабочей обмоток, нужно непременно. Я бы даже сравнил это, как в математике, с таблицей умножения. Начну с того что, однофазовые движки имеют две разновидности обмоток – пусковую и рабочую. Эти обмотки отличаются и по сечению провода и по количеству витков. Осознав один раз, вы я думаю, уже это не забудете никогда.


    Рабочая обмотка огромным сечением

    1-ое – рабочая обмотка всегда имеет сечение провода большее , а как следует ее сопротивление будет меньше. Поглядите на фото наглядно видно, что сечение проводов различное. Обмотка с наименьшим сечением и есть пусковая. Замерять сопротивление обмоток можно и стрелочным и цифровым тестерами, также омметром. Обмотка, у которой сопротивление меньше – есть рабочая.

    Наглядно показаны обмотки

    А сейчас несколько примеров, с которыми вы сможете столкнуться:

    Если у мотора 4 вывода, то обнаружив концы обмоток и после замера, вы сейчас просто разберетесь в этих 4 проводах, сопротивление меньше – рабочая, сопротивление больше – пусковая . Подключается все очень просто, на толстые провода подается 220в. И один кончик пусковой обмотки, на один из рабочих. На какой из их различия нет, направление вращения от этого не зависит. Так же и от того как вы вставите вилку в розетку. Вращение, будет поменяются, от подключения пусковой обмотки, а конкретно – меняя концы пусковой обмотки.

    Последующий пример. Это когда движок имеет 3 вывода. Тут замеры будут смотреться последующим образом, к примеру – 10 ом , 25 ом , 15 ом . После нескольких измерений найдите кончик, от которого показания, с 2-мя другими, будут 15 ом и 10 ом . Это и будет, один из сетевых проводов. Кончик, который указывает 10 ом, это тоже сетевой и третий 15 ом будет пусковым, который подключается ко второму сетевому через конденсатор. В этом примере направление вращения, вы уже не измените, какое есть такое и будет. Тут, чтоб поменять вращение, нужно будет добираться до схемы обмотки.

    Очередной пример, когда замеры могут демонстрировать 10 ом , 10 ом , 20 ом . Это тоже одина из разновидностей обмоток. Такие, шли на неких моделях стиральных машин, ну и не только лишь. В этих движках, рабочая и пусковая – однообразные обмотки (по конструкции трехфазных обмоток). Тут различия нет, какой у вас будет рабочая, а какая пусковая. Подключение пусковой, также осуществляется через конденсатор. Рекомендую прочесть ссылки, которые установлены в статье.

    Вот кратко и все, что необходимо знать вам по этому вопросу.

    Найдите эффективный и мощный однофазный асинхронный двигатель схема

    О продукте и поставщиках:

    Alibaba.com предлагает обширную коллекцию высококачественных, надежных и эффективных. однофазный асинхронный двигатель схема продается, подходит для использования в промышленном и бытовом оборудовании. Файл. однофазный асинхронный двигатель схема могут быть однофазными или трехфазными, с разным размером корпуса, частотой вращения и номинальной мощностью. Найдите блоки с фланцевым креплением, с высоким крутящим моментом, на лапах, с двойным напряжением и низким крутящим моментом от различных ведущих поставщиков и брендов.

    В продаже есть высокопроизводительные и эффективные устройства постоянного тока. или AC. однофазный асинхронный двигатель схема доступны в уникальных стилях, таких как последовательный, индукционный, синхронный, асинхронный, PMDC, шунтирующий и составной намотки. Эти агрегаты, спроектированные в соответствии с последними механическими и электрическими требованиями к характеристикам двигателей, отличаются надежностью, долгим сроком службы и универсальностью. Они имеют высококачественные и высокопроизводительные компоненты, в том числе прочную алюминиевую раму, опоры на лапах, стандартные валы, конденсаторный пуск, ротор и ход.

    Откройте для себя. однофазный асинхронный двигатель схема с высокоэффективной конструкцией, превосходным пусковым моментом, быстрым откликом и простотой в использовании, работающей на чрезвычайно высоких скоростях. Существуют устройства с разной выходной мощностью и мощностью, а также различные размеры и конструкции, специально разработанные для небольших бытовых приборов или электроинструментов. Независимо от машины, устройства или устройств, делайте покупки на Alibaba.com, чтобы найти продукты, отличающиеся надежной работой, превосходной производительностью, простотой обслуживания и интересным внешним видом.

    Найдите на Alibaba.com информацию. однофазный асинхронный двигатель схема и покупайте товары с функциями и функциями, подходящими для различных бытовых приборов и электроинструментов. Выбирайте из разных производителей и поставщиков, которым доверяют в мире. Просматривайте товары разных брендов, чтобы фильтровать и находить высококачественные товары, соответствующие бюджетам и ожиданиям уникальных покупателей.

    Эквивалентная схема однофазного асинхронного двигателя

    Эквивалентная схема однофазного асинхронного двигателя может быть получена двумя методами: теорией двойного вращающегося поля и теорией перекрестного поля. Во-первых, эквивалентная схема разработана на основе теории двойного вращающегося поля, когда только его основная обмотка находится под напряжением.

    Рассматривается случай, когда ротор неподвижен и возбуждается только основная обмотка. Двигатель ведет себя как однофазный трансформатор с коротким замыканием вторичной обмотки.Эквивалентная электрическая схема однофазного двигателя с включенной только его основной обмоткой показана ниже:

    Здесь,

    • R сопротивление основной обмотки статора.
    • X 1 м — реактивное сопротивление рассеяния основной обмотки статора.
    • X M — реактивное сопротивление намагничивания.
    • R’ 2 — сопротивление неподвижного ротора, относящегося к основной обмотке статора.
    • X’ 2 — реактивное сопротивление рассеяния покоящегося ротора, относящееся к основной обмотке статора.
    • В м — приложенное напряжение.
    • I m — ток основной обмотки.

    Предполагается, что потери в сердечнике объединены с механическими и паразитными потерями как часть потерь при вращении ротора. Пульсирующий поток воздушного зазора в двигателе в состоянии покоя разлагается на два равных и противоположных потока с двигателем. Полное сопротивление покоя каждого из роторов, называемых основной обмоткой статора, определяется как:

    Эквивалентная схема однофазного асинхронного двигателя с одной обмоткой и неподвижным ротором показана ниже.Прямой и обратный потоки индуцируют напряжение E mf и E mb соответственно в основной обмотке статора. E m – результирующее наведенное напряжение в основной обмотке.

    В состоянии покоя E mf = E mb

    Теперь с помощью вспомогательной обмотки запускается двигатель. Когда двигатель достигает своей нормальной скорости, вспомогательная обмотка удаляется. Эффективное сопротивление ротора асинхронного двигателя зависит от скольжения ротора.

    На приведенной выше принципиальной схеме часть воздушного зазора разделена на две части. Первая часть показывает влияние потока прямого вращения, а вторая часть показывает влияние потока обратного вращения. Эффективное сопротивление ротора по отношению к потоку прямого вращения составляет R ’2 /2 S , а по отношению к потоку обратного вращения составляет R’ 2 /2 (2 с).

    При учете как прямого, так и обратного проскальзывания формируется эквивалентная схема, показанная ниже.В этом состоянии двигатель работает только от основной обмотки.

    Полное сопротивление ротора, представляющее влияние прямого поля на обмотку статора m, определяется полным сопротивлением, показанным ниже:

    Полное сопротивление ротора однофазного асинхронного двигателя, представляющее эффект обратного поля относительно обмотки статора m, определяется полным сопротивлением, показанным ниже:

    Упрощенная эквивалентная схема однофазного асинхронного двигателя с включенной только его основной обмоткой показана на рисунке ниже:

    Здесь,

    Приведенное выше уравнение (3) является уравнением тока в обмотке статора.

    ОДНОФАЗНЫЕ АИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ




    ГОЛОВ:

    • описывать основные принципы работы следующих типов асинхронных двигателей:

    • двигатель с расщепленной фазой (как на одно, так и на два напряжения).

    • асинхронный двигатель с пусковым конденсатором (как одинарного, так и двойного напряжения).

    • Двигатель с конденсаторным пуском, работающий от конденсатора, с одним конденсатором.

    • Двигатель с конденсаторным пуском, работающий от конденсатора, с двумя конденсаторами.

    • двигатель с конденсаторным пуском, работающий от конденсатора, имеющий автотрансформатор с одним конденсатор.

    • сравните двигатели из предыдущего списка по пусковому моменту, скоростные характеристики и коэффициент мощности при номинальной нагрузке.

    • Определите компоненты двигателя с экранированными полюсами и их работу.

    Двумя основными типами однофазных асинхронных двигателей являются двухфазные двигатель и конденсаторный двигатель. Оба типа однофазных асинхронных двигателей обычно имеют дробную номинальную мощность.Используется двухфазный двигатель. для работы таких устройств, как стиральные машины, небольшие водяные насосы, масляные горелки, и другие типы малых нагрузок, не требующие большого пускового момента. конденсаторный двигатель обычно используется с устройствами, требующими сильного пуска крутящий момент, такие как холодильники и компрессоры. Оба типа однофазной индукции двигатели относительно дешевы, имеют прочную конструкцию и демонстрируют хорошие эксплуатационные характеристики.

    КОНСТРУКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕННОГО АИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

    Асинхронный двигатель с расщепленной фазой в основном состоит из статора, ротора, центробежный переключатель, расположенный внутри двигателя, два торцевых щита с подшипниками которые поддерживают вал ротора, и литую стальную раму, в которую вставлен статор. сердцевина спрессована.Два торцевых щита крепятся болтами к литой стальной раме. подшипники, размещенные в торцевых щитах, удерживают ротор по центру статора чтобы он вращался с минимальным трением и без ударов и трения сердечник статора.

    Статор для двигателя с расщепленной фазой состоит из двух обмоток, закрепленных на месте в пазах многослойного стального сердечника. Две обмотки состоят из изолированных Катушки распределены и соединены так, чтобы образовать две обмотки, расположенные на расстоянии 90 электрических градусов друг от друга.Одна обмотка является рабочей обмоткой, а вторая обмотка пусковая обмотка.

    Рабочая обмотка состоит из изолированного медного провода, расположенного внизу пазов статора. Сечение провода в пусковой обмотке меньше что у рабочей обмотки. Эти катушки располагаются поверх рабочей обмотки. катушки в пазах статора, ближайших к ротору.

    Пусковая и рабочая обмотки соединены параллельно с однофазной линии при запуске двигателя.После того, как двигатель разгонится до скорости, равной примерно от двух третей до трех четвертей номинальной скорости, пусковой обмотка автоматически отключается от линии с помощью центробежного выключатель.

    Ротор двигателя с расщепленной фазой имеет ту же конструкцию, что и ротор трехфазный асинхронный двигатель переменного тока; то есть ротор состоит из цилиндрического сердечник собран из стальных пластин. Медные стержни монтируются у поверхности ротора. Стержни припаяны или приварены к двум медным концевым кольцам.В некоторых двигателей, ротор представляет собой цельный литой алюминиевый блок.

    РИС. 1 показан типичный короткозамкнутый ротор для однофазного индукционного двигателя. мотор. Этот тип ротора требует минимального обслуживания, потому что нет обмотки, щетки, контактные кольца или коммутаторы. Обратите внимание на рисунок, что роторный вентилятор является частью узла короткозамкнутого ротора.

    Эти роторные вентиляторы обеспечивают циркуляцию воздуха через двигатель, чтобы предотвратить повышение температуры обмоток.

    Центробежный переключатель установлен внутри двигателя. Центробежный переключатель отключает пусковую обмотку после достижения ротором заданной скорости, обычно от двух третей до трех четвертей номинальной скорости. Переключатель состоит неподвижной части и вращающейся части. Стационарная часть крепится на один из торцевых щитов и имеет два контакта, которые действуют как однополюсные, однонаправленные выключатель. Вращающаяся часть центробежного переключателя установлена ​​на роторе.

    Простая схема работы центробежного выключателя показана на фиг.2. Когда ротор остановлен, давление пружины на Волоконное кольцо вращающейся части удерживает контакты замкнутыми. Когда ротор достигает примерно три четверти своей номинальной скорости, центробежное действие ротор заставляет пружину ослабить давление на волокнистое кольцо и контакты открыть. В результате цепь пусковой обмотки размыкается. из линии.

    РИС. 3 показан типичный центробежный переключатель, используемый с индукционным расщеплением фазы. моторы.


    РИС. 1 Литой алюминиевый ротор с короткозамкнутым ротором.


    РИС. 2 Работа центробежного выключателя. РОТОР В ОСТАНОВЕ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ ЗАКРЫТОГО РОТОРА НА НОРМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ:

    ЦЕНТРОБЕЖНАЯ СИЛА В МЕХАНИЗМЕ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ ВЫПОЛНЯЕТ ДВИЖЕНИЕ ОШЕЙНИКА И ПОЗВОЛЯЕТ ПЕРЕКЛЮЧАТЬСЯ КОНТАКТЫ НА ОТКРЫТОМ ВАЛЕ РОТОРА


    РИС. 3 (A) Центробежный весовой механизм переключателя. (B) Неподвижная часть центробежный переключатель.

    Принцип действия

    Когда цепь асинхронного двигателя с расщепленной фазой замкнута, оба пусковых и рабочие обмотки запитываются параллельно.Потому что рабочая обмотка состоит из относительно большого сечения провода, его сопротивление невелико. Отзывать что рабочая обмотка размещена в нижней части пазов статора основной. В результате индуктивное сопротивление этой обмотки сравнительно высокая из-за массы окружающего его железа. Поскольку рабочая обмотка имеет низкое сопротивление и высокое индуктивное сопротивление, ток рабочего обмотка отстает от напряжения примерно на 90 электрических градусов.

    Пусковая обмотка состоит из провода меньшего сечения; следовательно, его сопротивление в приоритете.Поскольку обмотка расположена в верхней части пазов статора, масса железа, окружающего его, сравнительно мала, а индуктивное сопротивление низкий. Поэтому пусковая обмотка имеет высокое сопротивление и малую индуктивность. реактивное сопротивление. В результате ток пусковой обмотки почти совпадает по фазе с напряжением.

    Две обмотки создают разделение в одной фазе входного напряжения по тому, как ток реагирует на две обмотки (см. рис. 4). Обратите внимание, что расщепление фаз между токами в пусковой обмотке и рабочей обмотка не идеальные 90 °, но эффект такой же, как расщепление магнитного воздействия катушек для создания вращающегося магнитного поля, необходимого для получения ротор крутится.После отключения пусковой обмотки ротор продолжает вращаться из-за пульсирующего магнитного поля рабочей обмотки и импульс вращающегося ротора и нагрузки.

    Ток рабочей обмотки отстает от тока пусковой обмотки примерно на 30 электрических градусов. Эти два тока, разнесенные на 30 электрических градусов друг от друга, проходят через эти обмотки, и вращающееся магнитное поле развитый. Это поле проходит внутри сердечника статора.Скорость магнитного поля определяется по той же методике, что и для трехфазного Индукционный двигатель.

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

    Синхронное число оборотов в минуту = 120 * ƒ 4

    об/мин = 120 * 60 4

    об/мин = 1800

    f _ Частота в герцах

    Поскольку вращающееся поле статора движется с синхронной скоростью, оно отключает медные стержни ротора и индуцирует напряжения в стержнях короткозамкнутой клетки обмотка.Эти индуцированные напряжения создают токи в стержнях ротора. Как результат, создается поле ротора, которое реагирует с полем статора для развития крутящего момента что приводит к вращению ротора.


    РИС. 4 Синусоиды характеристик напряжения и тока расщепленного двигателя.


    РИС. 5 Подключения центробежного выключателя при запуске и при работе. РАЗДЕЛЕННАЯ ИНДУКЦИЯ МОТОР:

    ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ОТКРЫВАЕТСЯ ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО 75% НОМИНАЛЬНОЙ СКОРОСТИ.

    ПУСКОВАЯ ОБМОТКА ИМЕЕТ ВЫСОКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ И НИЗКОЕ ИНДУКТИВНОЕ РЕАКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ.

    РАБОЧАЯ ОБМОТКА ИМЕЕТ НИЗКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ И ВЫСОКОЕ ИНДУКТИВНОЕ РЕАКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ.

    (ПРОИЗВОДИТ ФАЗОВЫЙ УГОЛ ОТ 458 ДО 608 ДЛЯ СТАРТОВОГО МОМЕНТА.)

    При разгоне ротора до номинальной скорости центробежный выключатель отключается пусковая обмотка от сети. После этого двигатель продолжает работать, используя только рабочая обмотка.

    РИС. 5 показаны соединения центробежного выключателя в момент двигатель запускается (переключатель замкнут) и когда двигатель достигает своего нормального режима работы скорость (переключатель разомкнут).

    Двигатель с расщепленной фазой должен иметь как пусковую, так и рабочую обмотки под напряжением. когда двигатель запущен. Двигатель напоминает двухфазный асинхронный двигатель. в котором токи этих двух обмоток составляют примерно 90 эл. градусов не по фазе. Однако источник напряжения однофазный; поэтому, двигатель называется двухфазным, потому что он запускается как двухфазный. двигатель от расщепленной однофазной линии. После разгона двигателя до значения вблизи номинальной скорости он работает на рабочей обмотке как однофазный Индукционный двигатель.

    Если контакты центробежного выключателя не замыкаются при остановке двигателя, то цепь пусковой обмотки все еще разомкнута. При повторном включении цепи двигателя двигатель не запустится.

    Двигатель должен иметь как пусковую, так и рабочую обмотки, находящиеся под напряжением. момент, когда цепь двигателя замыкается для создания необходимого пускового момента. Если двигатель не запускается, а просто издает тихий гудящий звук, то цепь пусковой обмотки разомкнута. Либо контакты центробежного выключателя не замкнут, либо произошел обрыв витков пусковых обмоток.Этот является небезопасным состоянием. Рабочая обмотка будет потреблять чрезмерный ток и, поэтому двигатель должен быть отключен от сети.

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

    Пусковая обмотка рассчитана на работу при сетевом напряжении в течение всего 3 или 4 секунды, пока двигатель разгоняется до номинальной скорости.Это важно, чтобы пусковая обмотка была отключена от сети центробежный переключатель, как только двигатель разгонится до 75% от номинальной скорости. Работа двигателя на пусковой обмотке более 60 секунд может сжечь изоляцию на обмотке или вызвать перегорание обмотки.

    Некоторые двигатели не имеют пускового выключателя механического типа. Вместо они используют переключатель, внешний по отношению к двигателю. Существует три основных типа внешних используемые пусковые выключатели, которые являются внешними по отношению к двигателю.Эти пусковые обмотки переключатели, возможно, должны быть расположены на расстоянии от двигателя для простоты обслуживания или потому что переключение может создать нежелательную дугу в опасной зоне. В этих случаях для механического переключения можно использовать выключатель, работающий от напряжения или тока. переключения, или твердотельные реле могут быть использованы для бездугового переключения.

    Выключатель, работающий от напряжения, показан на РИС. 6. Выключатели, работающие от напряжения подключаются через пусковую обмотку. Эти переключатели используются с конденсаторным пуском, однофазных двигателей, но здесь будет объяснено использование других пусковых выключателей.Когда мощность двигателя подается, ток может течь через нормально замкнутый переключатель на пусковую обмотку и рабочую обмотку. Старт обмотка является низкоомной нагрузкой из-за пускового конденсатора в цепи. Большой пусковой ток вызывает большое падение напряжения на последовательно включенном конденсаторе. и немного на катушке двигателя. На проводе падает очень мало напряжения пусковая обмотка, поэтому на катушке падает небольшое напряжение для пускового выключателя, который удерживает контакты реле замкнутыми.Как ротор начинает вращаться, КЭДС, генерируемая в пусковой катушке, увеличивается, и на катушке начинает падать больший процент линейного напряжения. Теперь стартер катушка реле возбуждается и размыкает контакты, прерывая ток на пусковой обмотка. Наведенного напряжения от вращающегося ротора достаточно, чтобы удерживать контакты реле размыкаются при вращении двигателя.


    РИС. 6 Однофазный двигатель с катушкой, управляемой напряжением, для пуска Схема обмотки двигателя с конденсаторным пуском.


    РИС. 7 Текущий тип пускового реле.

    Второй тип механического выключателя — это пусковой выключатель, управляемый током. показано на фиг. 7. Токовая катушка включена последовательно с бегущей. обмотка, как показано на фиг. 8. Когда питание подается на однофазный двигатель, бросок тока на рабочую обмотку относительно велик (в шесть-десять раз больше). рабочий ток). Этот большой пусковой ток вызывает срабатывание реле тока. замыкаются контакты, включенные последовательно с пусковой обмоткой.Эти контакты позволяют току течь к пусковой обмотке, и ротор начинает вращаться. По мере увеличения скорости двигателя пусковой ток уменьшается, а ток контакты катушки могут размыкаться. Пусковая обмотка теперь отключена от сети, а двигатель работает как обычный однофазный двигатель.

    Третьим типом пускового реле является электронное реле, показанное на РИС. 9. Это эффективно используется для бездугового включения пусковой обмотки. реле подключено, как показано на фиг.10. Концепция та же, что и у реле, управляемое током, но чувствительным элементом является термистор. Этот термистор твердотельное устройство, реагирующее на изменение температуры увеличением его сопротивление (положительный температурный коэффициент). Потому что термистор последовательно с пусковой обмоткой ток в пусковой обмотке вызывает температура термистора увеличивается, и сопротивление также начинает увеличиться с 3-4 Ом до нескольких тысяч Ом. Это имеет тот же эффект как размыкание переключателя на обмотку.Небольшой ток все еще течет из-за высокого сопротивления пусковой обмотки. Этот ток не влияют на работу двигателя, но необходимы для поддержания температуры термистора и сопротивление высокое. Этот тип пускового выключателя чувствителен к температуре, и если ему не дать достаточно остыть, это может помешать запуску обмотка от нормальной работы во время запуска. Обязательно дайте мотору для охлаждения между последовательными запусками.


    РИС.8 Однофазный двигатель с управляемой током катушкой для пусковой обмотки схема.


    РИС. 9 Полупроводниковое беговое реле.


    РИС. 10 Подключение полупроводникового пускового реле.

    Чтобы изменить направление вращения двигателя, просто поменяйте местами провода пусковая обмотка (рис. 11). Это приводит к тому, что направление поля устанавливается вверх обмотками статора, чтобы стать обратными. В результате направление вращение обратное. Направление вращения двигателя с расщепленной фазой может также можно изменить местами, поменяв местами два рабочих провода обмотки.Как обычно, пусковая обмотка используется для реверса.

    Однофазные двигатели часто имеют двойное номинальное напряжение 115 вольт и 230 вольт. Для получения этих номиналов рабочая обмотка состоит из двух секций. Каждый часть обмотки рассчитана на 115 вольт. Одна секция рабочей обмотки обычно маркируется T1 и T2, а другая секция маркируется T3 и T4. Если двигатель должен работать от 230 вольт, две обмотки 115 вольт соединены последовательно через линию 230 вольт.Если двигатель должен работать от 115 вольт, затем две 115-вольтовые обмотки соединены параллельно через 115-вольтовую линия.

    Пусковая обмотка обычно состоит только из одной 115-вольтовой обмотки. ведет пусковой обмотки обычно имеют маркировку Т5 и Т8. Если мотор должен работать от 115 вольт, обе секции рабочей обмотки соединены параллельно пусковой обмотке (рис. 12).


    РИС. 11 Изменение направления вращения асинхронного двигателя с расщепленной фазой обычно означает, что соединения с пусковой обмоткой перепутаны.


    РИС. 12 Двойной двигатель, подключенный к сети 115 вольт.

    Для работы на 230 вольт перемычки подключения меняются в терминале коробки так, чтобы две 115-вольтовые секции рабочей обмотки были соединены последовательно через линию 230 вольт (РИС. 13). Обратите внимание, что 115-вольтовая пусковая обмотка включена параллельно одной секции рабочей обмотки. падение напряжения на этом участке рабочей обмотки 115 вольт, а напряжение на пусковой обмотке тоже 115 вольт.


    РИС. 13 Двойной двигатель, подключенный к сети 230 вольт.

    Некоторые двухфазные двухфазные двигатели имеют пусковую обмотку, состоящую из двух секций. а также бегущую обмотку с двумя секциями. Секции бегущей обмотки имеют маркировку T1 и T2 для одной секции и T3 и T4 для другой секции. Один участок пусковой обмотки маркируется Т5 и Т6, а второй участок пусковой обмотки имеют маркировку Т7 и Т8.

    Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) имеет цветовую кодировку клеммные выводы.Если используются цвета, они должны быть закодированы следующим образом: T1, синий; Т2, белый; Т3, оранжевый; Т4, желтый; Т5, черный; и Т8, красный. Если есть зацепки с T6 и T7 нет назначенных цветов из стандартной цветовой маркировки.

    РИС. 14 показана схема обмотки двухфазного двигателя с двумя пусковая обмотка и две рабочие обмотки. Правильные подключения для 115 вольт работы и для работы от 230 вольт приведены в таблице, показанной на фиг. 14.

    Регулировка скорости асинхронного двигателя с расщепленной фазой очень хорошая.В нем есть скоростные характеристики от холостого хода до полной нагрузки аналогичны характеристикам трехфазный асинхронный двигатель переменного тока. Процент проскальзывания на большинстве дробных лошадиных сил двигателей с расщепленной фазой составляет от 4% до 6%.

    Пусковой момент двигателя с расщепленной фазой сравнительно низкий. Низкий сопротивление и высокое индуктивное сопротивление в цепи рабочей обмотки и высокое сопротивление и низкое индуктивное сопротивление в цепи пусковой обмотки привести к тому, что два значения тока будут значительно меньше 90 электрических градусов Кроме.Токи пусковой и рабочей обмоток во многих расщепленных фазах двигатели только на 30 электрических градусов не совпадают по фазе друг с другом. Как результат, поле, создаваемое этими токами, не создает сильного пускового момента.

    КОНДЕНСАТОР-СТАРТОВЫЙ, АИНХОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

    Конструкция двигателя с конденсаторным пуском почти такая же, как у двухфазный асинхронный двигатель. Однако для двигателя с конденсаторным пуском конденсатор включается последовательно с пусковыми обмотками.Конденсатор, как правило, установлен в металлическом кожухе на верхней части 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 больше, чем у стандартного двигателя с расщепленной фазой. Кроме того, конденсатор ограничивает пусковой бросок тока до меньшего значения, чем разработан стандартный двигатель с расщепленной фазой.

    Двигатель асинхронный с конденсаторным пуском применяется на холодильных установках, компрессорах, мазутных горелок, так и для мелкого машинного оборудования, а также для других применений которые требуют сильного пускового момента.


    РИС. 14 Схема обмотки для двухвольтного двигателя с двумя пусковыми и две рабочие обмотки.


    РИС. 15 Синусоидальная характеристика напряжения и тока двигателя с конденсаторным пуском.

    Принцип действия

    Когда двигатель с конденсаторным пуском подключен для более низкого напряжения и запущен, рабочая и пусковая обмотки соединены параллельно сетевое напряжение и центробежный выключатель замкнут. Однако пусковая обмотка включен последовательно с конденсатором.Когда двигатель достигает значения примерно на 75% от номинальной скорости центробежный выключатель размыкается и отключается пусковая обмотка и конденсатор от сети. Затем двигатель работает как однофазный асинхронный двигатель, использующий только рабочую обмотку. конденсатор используется для улучшения пускового момента и не улучшает коэффициент мощности двигателя.

    Для создания необходимого пускового момента вращающееся магнитное поле должно имеют лучшее разделение однофазного линейного тока.Конденсатор добавлен в последовательно с пусковой обмоткой вызывает ток в пусковой обмотке смещаться к опережающему току перед напряжением, а не запаздывающему ток, как в двухфазном двигателе. ИНЖИР. 15 иллюстрирует опережающий эффект вызвано добавлением пускового номинального конденсатора. Ток в пусковом обмотка опережает линейное напряжение примерно на 35°, а ток в рабочая обмотка отстает от линейного напряжения на 45°. Этот дифференциал создает разделение 80°, приближаясь к оптимуму 90 электрических градусов.Это создает лучшее ориентации магнитных полей статора и поэтому создает больше крутящий момент, чем у двигателя с расщепленной фазой аналогичного размера.

    Неисправные конденсаторы — частая причина сбоев в работе конденсаторов-пуска, асинхронные двигатели. Некоторые неисправности конденсаторов, которые могут произойти, перечислены здесь:

    .

    • Конденсатор может закоротиться, о чем свидетельствует более низкий пусковой момент.

    • Конденсатор может быть «открыт», и в этом случае пусковая обмотка цепи будут разомкнуты, что приведет к невозможности запуска двигателя.

    • Конденсатор может закоротить и вызвать срабатывание предохранителя ветви. цепь двигателя перегорела. Если номиналы предохранителей высокие и не прерывать подачи питания на двигатель может сгореть пусковая обмотка.

    • Пусковые конденсаторы могут замыкаться при включении и выключении двигателя. много раз за короткий промежуток времени. Чтобы предотвратить выход из строя конденсатора, многие двигатели производители рекомендуют запускать двигатель с конденсаторным пуском не более чем 20 раз в час.Поэтому этот тип двигателя используется только в приложениях там, где относительно мало пусков за короткий период времени.

    Скоростные характеристики двигателя с конденсаторным пуском очень хорошие. Перемена в процентах проскальзывание от холостого хода до полной нагрузки составляет от 4% до 6%. тогда характеристики скорости такие же, как у стандартного двигателя с расщепленной фазой.

    Перепутаны выводы цепи пусковой обмотки для реверса направление вращения двигателя с конденсаторным пуском.В результате направление вращения магнитного поля, развиваемого обмотками статора, реверсирует в сердечник статора, а вращение ротора меняется на противоположное (см. рис. 16). для реверсивного подключения отведений).


    РИС. 16 Таблица для двух рабочих обмоток и одной пусковой обмотки.


    РИС. 17 Соединения для асинхронного двигателя с конденсаторным пуском.

    РИС. 17 показана схема соединений цепи конденсатора-пуска двигатель до того, как провода пусковой обмотки меняются местами, чтобы изменить направление вращения ротора.Диаграмма на фиг. 18 показаны соединения цепи двигателя после перестановки выводов пусковой обмотки направление вращения.

    Второй способ изменения направления вращения конденсатора-пускателя двигатель, чтобы поменять местами два рабочих провода обмотки. Однако этот метод используется редко.

    Асинхронные двигатели с пусковым конденсатором часто имеют двойное номинальное напряжение 115 В. вольт и 230 вольт. Соединения для двигателя с конденсаторным пуском такие же. как у асинхронных двигателей с расщепленной фазой, в том, что пусковая обмотка подключен через половину последовательной рабочей обмотки.

    КОНДЕНСАТОРНЫЙ СТАРТ, КОНДЕНСАТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ИЛИ ДВУХЗНАЧНЫЙ КОНДЕНСАТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

    Двигатель с конденсаторным пуском аналогичен пусковому конденсатору. асинхронный двигатель, за исключением того, что пусковая обмотка и конденсатор соединены в цепи постоянно. Этот двигатель имеет очень хороший пусковой момент. коэффициент мощности при номинальной нагрузке почти 100 %, или единица, потому что конденсатор используется в двигателе постоянно.

    Этот тип двигателя может иметь несколько различных конструкций.Один тип пускового конденсатора, конденсаторный двигатель имеет две обмотки статора, разнесенные на 90 электрических градусов. Кроме. Основная или рабочая обмотка подключается непосредственно к номинальной линии. Напряжение. Конденсатор включен последовательно с пусковой обмоткой, и эта комбинация последовательностей также подключается к номинальному напряжению сети. А центробежный выключатель не используется, так как пусковая обмотка запитывается через весь период эксплуатации двигателя.

    РИС. 19 показаны внутренние соединения для конденсаторного пуска, конденсаторного двигатель с одним значением емкости.

    Чтобы изменить направление вращения этого двигателя, провода пускового обмотки надо поменять местами. Этот тип двигателя с конденсаторным пуском, конденсаторным двигателем работает тихо и используется в воздушных компрессорах, вентиляторах и небольших деревообрабатывающих предприятиях. и металлообрабатывающие станки.


    РИС. 18 Соединения для реверсирования асинхронного двигателя с конденсаторным пуском.

    Второй тип двигателя с конденсаторным пуском и питанием от конденсатора имеет два конденсатора. ИНЖИР. 20 показана схема внутренних соединений двигателя.В В момент запуска двигателя два конденсатора включены параллельно. Когда двигатель достигает 75% номинальной скорости, центробежный выключатель отключает конденсатор большей емкости. Затем двигатель работает с меньшим конденсатором только последовательно с пусковой обмоткой.


    РИС. 19 Соединения для двигателя с конденсаторным пуском и питанием от конденсатора.


    РИС. 20 Соединения для двигателя с конденсаторным пуском и питанием от конденсатора.


    РИС. 21 Соединения для конденсаторного двигателя с автотрансформатором.

    Этот тип двигателя имеет очень хороший пусковой момент, хорошую регулировку скорости, и коэффициент мощности почти 100% при номинальной нагрузке. Приложения для этого типа двигателей включают топки печей, холодильные агрегаты и компрессоры.

    Третий тип двигателя с конденсаторным пуском и питанием от конденсатора имеет автотрансформатор. с одним конденсатором. Этот двигатель имеет высокий пусковой момент и высокий рабочий фактор силы.

    РИС. 21 показана схема внутренних соединений этого двигателя.Когда двигатель запускается, центробежный переключатель подключает обмотку 2 к точке А на отпаянном автотрансформаторе.

    Поскольку конденсатор подключен к максимальным виткам трансформатора, он получает максимальное выходное напряжение при запуске. Таким образом, конденсатор подключен через значение около 500 вольт. Как следствие, высокое значение опережающего тока. в обмотке 2 и создается сильный пусковой момент.

    Когда двигатель достигает примерно 75% номинальной скорости, центробежный выключатель отключает пусковую обмотку от точки А и снова включает эту обмотку к точке B на автотрансформаторе.На конденсатор подается меньшее напряжение, но двигатель работает с обеими обмотками под напряжением. Таким образом, конденсатор поддерживает коэффициент мощности около единицы при номинальной нагрузке.

    Пусковой момент этого двигателя очень хороший, а регулировка скорости удовлетворительный.

    Области применения, требующие этих характеристик, включают большие холодильники и компрессоры.

    Двигатель с постоянно разделенным конденсатором показан на РИС. 22. В этом типе двигатель, емкостью мкФ, маслонаполненный конденсатор включен последовательно с одним из одинаковых витков катушки.


    РИС. 22 Конденсаторный двигатель с постоянным разделением каналов с переключателями прямого и обратного хода показано.

    При включении конденсатора последовательно с одной обмоткой ток в этой обмотке ведет ток в другую обмотку, вызывая расщепление магнитных полей и заставляя двигатель вращаться от поля с конденсатором к поле без конденсатора. Этот двигатель используется для требований низкого крутящего момента что может потребовать частого реверсирования. Просто замыкая тот или иной переключатель, конденсатор будет включен последовательно с разными обмотками, таким образом инвертируя направление вращения двигателя.


    РИС. 23 Схема двигателя с расщепленными полюсами.

    ДВИГАТЕЛИ С ЗАКРЫТЫМИ ПОЛЮСАМИ

    Двигатели с экранированными полюсами являются одними из самых простых и дешевых в конструкции двигателей. Принцип работы использует эффекты индукции не только в короткозамкнутый ротор, но и на части статора, создающие вращающееся магнитное поле от одной фазы входного напряжения. Эти моторы обычно дробные номинальные мощности и используются в приложениях, которые не требуют большой пусковой момент.

    В простом однонаправленном двигателе кольцо (экранирующее кольцо) из твердого проводника закорочен и встроен в одну сторону обмотки статора (см. рис. 23 и рис. 24).

    Поскольку напряжение подается на верхнюю и нижнюю катушки, экранирующая катушка наводимое на него напряжение. Закон Ленца гласит, что эффект индукции всегда противостоит причине индукции. Поэтому магнитное поле, создаваемое затеняющее кольцо при протекании тока по его короткозамкнутой обмотке противостоит основному поток.Это приводит к смещению основного магнитного поля от затенения. звенеть.

    Когда кривая приложенного напряжения начинает уменьшаться от своего пикового значения, магнитные силовые линии также уменьшаются. Эффект на затеняющем кольце противоположный. По мере уменьшения основного тока магнитный эффект затенения кольцо имеет тенденцию сохранять ту же полярность, что и основной полюс, но увеличивается в силе. Это заставляет полюс статора перемещаться от основного (незаштрихованного) полюса к заштрихованный столб (см.25).

    Позиция 1

    Верхняя часть статора: магнитная полярность основной катушки — северный полюс. Затенение кольцо противостоит главному с южной полярностью.

    (Используйте РИС. 23 в качестве справки.)

    Позиция 2

    Верхняя часть статора: главный полюс меньше сильная северная полярность. Полярность затеняющего кольца равна нулю, поэтому полюс статора движется к затеняющему кольцу.

    Позиция 3

    Верхняя часть статора: полярность основного полюса менее сильная Северный полюс.

    Заштрихованный полюс сильнее северной полярности.Полюс статора смещается ближе к затененный столб.

    Позиция 4

    Верхняя часть статора: главный полюс не имеет тока и потока. Заштрихованный столб имеет более сильную северную полярность, поэтому полюс статора перемещается к заштрихованному полюсу.

    Это вызывает вращение потока северного полюса против часовой стрелки.

    Чтобы изменить направление вращения двигателей с экранированными полюсами, соотношение между затеняющим кольцом и поверхностью полюса должно быть перевернуто, так как поле всегда перемещается от незаштрихованной к заштрихованной части полюса статора.Другой набор экранирующих колец на противоположной стороне могут быть закорочены.

    Реверсивный двигатель с расщепленными полюсами имеет два комплекта экранирующих колец. Когда один набор закорочен, другой набор открыт.

    Управлять скоростью двигателей с расщепленными полюсами очень просто. Либо изменить напряжение который подается на обмотку статора для создания меньшего напряжения на виток на обмотки или изменить количество витков, используя обмотки с ответвлениями и сохраняя одно и то же приложенное напряжение. Любой метод изменяет напряжение на оборот на мотор.Меньшее напряжение на оборот означает меньший поток, большее скольжение и меньшую скорость. под нагрузкой.

    Двигатели с экранированными полюсами обычно используются для вентиляторов, лопасти которых установлен на валу ротора, и воздух проходит над двигателем. Эти вентиляторы требуют небольшой пусковой момент, а воздух над двигателем помогает охлаждать его. Если эти двигатели сильно нагреваются или находятся в зоне высокой вибрации, защитные кольца (которые спаянные кольца проводников) могут разомкнуться и привести к выходу двигателя из строя.


    РИС.24 Фотография одного типа двигателя с расщепленными полюсами.


    РИС. 25 Кривые напряжения и тока двигателя с заштрихованными полюсами: линейное напряжение, ток основной катушки и формы волны наведенной катушки затенения.

    ОБЗОР

    Однофазный асинхронный двигатель является одним из наиболее часто используемых бытовых электродвигателей. и легкие коммерческие двигатели. Каждое приложение диктует правильный двигатель стиль для использования. Во всех этих двигателях используется концепция одной фазы или одной фазы. синусоида и смещение эффектов токов через катушки для создания движущееся магнитное поле.Двигатели с расщепленной фазой и конденсаторным пуском используют пусковую переключатель для отключения пусковых обмоток от сети после запуска двигателя. до скорости бега.

    Двигатели с двумя конденсаторами используют несколько конденсаторов или варианты конденсаторов с двумя номиналами. создать пусковую и ходовую цепи. Все правила NEC, которые применяются к трехфазным двигателям относятся к однофазным двигателям. Многие исключения применяются только к маломощным моторам.

    ВИКТОРИНА

    1. Перечислите основные части асинхронного двигателя с расщепленной фазой.

    2. Что произойдет, если контакты центробежного выключателя не замыкаются при мотор останавливается?

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

    4. Асинхронный двигатель с расщепленной фазой рассчитан на двойное напряжение 115/230 вольт. Двигатель имеет две рабочие обмотки, каждая из которых рассчитана на 115 вольт, и одна пусковая обмотка на 115 вольт. Нарисуйте принципиальную схему этой расщепленной фазы. асинхронный двигатель, подключенный для работы на 230 вольт.

    5. Нарисуйте принципиальную схему подключения двухфазного асинхронного двигателя. в вопросе 4, подключен для работы на 115 вольт.

    6. Асинхронный двигатель с расщепленной фазой рассчитан на двойное напряжение 115/230 вольт. Двигатель имеет две рабочие обмотки, каждая из которых рассчитана на 115 вольт, и одна пусковая обмотка на 115 вольт. Нарисуйте принципиальную схему этой расщепленной фазы. асинхронный двигатель, подключенный для работы на 230 вольт.

    7. В чем основное отличие двухфазного асинхронного двигателя от конденсаторный пуск, асинхронный двигатель?

    8.Если центробежный переключатель не размыкается при разгоне двигателя с расщепленной фазой до его номинальной скорости, что происходит с пусковой обмоткой?

    9. Опишите одно ограничение асинхронного двигателя с пусковым конденсатором.

    10. Вставьте правильное слово или фразу, чтобы завершить каждое из следующих утверждений.

    а. Конденсатор, используемый в асинхронном двигателе с пусковым конденсатором, используется только для улучшения.

    б. Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском имеет лучший пусковой момент, чем ____.

    11. Двигатели с экранированными полюсами ____

    а. двигатели с высоким крутящим моментом.

    б. низкий процент, двигатели с регулированием скорости.

    в. используется для больших нагрузок лошадиных сил.

    д. используется для нагрузок с низким крутящим моментом и малой мощностью.

    Эквивалентная схема однофазного асинхронного двигателя ~ ваш электрический дом

          Теория двойного вращающегося поля может быть эффективно использована для получения эквивалентной схемы однофазного асинхронного двигателя. Метод состоит в определении значений обоих полей по часовой стрелке и против часовой стрелки при любом заданном скольжении.Когда известны два поля, можно получить крутящий момент, создаваемый каждым из них. Разница между этими двумя крутящими моментами представляет собой чистый крутящий момент, действующий на ротор.

           Представьте, что однофазный асинхронный двигатель состоит из одной обмотки статора и двух воображаемых обмоток ротора. Один ротор вращается в прямом направлении, т.е. в направлении вращающегося магнитного поля со скольжением s, а другой вращается в обратном направлении, т.е. в направлении противоположно направленного вращающегося магнитного поля со скольжением 2 — s.

           Для разработки схемы замещения предположим сначала, что потери в сердечнике отсутствуют.

    Позвольте импеданс статора быть Z ω

    Z = R 1 + j x 1

    , где R 1 = резистентность статора

    x 1 = статор реактирование

    и x 2 = Реант реагирования ротора Способность статора

    R 2 = Сопротивление ротора Сопротивление сопоставления к стату

    Следовательно, импеданс каждого ротора R 2 + J x 2 где

    x 2 /2

           Сопротивление ротора прямого поля r 2 /с, а сопротивление ротора обратного поля r 2 /(2 — с).Значение r 2 составляет половину фактического сопротивления ротора относительно статора.

           Поскольку потерями в сердечнике пренебрегают, R или отсутствует в эквивалентной схеме. x o составляет половину фактического реактивного сопротивления намагничивания двигателя. Таким образом, эквивалентная схема, относящаяся к статору, показана на рис.1.

    Рис. 1 Эквивалентная цепь без потери сервировки
    Теперь импеданс форвардного полевого ротора Z F , который является параллельной комбинацией (0 + j x O ) и (r 2 /с) + j x 2
              В то время как импеданс ротора обратного поля равен Z b , что является параллельной комбинацией (0 + j x o ) и (r

    6 2 -s) + j x 2 .

           В состоянии покоя s = 1 и 2 — s = 1, следовательно, Z f = Z b и, следовательно, V f = V b . Но в рабочем состоянии V f составляет почти 90–95 % приложенного напряжения.

    . . . Z экв. = Z 1 + Z f + Z b   = Эквивалентное сопротивление
    Пусть                         I 2f  = Ток через передний ротор относительно статора
    и                        I 2b  = Ток через обратный ротор относительно статора
    . . . I 2f = /((r 2 /s) + j x 2 ), где V f = I 1 x Z f
    и                        I 2b  = /((r 2 /2-s)  + j x 2 )
    P f = Потребляемая мощность ротора переднего поля
    = (I 2f ) 2 (r 2 /с) Вт
    P b = Потребляемая мощность ротора обратного поля
    = (I 2b ) 2 (r 2 /2-s) Вт
    P м  = (1 — с){ Полезная потребляемая мощность}
    = (1 — s) (P — P b ) Вт
    P out = P m — механические потери — потери в сердечнике
    . . . T = крутящий момент вперед = P f /(2πN/60) Н-м
    и                        Tb = обратный крутящий момент = P b /(2πN/60) Н-м
    T = чистый крутящий момент = T f — T b
    в то время как                      T ш  = крутящий момент на валу = P out /(2πN/60) Н-м
    %η = (чистый выход / чистый вход) x 100

    2.С потерями в сердечнике

           Если необходимо учитывать потери в сердечнике, то необходимо параллельно подключить сопротивление, в возбуждающей ветви каждого ротора равное половине значения фактического сопротивления потерь в сердечнике. Таким образом, эквивалентная цепь с потерей ядра может быть показана как на рис. 2.

    Рис. 2 Эквивалентная цепь с потерей ядра
    Пусть Z из = эквивалентный импеданс захватывающего ответвление переднего ротора
    = г о ║(j х о )
    и                                 Z ob  = Эквивалентное сопротивление возбуждающей ветви обратного ротора
    = r o ║(j x o )
    . . . Z f = Z из ║( r 2 /s + j x 2 )
    Все остальные выражения остаются такими же, как указано ранее, в случае эквивалентной схемы без потерь в сердечнике.

    Эквивалентная схема однофазного асинхронного двигателя

    Эквивалентная схема однофазного асинхронного двигателя:

    Эквивалентная схема однофазного асинхронного двигателя. Несбалансированность обмоток и тот факт, что основная и вспомогательная обмотки питаются от одного и того же источника питания, приводят к несбалансированности основного и вспомогательного полей.Вектор вдоль осей обмотки можно разбить на симметричные составляющие F̅ f и F̅ b , как указано в уравнениях (10.17a) и (10.17b). Набор прямых компонентов F̅ f и jF̅ f создает поле прямого вращения; аналогичным образом набор обратных компонентов F̅ b и -jF̅ b приводит к обратно вращающемуся полю.

    Проскальзывание ротора по отношению к двум вращающимся полям равно s и (2 – s) соответственно, как указано в уравнениях (10.5а) и (10.5б), и в результате цепи намагничивания и ротора, видимые двумя вращающимися полями относительно основной обмотки, различны и показаны на рис. 10.22(а) и 10.22(б).

    Следует отметить, что потерями холостого хода пренебрегли, и поэтому проводимость потерь в сердечнике не показана в обеих схемах. Полное сопротивление, наблюдаемое E mf , ЭДС, индуцированная прямым полем основной обмотки, составляет

    , а импеданс, наблюдаемый E мб, ЭДС, индуцированная обратным полем в основной обмотке, составляет

    Отсюда

    и

    где

    • mf = ток прямой составляющей в основной обмотке
    • mb = обратная составляющая тока в основной обмотке

    Конечно

    Уравнения (10.16а) и (10.16б) теперь будут преобразованы в текущую форму.

    Пусть

    Н м = эквивалентное количество витков основной обмотки

    N a = эквивалентное количество витков вспомогательной обмотки

    Определить

    Тогда из уравнений (10.16а) и (10.16б)

    Из уравнений (10.32а) и (10.32б)

    Ток во вспомогательной обмотке равен I̅ a , но поскольку витки вспомогательной и основной обмотки различны, ток вспомогательной обмотки со стороны основной обмотки равен

    Из уравнений (10.33а) и (10.33б) симметричные составляющие токов основной и вспомогательной обмоток относительно минимальной обмотки можно выразить как

    Переднее поле достигает вспомогательной обмотки 90° изб. впереди основной обмотки и наоборот для обратно вращающегося поля. Таким образом, ЭДС во вспомогательной обмотке, индуцированная двумя полями, равна:

    Также пусть напряжение на клеммах основной и вспомогательной обмоток будет В и В соответственно.Напряжение вспомогательной обмотки равно (В a /a), если смотреть со стороны основной обмотки. Этот набор напряжений также можно разбить на симметричные составляющие как

    .

    или альтернативно

    Теперь рассмотрим напряжение на клеммах основной обмотки V̅ м.  Он состоит из трех компонентов: ЭДС, индуцированная полем, вращающимся в прямом направлении, ЭДС, индуцированная полем, вращающимся в обратном направлении, и падение напряжения на импедансе обмотки Z̅ 1 м  из-за тока I м , протекающего через нее.Таким образом,

    Замена E̅ mf и E̅ mb из уравнений (10.29a) и (10.29b)

    , который представлен эквивалентной схемой однофазного асинхронного двигателя на рис. 10.23 (а).

    Точно так же напряжение на клеммах вспомогательной обмотки V̅ a состоит из трех компонентов,

    т.е.

    , где Z̅ 1a — полное сопротивление вспомогательной обмотки, в которую обычно включен конденсатор (пусковой/рабочий конденсатор).Используя уравнения (10.36a) и (10.36b),

    , эквивалентная схема однофазного асинхронного двигателя которого представлена ​​на рис. (10.23b).

    Подставляя I m из уравнения. (10.33а) в уравнении (10.39б),

    Аналогичным образом заменив I на из уравнения (10.33b) в уравнении (10.40с),

    С V̅ м  и V̅ a  как выражено в уравнениях (10.41a) и (10.41b), можно получить из уравнений (10.38a) и (10.38b)

    Определение

    Уравнения (10.42а) и (10.42б) можно записать как

    Уравнения (10.44a), (10.44b) и (10.37a) представлены эквивалентной схемой однофазного асинхронного двигателя на рис. 10.24.

    Далее отмечается, что

    Из них эквивалентную схему однофазного асинхронного двигателя на рис. 10.24 можно нарисовать в виде рис. 10.25. На рис. 10.25 отключение вспомогательной обмотки в рабочем состоянии эквивалентно размыканию переключателя S.

    После отключения вспомогательной обмотки.

    Путем удвоения тока и уменьшения импеданса вдвое получается схема, показанная на рис. 10.26. Можно видеть, что это та же модель схемы, которая уже была представлена ​​на рис. 10.5(c) на эвристической основе.

    Из уравнений. (10.42а) и (10.42б),

    Тогда токи обмотки определяются как

    .

    Развиваемый крутящий момент и механическая мощность даны по формуле

    .

    Сопротивление конденсатора для сбалансированной работы при определенной скорости:

    Для сбалансированного однофазного режима

    или из уравнения.(10.48б)

    Из уравнения. (10.38б)

    Для однофазного режима

    Подставляя уравнение. (10.54) в уравнении (10.53)

    С Z̅ 12 , определенным в уравнении. (10.43б)

    Регулирование скорости однофазного асинхронного двигателя

    Просмотр с диаграммами и изображениями

    Регулятор скорости однофазного асинхронного двигателя

    Введение:

    Асинхронный двигатель или синхронный двигатель представляет собой тип двигателя переменного тока, в котором мощность подается на ротор посредством электромагнитной индукции.Электродвигатель вращается из-за магнитной силы, действующей между неподвижным электромагнитом, называемым статором, и вращающимся электромагнитом, называемым ротором. В асинхронном двигателе, напротив, ток в роторе индуцируется бесконтактно магнитным полем статора за счет электромагнитной индукции.

    Скорость асинхронного двигателя зависит от его напряжения на клеммах и рабочей частоты. Рабочая частота асинхронного двигателя изменяется с помощью ШИМ. В этом проекте выходная частота изменяется за счет включения тиристора.Если управлять последовательностью включения тиристора, то можно получить различные частоты.

    Наша проектная работа (устройство) представляет собой преобразователь частоты прямого действия, который преобразует мощность переменного тока одной частоты в мощность переменного тока другой частоты путем преобразования переменного тока в переменный без промежуточного звена преобразования.

    Мы знаем, что скорость асинхронного двигателя зависит от напряжения и частоты. При изменении напряжения и частоты изменяется скорость асинхронного двигателя.

    В проектной работе напряжение и частота изменяются и контролируются, затем контролируется скорость асинхронного двигателя.

    Здесь, в первой главе, обсуждаются теоретические основы и компоненты схемы.

    Здесь, во второй главе, обсудите некоторые компоненты, необходимые для формирования этой схемы.

    В третьей главе обсудите блок питания. Это необходимо для многих ИС. Здесь используется блок питания 12 вольт.

    В четвертой главе обсудите микросхемы, используемые в схеме.

    В пятой главе обсуждается принципиальная схема, работа схемы и проектирование изделий.

    Цели настоящей проектной работы:

    1) Познакомить с некоторыми часто используемыми электронными компонентами.

    2) Генерация пускового импульса.

    3) Управление скоростью асинхронного двигателя с помощью напряжения и частоты.

    4) Для повышения производительности.

    5) Для снижения затрат на привод.

    Некоторые виды проекта приведены ниже:

    Рис: 1.1 некоторый вид проекта.

    Теперь наша первая цель — контролировать угол открытия, чтобы мы могли контролировать напряжение нагрузки.По углу стрельбы –? входное и требуемое напряжение нагрузки показаны на рис. 1.2

    Рис. 1.2 Форма кривой напряжения питания и нагрузки для нагрузки

    Приложения:

    Контроллер двигателя — это устройство или группа устройств, которые служат для управления определенным заранее образом работой электродвигателя. В последние годы многие заводы и фабрики используют это устройство, некоторые из них приведены ниже:

    1. На канализационной станции сточные воды обычно текут по канализационным трубам под действием силы тяжести в мокрый колодец.

    2. Воздушный поток можно регулировать с помощью заслонки, ограничивающей поток, но более эффективно регулировать воздушный поток, регулируя скорость двигателя.

    3. Это устройство используется для отключения центрального кондиционирования воздуха (обогрева или охлаждения) в неиспользуемом помещении или для регулирования температуры в каждой комнате и климат-контроля.

    4. В дровяной печи или аналогичном устройстве это обычно ручка на вентиляционном канале, как в системе кондиционирования воздуха.

    5.Судовые двигательные установки.

    6. Приводы цементных мельниц.

    7. Приводы прокатных станов.

    8. Бумагоделательные машины.

    9. Конвейерная лента.

    10. Водяная установка.

    ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОСНОВА

    Асинхронный двигатель или синхронный двигатель — это тип двигателя переменного тока, в котором мощность подается на ротор посредством электромагнитной индукции. Электродвигатель вращается из-за магнитной силы, действующей между неподвижным электромагнитом, называемым статором, и вращающимся электромагнитом, называемым ротором.Различные типы электродвигателей различаются по способу подачи электрического тока на движущийся ротор. В двигателе постоянного тока и двигателе переменного тока с контактными кольцами ток подается на ротор непосредственно через скользящие электрические контакты, называемые комментаторами и контактными кольцами. В асинхронном двигателе, напротив, ток в роторе индуцируется бесконтактно магнитным полем статора за счет электромагнитной индукции.

    Асинхронный двигатель иногда называют вращающимся трансформатором, потому что статор (неподвижная часть) является первичной стороной трансформатора, а ротор (вращающаяся часть) — вторичной стороной.В отличие от обычного трансформатора, который изменяет ток, используя изменяющийся во времени поток, асинхронные двигатели используют вращающиеся магнитные поля для преобразования напряжения. Ток на первичной стороне создает электромагнитное поле, которое взаимодействует с электромагнитным полем вторичной стороны, создавая результирующий крутящий момент, тем самым преобразуя электрическую энергию в механическую. Широко используются асинхронные двигатели, особенно многофазные асинхронные двигатели, которые часто используются в промышленных приводах.

    Рис. 2.2 Кривая момент-скорость однофазного асинхронного двигателя.

    Асинхронные двигатели

    в настоящее время являются предпочтительным выбором для промышленных двигателей из-за их прочной конструкции, отсутствия щеток и, благодаря современной силовой электронике, возможности управления скоростью двигателя.

    Принцип работы и сравнение с синхронными двигателями:

    Основное различие между асинхронным двигателем и синхронным двигателем переменного тока с ротором с постоянными магнитами заключается в том, что в последнем вращающееся магнитное поле статора будет налагать электромагнитный момент на магнитное поле ротора, заставляя его двигаться (около вала). ) и производится установившееся вращение ротора.Он называется синхронным, потому что в установившемся режиме скорость ротора такая же, как скорость вращающегося магнитного поля в статоре. Напротив, асинхронный двигатель не имеет постоянных магнитов на роторе; вместо этого в роторе индуцируется ток. Для этого обмотки статора располагаются вокруг ротора таким образом, что при подаче питания от многофазного источника питания они создают вращающееся магнитное поле, проходящее мимо ротора. Эта изменяющаяся картина магнитного поля индуцирует ток в проводниках ротора.Этот ток взаимодействует с вращающимся магнитным полем, создаваемым статором, и вызывает вращательное движение ротора.

    Однако для индуцирования этих токов скорость физического ротора должна быть меньше скорости вращения магнитного поля в статоре (синхронная частота n с ), иначе магнитное поле не будет двигаться относительно проводники ротора и токи не индуцируются. Если по какой-то причине это происходит, ротор обычно немного замедляется, пока ток не индуцируется повторно, а затем ротор продолжает работать, как и раньше.Эта разница между скоростью вращения ротора и скоростью вращения магнитного поля в статоре называется скольжением. Это меньше единицы и представляет собой отношение между относительными скоростями магнитного поля с точки зрения ротора (скорость скольжения) к скорости вращения поля статора. Из-за этого асинхронный двигатель иногда называют асинхронной машиной.

    Однофазный:

    В однофазном асинхронном двигателе необходимо предусмотреть пусковую цепь для запуска вращения ротора.Если этого не сделать, вращение можно запустить, слегка повернув ротор вручную. Однофазный асинхронный двигатель может вращаться в любом направлении, и только пусковая цепь определяет направление вращения.

    Для небольших двигателей мощностью в несколько ватт начальное вращение осуществляется с помощью одного или двух отдельных витков толстой медной проволоки вокруг одного угла полюса. Ток, индуцируемый в одном витке, не совпадает по фазе с током питания и, таким образом, вызывает противофазную составляющую в магнитном поле, что придает полю достаточный вращательный характер для запуска двигателя.Эти полюса известны как заштрихованные полюса. Пусковой крутящий момент очень низок, и КПД также снижается. Такие двигатели с расщепленными полюсами обычно используются в маломощных устройствах с низким или нулевым пусковым моментом, таких как настольные вентиляторы и проигрыватели.

    Большие двигатели снабжены второй обмоткой статора, на которую подается противофазный ток для создания вращающегося магнитного поля. Противофазный ток может быть получен за счет питания обмотки через конденсатор или от обмотки, имеющей значения индуктивности и сопротивления, отличные от основной обмотки.

    В некоторых конструкциях вторая обмотка отключается, как только двигатель набирает скорость, обычно либо с помощью переключателя, приводимого в действие центробежной силой, действующей на грузы на валу двигателя, либо с помощью тиристоров с положительным температурным коэффициентом, которые через несколько секунд работы, нагревается и увеличивает свое сопротивление до большого значения, тем самым уменьшая ток через вторую обмотку до незначительного уровня. В других конструкциях вторая обмотка постоянно находится под напряжением во время работы, что улучшает крутящий момент.

    Кривая крутящего момента для 4 различных синхронных электродвигателей:

    А) Однофазный двигатель.

    B) Одиночные многофазные двигатели с короткозамкнутым ротором.

    C) Одиночные многофазные двигатели с короткозамкнутым ротором глубоко.

    D) Многофазные двигатели с двойной короткозамкнутой клеткой.

    Формула двигателя:

    Расчет скорости двигателя:

    Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором представляет собой устройство с постоянной скоростью. Он не может работать в течение длительного времени на скоростях ниже тех, которые указаны на паспортной табличке, без опасности перегорания.

    Для расчета скорости асинхронного двигателя используйте следующую формулу:

    S = 120 x F

    Р

    S pry = синхронные обороты в минуту.

    120 = константа

    F = частота питания (в циклах/с)

    P = количество полюсов обмотки двигателя

    Пример: Какова синхронность двигателя с 4 полюсами, подключенного к источнику питания с частотой 60 Гц?

    S об/мин = 120 x F

    Р

    S об/мин = 120 x 60

    4

    S об/мин = 7200

    4

    S об/мин = 1800 об/мин

    Расчет лошадиных сил:

    Электрическая мощность измеряется в лошадиных силах или ваттах.Лошадиная сила — это единица мощности, равная 746 ваттам или 33 0000 фунт-футов в минуту (550 фунт-футов в секунду). Ватт — это единица измерения, равная мощности, производимой током в 1 ампер при разности потенциалов в 1 вольт. Это 1/746 от 1 лошадиной силы. Ватт является базовой единицей электрической мощности. Мощность двигателя измеряется в лошадиных силах и ваттах. Лошадиная сила используется для измерения энергии, производимой электродвигателем при выполнении работы.

    Чтобы рассчитать мощность двигателя, когда известны ток, КПД и напряжение, используйте следующую формулу:

    л.с. = V x I x КПД

    746

    л.с. =

    лошадиных сил

    В = напряжение

    I = ток (ампер)

    Эфф.= эффективность

    Пример: Какова мощность двигателя 230 В, потребляющего 4 ампера и имеющего КПД 82 %?

    л.с. = V x I x КПД

    746

    л.с. = 230 х 4 х 0,82

    746

    л.с. = 754,4

    746

    л.с. = 1

    л.с.

    Eff = КПД / HP = мощность в лошадиных силах / V = ​​вольт / A = ампер / PF = коэффициент мощности

    Мощность Формулы
    Найти Использовать формулу Пример
    Дано Найти Раствор
    л.с. л.с. = I X E X Эфф.

    746

    240 В, 20 А, КПД 85 %. л.с. л.с. = 240 В x 20 А x 85 %

    746

    л.с.=5,5

    я I = л.с. x 746

    E X Eff x PF

    10 л.с., 240 В,

    Эффективность 90%, эффективность 88%

    я I = 10 л.с. x 746

    240 В х 90 % х 88 %

    I = 39 А

    Чтобы рассчитать мощность двигателя, когда известны скорость и крутящий момент, используйте следующую формулу:

    л.с. = об/мин x T(крутящий момент)

    5252 (постоянный)

    Пример: Какова мощность двигателя 1725 об/мин с FLT 3.1 фунт-фут?

    л.с. = об/мин x T

    5252

    л.с. = 1725 х 3,1

    5252

    л.с. = 5347,5

    5252

    л.с. = 1

    л.с.

    2.2 Сопротивление:

    Сопротивление ограничивает протекание электрического тока, например, резистор включается последовательно со светодиодом (LED) для ограничения тока, проходящего через светодиод.

    Рис. 2.3 Символ сопротивления

    Поток заряда через любой материал сталкивается с противодействующей силой, во многом похожей на механическое трение.Это сопротивление из-за столкновений между электронами и другими атомами в материале, которое преобразует электрическую энергию в другую форму энергии, такую ​​как тепло, называется сопротивлением материала. Единицей измерения сопротивления является ом, для которого используется символ ?, заглавная греческая буква омега.

    Сопротивление любого материала с одинаковой площадью поперечного сечения определяется следующими четырьмя факторами:

    1. Материал
    2. Длина
    3. Площадь поперечного сечения
    4. Температура

    Выбранный материал с его уникальной молекулярной структурой будет по-разному реагировать на давление, чтобы установить ток через его ядро.Проводники, допускающие большой поток заряда при небольшом внешнем давлении, будут иметь низкий уровень сопротивления, в то время как изоляторы будут иметь высокие характеристики сопротивления. Сопротивление прямо пропорционально длине и обратно пропорционально площади.

    По мере повышения температуры большинства проводников повышенное движение частиц внутри молекулярной структуры затрудняет прохождение «свободных» носителей, и уровень сопротивления возрастает.

    При фиксированной температуре 20°C (комнатная температура) сопротивление связано с тремя другими факторами как

    Р=

    Где,

    R=Сопротивление проводника

    = Проводимость

    =Длина проводника

    A=площадь проводника

    Значения сопротивления обычно отображаются цветными полосами.Каждый цвет представляет число, как в таблице.

    Наибольшее сопротивление имеет 4 полосы:

    · Первая полоса соответствует первой цифре.

    · Вторая полоса соответствует второй цифре.

    · Третья полоса указывает количество нулей.

    · Четвертая полоса используется для отображения допуска (точности) сопротивления.

    Емкость:

    Емкость — это устройство, накапливающее энергию в электрическом поле, создаваемом между парой проводников, на которых размещены электрические заряды одинаковой величины, но противоположного знака.Конденсатор иногда называют более старым термином «конденсатор».

    Рис. 2.4 Символ емкости

    Функция: Емкость накапливает электрический заряд. Они используются с резисторами в цепях синхронизации, потому что конденсатору требуется время, чтобы заполниться зарядом. Они используются для сглаживания переменных источников постоянного тока, действуя как резервуар заряда. Они также используются в схемах фильтров, потому что конденсаторы легко пропускают переменные (изменяющиеся) сигналы, но блокируют постоянные (постоянные) сигналы.

    Это мера способности емкости накапливать заряд. Большой означает, что больше заряда может быть сохранено. Емкость измеряется в фарадах, символ F.

    .

    Типы емкостей: Как и сопротивления, все емкости могут быть включены в одну из двух основных категорий: фиксированная или переменная. Изогнутая линия представляет собой пластину, которая обычно связана с точкой с более низким потенциалом.

    Фиксированная емкость: Доступно множество типов фиксированной емкости.Одними из наиболее распространенных являются слюдяные, керамические, электролитические, танталовые и полиэфирные пленочные конденсаторы. Типичный плоский слюдяной конденсатор состоит в основном из листов слюды, разделенных листами металлической фольги. Пластины соединены с двумя электродами. Общая площадь равна площади одного листа, умноженной на количество диэлектрических листов. Вся система заключена в пластиковый изоляционный материал для двух центральных блоков. Слюдяные конденсаторы демонстрируют отличные характеристики при перепадах температуры и высоких напряжениях.Его ток утечки также очень мал. Слюдяные конденсаторы обычно имеют емкость от нескольких микрофарад до 0,2 мкФ при напряжении 100 В и более.

    Электролитический конденсатор чаще всего используется в ситуациях, когда требуются емкости порядка от одного до нескольких тысяч микрофарад. Они предназначены в первую очередь для использования в сетях, где к конденсатору будет приложено только постоянное напряжение, потому что они имеют хорошие изоляционные характеристики между пластинами в одном направлении, но приобретают характеристики проводника в другом направлении.Доступны электролитические конденсаторы, которые можно использовать в цепи переменного тока и в случае, когда полярность постоянного напряжения будет меняться на конденсаторе в течение короткого периода времени.

    Переменная емкость: Диэлектриком для каждой емкости является воздух. Емкость изменяется путем поворота вала на одном конце для изменения общей площади подвижной и неподвижной пластин. Чем больше общая площадь, тем больше емкость, определяемая уравнением. Емкость подстроечного конденсатора изменяется вращением винта, который изменяет расстояние между пластинами и тем самым емкость.

    Появляется цифровой измеритель емкости. Просто поместите конденсатор между зажимами, соблюдая полярность, и прибор отобразит уровень емкости. Лучшей проверкой конденсатора является использование измерителя, предназначенного для выполнения необходимых тестов.

    Емкость последовательно и параллельно:

    Емкости, как и сопротивления, можно включать последовательно и параллельно. Уровни увеличения емкости можно получить, подключив конденсаторы параллельно, а уровни уменьшения можно получить, подключив конденсаторы последовательно.

    Энергия, накопленная емкостью:

    Идеальная емкость не рассеивает подводимой к ней энергии. Он запасает энергию в виде электрического поля между проводящими поверхностями. График напряжения, тока и мощности конденсатора во время фазы зарядки. Кривую мощности можно получить, найдя произведение напряжения и тока в выбранные моменты времени и соединив полученные точки. Накопленная энергия представлена ​​заштрихованной областью под кривой мощности.

    Диод:

    Диод — это электронный компонент с двумя контактами, который проводит электрический ток только в одном направлении. Наиболее распространенная функция диода — пропускать электрический ток в одном направлении (так называемое прямое направление диода), блокируя ток в противоположном направлении. направление (обратное направление).

    Рис. 2.5 Обозначение диода

    Однако диоды могут иметь более сложное поведение, чем это простое действие включения-выключения. Это связано с их сложными нелинейными электрическими характеристиками, которые можно настроить, изменив конструкцию их PN-перехода.Они используются в диодах специального назначения, которые выполняют множество различных функций. Например, для регулирования

    используются специализированные диоды.

    Напряжение (стабилитроны), для электронной настройки радио- и телеприемников (варакторные диоды), для генерации радиочастотных колебаний (туннельные диоды) и для получения света (светоизлучающие диоды). Туннельные диоды обладают отрицательным сопротивлением, что делает их полезными в некоторых типах схем.

    Современный полупроводниковый диод состоит из кристалла полупроводника, такого как кремний, в который добавлены примеси для создания области на одной стороне, содержащей отрицательные носители заряда (электроны), называемой полупроводником n-типа, и области на другой стороне, которая содержит положительные носители заряда (дырки), называемые полупроводниками р-типа.Клеммы диода присоединены к каждой из этих областей. Граница внутри кристалла между этими двумя областями, называемая PN-переходом, — это место, где происходит действие диода. Кристалл проводит ток электронов в направлении от стороны N-типа (называемой катодом) к стороне P-типа (называемой анодом), но не в противоположном направлении; то есть обычный ток течет от анода к катоду (в отличие от потока электронов, поскольку электроны имеют отрицательный заряд).

    Полупроводниковый диод другого типа, диод Шоттки, образуется в результате контакта между металлом и полупроводником, а не p-n-переходом.

    Вольт-амперная характеристика:

    Если на диод подается внешнее напряжение с той же полярностью, что и встроенный потенциал, зона истощения продолжает действовать как изолятор, предотвращая протекание любого значительного электрического тока (если в переходе активно не создаются пары электрон/дырка). например, светом (см. фотодиод). Это явление обратного смещения.

    Однако, если полярность внешнего напряжения противоположна встроенному потенциалу, рекомбинация может снова начаться, что приведет к значительному электрическому току через p-n-переход (т.е. значительное количество электронов и дырок рекомбинирует на стыке). Для кремниевых диодов встроенный потенциал составляет примерно 0,7 В (0,3 В для германиевых и 0,2 В для Скоттки). Таким образом, если через диод пропустить внешний ток, на диоде будет выработано около 0,7 В, так что область, легированная P, будет положительной по отношению к области, легированной N, и говорят, что диод «включен», поскольку он имеет прямое смещение.

    При очень большом обратном смещении, превышающем пиковое обратное напряжение или PIV, происходит процесс, называемый обратным пробоем, который вызывает значительное увеличение тока (т.е. большое количество электронов и дырок создается в p-n-переходе и удаляется от него), что обычно необратимо повреждает устройство.

    Ниже представлена ​​вольт-амперная характеристика диода:

    Рис. 2.6 Вольт-амперная характеристика диода

    2,5 Транзистор:

    Транзистор может управлять своим выходом пропорционально входному сигналу; то есть он может действовать как усилитель. В качестве альтернативы транзистор можно использовать для включения или выключения тока в цепи в качестве переключателя с электрическим управлением, где величина тока определяется другими элементами цепи.Основная полезность транзистора заключается в его способности использовать небольшой сигнал, подаваемый между одной парой его выводов, для управления гораздо большим сигналом на другой паре выводов. Это свойство называется усилением.

    Рис. 2.7 Символ транзистора

    Два типа транзисторов имеют небольшие различия в том, как они используются в схеме. У биполярного транзистора выводы обозначены базой, коллектором и эмиттером. Небольшой ток на клемме базы (то есть, протекающий от базы к эмиттеру) может контролировать или коммутировать гораздо больший ток между клеммами коллектора и эмиттера.Для полевого транзистора клеммы помечены как затвор, исток и сток, а напряжение на затворе может управлять током между истоком и стоком.

    Изображение справа представляет типичный биполярный транзистор в схеме. Заряд будет течь между терминалами эмиттера и коллектора в зависимости от тока в базе. Поскольку внутренние соединения базы и эмиттера ведут себя как полупроводниковый диод, между базой и эмиттером возникает падение напряжения, пока существует базовый ток.Величина этого напряжения зависит от материала, из которого изготовлен транзистор, и обозначается как V BE .

    Транзистор в качестве переключателя

    Транзисторы

    обычно используются в качестве электронных переключателей как для мощных приложений, таких как импульсные источники питания, так и для приложений с низким энергопотреблением, таких как логические элементы.

    В транзисторной схеме с заземленным эмиттером, такой как показанная схема выключателя света, по мере того, как напряжение базы повышается, ток базы и коллектора увеличивается экспоненциально, а напряжение коллектора падает из-за резистора нагрузки коллектора.Соответствующие уравнения:

    В RC = I CE × R C , напряжение на нагрузке (лампа с сопротивлением R C )

    В RC + В CE = В CC , напряжение питания показано как 6 В

    Если V CE может упасть до 0 (идеальный замкнутый переключатель), то Ic не может подняться выше, чем V CC / R C , даже при более высоких базовом напряжении и токе. В этом случае говорят, что транзистор насыщается.Следовательно, значения входного напряжения могут быть выбраны так, что выход либо полностью выключен, либо полностью включен. Транзистор действует как переключатель, и этот тип операции распространен в цифровых схемах, где важны только значения «включено» и «выключено».

    Усилитель с общим эмиттером разработан таким образом, что небольшое изменение напряжения в (V в ) изменяет небольшой ток через базу транзистора, а усиление тока транзистора в сочетании со свойствами схемы означает, что небольшие колебания V в производят большие изменения в V из .

    Схема усилителя с общим эмиттером.

    Операционный усилитель:

    Операционный усилитель («операционный усилитель») представляет собой электронный усилитель напряжения с высоким коэффициентом усиления и связью по постоянному току с дифференциальным входом и, как правило, несимметричным выходом. Операционный усилитель создает выходное напряжение, которое обычно в сотни тысяч раз превышает разность напряжений между его входными клеммами.

    A Signetics — операционный усилитель, один из самых успешных операционных усилителей.

    Операционные усилители являются важными строительными блоками для широкого спектра электронных схем. Они возникли в аналоговых компьютерах, где использовались во многих линейных, нелинейных и частотно-зависимых схемах. Их популярность в схемотехнике во многом связана с тем, что характеристики конечных элементов (например, их коэффициент усиления) задаются внешними компонентами и мало зависят от изменений температуры и производственных вариаций самого операционного усилителя.

    Операция:

    Дифференциальные входы усилителя состоят из входа и входа, и в идеале операционный усилитель усиливает только разницу в напряжении между ними, которая называется дифференциальным входным напряжением.Выходное напряжение операционного усилителя определяется уравнением

    .

    Где напряжение на неинвертирующем выводе равно напряжению на инвертирующем выводе, а A OL — коэффициент усиления усилителя без обратной связи (термин «разомкнутая цепь» относится к отсутствию петли обратной связи от выход на вход).

    Обычно очень большой коэффициент усиления операционного усилителя управляется отрицательной обратной связью, которая в значительной степени определяет величину его выходного («замкнутого контура») усиления по напряжению в усилителях или требуемую передаточную функцию (в аналоговых компьютерах).Без отрицательной обратной связи и, возможно, с положительной обратной связью для регенерации операционный усилитель действует как компаратор. Высокое входное сопротивление на входных клеммах и низкое выходное сопротивление на выходных клеммах являются важными типичными характеристиками.

    При отсутствии отрицательной обратной связи операционный усилитель действует как компаратор. Инвертирующий вход удерживается на земле (0 В) резистором, поэтому, если V в , приложенное к неинвертирующему входу, положительное, выход будет максимально положительным, а если V в отрицательным, выход будет максимально отрицательным.Поскольку обратной связи между выходом и входом нет, это схема с разомкнутым контуром. Коэффициент усиления схемы равен G OL операционного усилителя.

    Добавление отрицательной обратной связи через делитель напряжения R f ,R g уменьшает усиление. Равновесие установится, когда V из будет достаточно, чтобы дотянуться и «подтянуть» инвертирующий вход к тому же напряжению, что и V в . В качестве простого примера, если V в = 1 В и R f = R g , V из будет 2 В, количество, необходимое для поддержания V на уровне 1 В.Из-за обратной связи, обеспечиваемой R f , R g , это замкнутая цепь. Его общий коэффициент усиления V на выходе / V на называется коэффициентом усиления с обратной связью A CL . Поскольку обратная связь отрицательна, в этом случае A CL меньше, чем A OL операционного усилителя.

    Если отрицательная обратная связь не используется, операционный усилитель работает как переключатель или компаратор.

    Приложения:

    Использование в конструкции электронных систем

    Использование операционных усилителей в качестве схемных блоков намного проще и нагляднее, чем указание всех их отдельных элементов схемы (транзисторов, резисторов и т.), независимо от того, являются ли используемые усилители интегральными или дискретными. В первом приближении операционные усилители можно использовать так, как если бы они были идеальными блоками дифференциального усиления; на более позднем этапе могут быть установлены ограничения на допустимый диапазон параметров для каждого операционного усилителя.

    Неинвертирующий усилитель:

    Операционный усилитель, подключенный в конфигурации неинвертирующего усилителя

    В неинвертирующем усилителе выходное напряжение изменяется в том же направлении, что и входное напряжение.

    Уравнение усиления для операционного усилителя:

    Однако в этой схеме V является функцией V out из-за отрицательной обратной связи через сеть R 1 R 2 .R 1 и R 2 образуют делитель напряжения, а так как V является высокоимпедансным входом, он не нагружает его заметно. Следовательно:

    где

    Подставляя это в уравнение усиления, получаем:

    Решение для V из :

    Если A OL очень большой, это упрощается до

    Инвертирующий усилитель:

    Операционный усилитель, подключенный в конфигурации инвертирующего усилителя

    В инвертирующем усилителе выходное напряжение изменяется в направлении, противоположном входному напряжению.

    Как и в случае с неинвертирующим усилителем, начнем с уравнения усиления операционного усилителя:

    На этот раз V является функцией как V из , так и V из из-за делителя напряжения, образованного R f и R в . Опять же, вход операционного усилителя не оказывает заметной нагрузки, поэтому:

    Подставляя это в уравнение усиления и решая V out :

    Если A OL очень большой, это упрощается до

    Резистор часто вставляется между неинвертирующим входом и землей (чтобы оба входа «видели» одинаковые сопротивления), уменьшая входное напряжение смещения из-за разных падений напряжения из-за тока смещения, и может уменьшать искажения в некоторых операционных усилителях.

    Конденсатор, блокирующий постоянный ток, может быть включен последовательно с входным резистором, когда частотная характеристика ниже постоянного тока не требуется и любое постоянное напряжение на входе нежелательно. То есть емкостная составляющая входного импеданса вставляет ноль постоянного тока и низкочастотный полюс, что придает схеме полосовую или высокочастотную характеристику.

    2,7 Тиристор:

    Тиристор представляет собой твердотельный полупроводниковый прибор с четырьмя чередующимися слоями материала N- и P-типа.Они действуют как битовые переключатели, проводящие, когда на их затвор поступает импульс тока, и продолжают проводить, пока они смещены в прямом направлении (то есть, пока напряжение на устройстве не реверсировано). Некоторые источники определяют кремниевые выпрямители и тиристоры как синонимы.

    Рис. 2.8 символ тиристора

    В других источниках тиристоры определяются как более крупный набор устройств с не менее чем четырьмя слоями чередующихся материалов N- и P-типа, в том числе:

    Функция:

    Тиристор представляет собой четырехслойное полупроводниковое устройство с тремя выводами, каждый слой которого состоит из материала попеременно N-типа или P-типа, например P-N-P-N.Основные клеммы, обозначенные как анод и катод, расположены на всех четырех слоях, а управляющая клемма, называемая затвором, прикреплена к материалу р-типа рядом с катодом. (Вариант, называемый SCS — Silicon Controlled Switch — выводит все четыре уровня на клеммы.) Работу тиристора можно понять с точки зрения пары тесно связанных биполярных транзисторов, расположенных так, чтобы вызывать самофиксацию:

    Тиристоры имеют три состояния:

    1. Обратный режим блокировки — напряжение подается в направлении, которое было бы заблокировано диодом
    2. Прямой режим блокировки — напряжение подается в направлении, которое заставит диод проводить, но тиристор еще не переключился в проводимость
    3. Режим прямой проводимости — тиристор переключился в проводимость и будет оставаться проводящим до тех пор, пока прямой ток не упадет ниже порогового значения, известного как «ток удержания»

    Функция терминала ворот:

    Тиристор имеет три p-n перехода (серийные названия J 1 , J 2 , J 3 от анода).

    Многоуровневая схема тиристора.

    Когда анод находится под положительным потенциалом V AK по отношению к катоду без напряжения на затворе, переходы J 1 и J 3 смещены в прямом направлении, а переход J 2 смещен в обратном направлении. Поскольку J 2 имеет обратное смещение, проводимость отсутствует (состояние «Выкл.»). Теперь, если V AK превышает напряжение пробоя V BO тиристора, происходит лавинный пробой J 2 и тиристор начинает проводить (включенное состояние).

    Если на вывод затвора подается положительный потенциал V G по отношению к катоду, пробой перехода J 2 происходит при меньшем значении V AK . Путем выбора подходящего значения V G тиристор может быть переключен во включенное состояние внезапно.

    После того, как произошел лавинный пробой, тиристор продолжает проводить, независимо от напряжения на затворе, до тех пор, пока: (а) не будет снят потенциал В АК или (б) ток через устройство (анод-катод) не станет меньше удерживающего ток, указанный производителем.Следовательно, V G может быть импульсом напряжения, таким как выходное напряжение релаксационного генератора UJT.

    Эти импульсы затвора характеризуются напряжением запуска затвора (V GT ) и током запуска затвора (I GT ). Ток запуска затвора изменяется обратно пропорционально ширине импульса затвора таким образом, что очевидно, что для запуска тиристора требуется минимальный заряд затвора.

    В – I характеристики: Ниже представлена ​​вольт-амперная характеристика тиристора:

    Рис: 2.9 В – I характеристика тиристора.

    Применение

    Тиристоры в основном используются там, где задействованы большие токи и напряжения, и часто используются для управления переменными токами, где изменение полярности тока вызывает автоматическое отключение устройства; называется операцией Zero Cross.

    Тиристоры

    могут использоваться в качестве управляющих элементов для контроллеров с фазовым управлением, также известных как фазовые контроллеры.

    Их также можно найти в источниках питания для цифровых цепей, где они используются в качестве своего рода «автоматического выключателя» или «лома», чтобы предотвратить повреждение компонентов, расположенных ниже по цепи, из-за отказа источника питания.

    Типы тиристоров:

    • SCR — выпрямитель с кремниевым управлением

    • ASCR — асимметричный SCR

    • RCT — тиристор обратной проводимости

    • LASCR — SCR, активируемый светом, или LTT — тиристор, активируемый светом

    • БПК — Пробойный диод — Беззатворный тиристор, срабатывающий от лавинного тока

    • Диод Шокли — Однонаправленный триггер и переключающее устройство
    • Динистор — Устройство однонаправленного переключения
    • DIAC — Двунаправленное триггерное устройство
    • SIDAC — Устройство двунаправленного переключения
    • Trisil, SIDACtor — Двунаправленные защитные устройства

    • TRIAC — триод для переменного тока — двунаправленное коммутационное устройство, содержащее две тиристорные структуры с общим затворным контактом

    • BCT — двунаправленный управляющий тиристор — двунаправленное переключающее устройство, содержащее две тиристорные структуры с отдельными контактами затвора

    • GTO — Запирающий тиристор

    • IGCT — тиристор со встроенным затвором

    • MA-GTO — Модифицированный запирающий тиристор с анодным затвором
    • DB-GTO — Запорный тиристор с распределенным буфером

    • MCT — тиристор, управляемый полевым МОП-транзистором — содержит две дополнительные структуры полевого транзистора для управления включением/выключением.

    • BRT — тиристор с регулируемым базовым сопротивлением

    • LASS — световой полупроводниковый переключатель

    • AGT — Тиристор с анодным затвором — Тиристор с затвором на слое n-типа рядом с анодом

    • PUT или PUJT — программируемый запрещающий транзистор — тиристор с затвором на слое n-типа рядом с анодом, используемый в качестве функциональной замены запрещающего транзистора

    • SCS — кремниевый управляемый переключатель или тиристорная тетрада — тиристор с катодным и анодным затворами.

    2,8 МОП-транзистор:

    Полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET, MOS-FET или MOS FET) — это транзистор, используемый для усиления или переключения электронных сигналов. В полевых МОП-транзисторах напряжение на электроде затвора с оксидной изоляцией может индуцировать проводящий канал между двумя другими контактами, называемыми истоком и стоком. Канал может быть n-типа или p-типа (см. статью о полупроводниковых устройствах) и соответственно называется nMOSFET или pMOSFET (также обычно nMOS, pMOS).Это, безусловно, самый распространенный транзистор как в цифровых, так и в аналоговых схемах, хотя одно время транзистор с биполярным переходом был гораздо более распространенным.

    Рис. 2.10 Символ Mosfet

    Два мощных МОП-транзистора в корпусе для поверхностного монтажа D2PAK. Работая как переключатели, каждый из этих компонентов может выдерживать блокирующее напряжение 120 вольт в выключенном состоянии и может проводить непрерывный ток 30 ампер во включенном состоянии, рассеивая до 100 Вт и управляя нагрузкой более 2000 Вт.Спичка изображена для масштаба.

    IGFET — родственный термин, означающий полевой транзистор с изолированным затвором, и используется почти как синоним MOSFET, будучи более точным, поскольку многие «MOSFET» используют затвор, который не является металлическим, и изолятор затвора, который не является оксидом. Другой синоним — MISFET для полевого транзистора металл-изолятор-полупроводник

    .

    Символы цепи:

    Для МОП-транзистора используются различные символы. Базовая конструкция, как правило, представляет собой линию канала, где исток и сток выходят под прямым углом, а затем изгибаются под прямым углом в том же направлении, что и канал.Иногда для режима расширения используются три сегмента линии, а для режима истощения — сплошная линия. Еще одна линия проводится параллельно каналу для ворот.

    Массовое соединение, если оно показано, показано соединенным с задней частью канала стрелкой, указывающей PMOS или NMOS. Стрелки всегда указывают от P к N, поэтому NMOS (N-канал в P-ячейке или P-подложке) имеет стрелку, указывающую внутрь (от объема к каналу). Если большая часть подключена к истоку (как это обычно бывает с дискретными устройствами), она иногда наклоняется, чтобы встретиться с истоком, выходящим из транзистора.Если объем не показан (как это часто бывает в конструкции ИС, поскольку они обычно имеют общий объем), иногда используется символ инверсии для обозначения PMOS, в качестве альтернативы можно использовать стрелку на истоке так же, как для биполярных транзисторов ( выход для nMOS, вход для pMOS).

    Сравнение символов MOSFET режима расширения и режима истощения, а также символов JFET (нарисованы с истоком и стоком, упорядоченными таким образом, чтобы более высокие напряжения отображались на странице выше, чем более низкие напряжения):

    P-канал
    N-канальный
    JFET МОП-транзистор enh MOSFET enh (без объема) МОП-транзистор от

    Для символов, на которых показан объемный или корпусной вывод, здесь он показан внутренне соединенным с источником.Это типичная конфигурация, но ни в коем случае не единственная важная конфигурация. Как правило, МОП-транзистор представляет собой устройство с четырьмя выводами, и в интегральных схемах многие МОП-транзисторы имеют общее соединение корпуса, не обязательно подключенное к выводам истока всех транзисторов.

    Mosfet Операция:

    Структура металл-оксид-полупроводник

    Традиционная структура металл-оксид-полупроводник (МОП) получается путем выращивания слоя диоксида кремния (SiO2) поверх кремниевой подложки и осаждения слоя металла или поликристаллического кремния (последний обычно используется).Поскольку диоксид кремния является диэлектрическим материалом, его структура эквивалентна плоскому конденсатору, в котором один из электродов заменен полупроводником.

    Пример применения N-канального МОП-транзистора. При нажатии переключателя загорается светодиод.

    Структура металл–оксид–полупроводник на кремнии P-типа

    Когда на структуру МОП подается напряжение, оно изменяет распределение зарядов в полупроводнике. Если мы рассмотрим полупроводник P-типа (где NA — плотность акцепторов, p — плотность дырок; p = NA в нейтральном объеме), положительное напряжение VGB от затвора к корпусу (см. рисунок) создает обедненный слой, заставляя положительно заряженные дырки вдали от интерфейса затвор-изолятор / полупроводник, оставляя открытой область без носителей неподвижных отрицательно заряженных акцепторных ионов (см. Легирование (полупроводник)).Если VGB достаточно велико, в инверсионном слое, расположенном в тонком слое рядом с границей раздела полупроводник-диэлектрик, образуется высокая концентрация отрицательных носителей заряда. В отличие от МОП-транзистора, где электроны инверсионного слоя быстро поступают с электродов истока/стока, в МОП-конденсаторе они производятся гораздо медленнее за счет тепловой генерации за счет центров генерации носителей и рекомбинации в области обеднения. Условно напряжение на затворе, при котором объемная плотность электронов в инверсионном слое совпадает с объемной плотностью дырок в теле, называется пороговым напряжением.

    Эта структура с корпусом p-типа является основой MOSFET N-типа, который требует добавления областей истока и стока N-типа.

    БЛОК ПИТАНИЯ

    Введение:

    Блоки питания, которые могут давать синусоидальную волну (12sinwt), +12В, -12В, понимают основные принципы устройства и работы, краткое описание таких устройств и компонентов рассмотрено в этой главе.

    Трансформатор:

    Эта статья об электрическом устройстве.Чтобы узнать о франшизе линии игрушек, см. « Трансформеры» . Чтобы узнать о других значениях, см. Трансформер (значения).

    Трансформатор — это устройство, передающее электрическую энергию от одной цепи к другой через индуктивно связанные проводники — катушки трансформатора. Изменяющийся ток в первой или первичной обмотке создает переменный магнитный поток в сердечнике трансформатора и, следовательно, переменное магнитное поле во вторичной обмотке. Это переменное магнитное поле индуцирует переменную электродвижущую силу (ЭДС) или «напряжение» во вторичной обмотке.Этот эффект называется взаимной индукцией.

    Рис. 3.1 Трансформатор.

    Если к вторичной обмотке подключить нагрузку, то во вторичной обмотке будет протекать электрический ток, и электрическая энергия будет передаваться из первичной цепи через трансформатор в нагрузку. В идеальном трансформаторе индуцированное напряжение во вторичной обмотке (V s ) пропорционально первичному напряжению (V p ), и определяется отношением числа витков во вторичной (N s ) на количество витков в первичной обмотке (N p ) следующим образом:

    Путем соответствующего выбора соотношения витков трансформатор, таким образом, позволяет «повышать» напряжение переменного тока (AC), делая N s больше, чем N p , или «понижать» напряжение, делая N s меньше, чем N р .

    Основные принципы:

    Трансформатор основан на двух принципах: во-первых, электрический ток может создавать магнитное поле (электромагнетизм), и, во-вторых, изменяющееся магнитное поле внутри катушки с проводом индуцирует напряжение на концах катушки (электромагнитная индукция). . Изменение тока в первичной обмотке изменяет создаваемый магнитный поток. Изменяющийся магнитный поток индуцирует напряжение во вторичной обмотке.

    Уравнение идеальной мощности:

    Если вторичная катушка подключена к нагрузке, которая пропускает ток, электрическая мощность передается от первичной цепи к вторичной цепи.В идеале трансформатор совершенно эффективен; вся поступающая энергия преобразуется из первичной цепи в магнитное поле и во вторичную цепь. При выполнении этого условия входящая электрическая мощность должна быть равна исходящей мощности:

    дает уравнение идеального трансформатора

    Трансформаторы обычно имеют высокий КПД, поэтому эта формула является разумным приближением.

    Рис. 3.2 Идеальные трансформаторы

    При увеличении напряжения ток уменьшается во столько же раз.Импеданс в одной цепи преобразуется квадратом коэффициента трансформации. Например, если импеданс Z s подключен к клеммам вторичной обмотки, для первичной цепи он будет иметь импеданс (N p / N s ) 2 Z s . Это соотношение является обратным, так что импеданс Z p первичной цепи представляется вторичной как (N s /N p ) 2 Z p.

    Подробная операция:

    В приведенном выше упрощенном описании не учитываются несколько практических факторов, в частности первичный ток, необходимый для создания магнитного поля в сердечнике, и вклад в поле из-за тока во вторичной цепи.

    Модели идеального трансформатора обычно предполагают наличие сердечника с пренебрежимо малым сопротивлением и двумя обмотками с нулевым сопротивлением. При подаче напряжения на первичную обмотку протекает небольшой ток, приводящий в движение магнитный поток вокруг магнитопровода сердечника. Ток, необходимый для создания потока, называется током намагничивания; поскольку предполагалось, что идеальное ядро ​​​​имеет почти нулевое сопротивление, током намагничивания можно пренебречь, хотя он все же необходим для создания магнитного поля.

    Изменяющееся магнитное поле индуцирует электродвижущую силу (ЭДС) в каждой обмотке.Поскольку идеальные обмотки не имеют импеданса, они не имеют связанного с ними падения напряжения, поэтому напряжения V P и V S , измеренные на зажимах трансформатора, равны соответствующим ЭДС. Первичная ЭДС, действующая против первичного напряжения, иногда называется «обратной ЭДС». Это связано с законом Ленца, который гласит, что индукция ЭДС всегда будет такой, что будет препятствовать развитию любого такого изменения магнитного поля.

    Типы:

    · Автотрансформатор

    · Многофазные трансформаторы

    · Трансформаторы утечки

    · Резонансные трансформаторы

    · Аудио трансформаторы

    · Измерительные трансформаторы

     

    Классификация:

    Трансформаторы можно рассматривать как класс электрических машин без движущихся частей; как таковые они описываются как статические электрические машины.Их можно классифицировать по-разному; неполный список:

    • По мощности: от долей вольт-ампера (ВА) до более тысячи МВА;
    • По частотному диапазону: мощность-, аудио- или радиочастота;
    • По классу напряжения: от единиц вольт до сотен киловольт;
    • По типу охлаждения: с воздушным, масляным, вентиляторным или водяным охлаждением;
    • По применению: например, источник питания, согласование импеданса, стабилизатор выходного напряжения и тока или изоляция цепи;
    • По назначению: распределительные, выпрямительные, дуговые печи, выход усилителя и т.д.;
    • По соотношению витков обмотки: повышающие, понижающие, изолирующие с равным или близким соотношением, переменные и многообмоточные.

    Применение:

    Трансформаторы широко используются в электронной продукции для понижения напряжения питания до уровня, подходящего для низковольтных цепей, которые они содержат. Трансформатор также электрически изолирует конечного пользователя от контакта с напряжением питания.

    Преобразователи сигналов и звуковых сигналов используются для соединения каскадов усилителей и для согласования устройств, таких как микрофоны и проигрыватели, со входом усилителей.Аудиотрансформаторы позволяли телефонным цепям вести двусторонний разговор по одной паре проводов. Балунный трансформатор преобразует сигнал, относящийся к земле, в сигнал со сбалансированными напряжениями относительно земли, например, между внешними кабелями и внутренними цепями.

    Принцип трансформатора с разомкнутой цепью (без нагрузки) широко используется для определения характеристик магнитомягких материалов, например, в методе каркаса Эпштейна, стандартизированном на международном уровне.

    3.3 Выпрямитель:

    Выпрямитель представляет собой электрическое устройство, которое преобразует переменный ток (AC), который периодически меняет направление, в постоянный ток (DC), который имеет только одно направление, процесс, известный как выпрямление. Выпрямители имеют множество применений, в том числе в качестве компонентов источников питания и детекторов радиосигналов. Выпрямители могут состоять из твердотельных диодов, кремниевых выпрямителей, ламповых диодов, ртутных дуговых вентилей и других компонентов.

    Однополупериодное выпрямление

    При однополупериодном выпрямлении пропускается либо положительная, либо отрицательная половина волны переменного тока, а другая половина блокируется.Поскольку только половина входного сигнала достигает выхода, он очень неэффективен, если используется для передачи энергии. Однополупериодное выпрямление может быть достигнуто с помощью одного диода в однофазном питании или с тремя диодами в трехфазном питании.

    Выходное постоянное напряжение однополупериодного выпрямителя можно рассчитать с помощью следующих двух идеальных уравнений:

    Двухполупериодное выпрямление

    Двухполупериодный выпрямитель преобразует всю форму входного сигнала в сигнал постоянной полярности (положительный или отрицательный) на выходе.Полноволновое выпрямление преобразует обе полярности входного сигнала в постоянный ток (постоянный ток) и является более эффективным. Однако в цепи с трансформатором с отводом от середины требуется четыре диода вместо одного, необходимого для однополупериодного выпрямления. (См. полупроводники, диод). Четыре диода, расположенные таким образом, называются диодным мостом или мостовым выпрямителем.

    Рис. 3.3 Мостовой выпрямитель решетки: двухполупериодный выпрямитель с 4 диодами.

    Для однофазного переменного тока, если трансформатор имеет среднее ответвление, то два диода, встречно включенные (т.е. анод-анод или катод-катод) может образовывать двухполупериодный выпрямитель. На вторичной обмотке трансформатора требуется в два раза больше обмоток для получения того же выходного напряжения, что и у вышеописанного мостового выпрямителя.

    Рис. 3.4 Двухполупериодный выпрямитель с использованием

    Эквивалентная схема однофазного асинхронного двигателя

    Презентация на тему: » Эквивалентная схема однофазного асинхронного двигателя» — Транскрипт:

    1 Эквивалентная схема однофазного асинхронного двигателя
    Теория двойного вращающегося поля может быть эффективно использована для получения эквивалентной схемы однофазного асинхронного двигателя.Представьте, что однофазный асинхронный двигатель состоит из одной обмотки статора и двух воображаемых обмоток ротора. Один ротор вращается в прямом направлении, т.е. в направлении вращающегося магнитного поля со скольжением s, а другой вращается в обратном направлении, т.е. в направлении противоположно направленного вращающегося магнитного поля со скольжением 2 — s. 1. Без потерь в сердечнике

    2 2. С потерями в сердечнике

    3 Гистерезисный двигатель Гистерезисный двигатель представляет собой синхронный двигатель без явно выраженных (или выступающих) полюсов и без возбуждения постоянного тока, который запускается за счет гистерезисных потерь, вызванных во вторичном элементе из закаленной стали вращающимся полем первичной обмотки, и работает нормально на синхронной скорости и работает от гистерезисного момента Это однофазный двигатель, работа которого зависит от эффекта гистерезиса, т.е.т. е. намагниченность, возникающая в ферромагнитном материале, отстает от намагничивающей силы.

    4 Гистерезисные двигатели Статор Ротор такой же, как у асинхронного двигателя
    Гладкий цилиндр

    5 Принцип работы
    Поток статора устанавливает эти магнитные полюса Полюса ротора «индуцируются» потоком статора

    6 Полюса ротора следуют за вращающимся потоком, но отстают на угол δh
    Полюса статора движутся против часовой стрелки

    7

    8 Ts α φsφrsinα Где φs = поток статора φr = поток ротора

    9 Гистерезисные потери мощности, Ph
    где fr = частота реверсирования потока в роторе (Гц) Bmax = максимальное значение плотности потока в воздушном зазоре (Тл) Ph = тепловые потери на гистерезис (Вт) kh = постоянная

    10 Гистерезисный двигатель на синхронной скорости
    Отсутствие нагрузки и незначительные потери при вращении Магниты индукционного ротора остаются заблокированными с вращающимися полюсами, создаваемыми статором

    11 Гистерезисный двигатель на синхронной скорости
    Ротор замедляется, и индуцированные магниты ротора отстают от вращающихся полюсов статора на угол δmag .Ротор возвращается к синхронной скорости при новом угле крутящего момента. Примените ступенчатое увеличение нагрузки на вал.

    12 Гистерезис двигателя при синхронной скорости
    Если нагрузка на вал вызывает δmag>90°, ротор вырывается из синхронизма, момент магнита падает до нуля, и машина развивает гистерезисный момент. Этого крутящего момента недостаточно, чтобы выдержать нагрузку.

    13 Характеристика момента-скорости
    Постоянный гистерезисный момент позволяет двигателю синхронизировать любую нагрузку, которую он может ускорить «Нормальный» рабочий диапазон

    14 Преимущества Ротор без зубьев и обмоток Отсутствие механической вибрации Тихая и бесшумная работа Пригодность для ускорения Высокая инерционная нагрузка Возможность многоскоростной работы Применение Звукозапись Инструмент Звукопроизводящее оборудование Магнитофон Электрические часы Телепринтеры Таймеры Высококачественный магнитофон

    15 Реактивный двигатель Статор Ротор

    16 Принцип работы Когда на обмотки статора подается питание, магнитное сопротивление ротора создает силу, которая пытается совместить полюс ротора с ближайшим полюсом статора.

    17 Реактивный двигатель Существуют различные типы реактивных двигателей:-
    Синхронный реактивный двигатель Переменный реактивный двигатель Переключаемый реактивный двигатель Шаговый переменный реактивный двигатель.

    18 ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
    Статор и ротор реактивного индукторного двигателя имеют явно выраженные полюса. Эта схема с двумя явно выраженными элементами очень эффективна для преобразования электромагнитной энергии.Статорная часть несет катушки на каждом полюсе, причем катушки на противоположных полюсах соединены последовательно. Ротор не имеет магнитов или катушек, прикрепленных к пазам ротора. Это сплошной ротор с явно выраженными полюсами, изготовленный из магнитомягкого материала с многослойной сталью.

    19 Импульсный реактивный двигатель
    Статор содержит 3 электромагнита, питаемых постоянным током.

    20 Ротор представляет собой простой кусок стали, способный проводить магнитный поток.
    Ротор соединен с валом, который, как ожидается, повернется, чтобы что-то произошло.

    21 Магнитное сопротивление Магнитный поток ищет легкий путь для потока
    Хороший кусок стали представляет собой гораздо лучший путь для потока, чем воздух

    22 Заставить двигатель работать Если я продолжу отключать магнитные поля
    и включать вокруг статора, я могу заставить ротор непрерывно гоняться за магнитным полем и, таким образом, вращать вал — теперь у меня есть двигатель постоянного тока без колец или щеток.(Но один чертовски много переключателей)

    23 Несколько дополнительных полюсов, а затем пусть программа логического контроллера проекта сделает это поле.
    Переключение для сглаживания крутящего момента.

    24 Преимущества вентильного реактивного двигателя
    Реактивный двигатель имеет следующие преимущества. К ним относятся: Конструкция двигателя проста.Щетки, коллекторы, постоянные магниты отсутствуют. Пусковой момент достаточно хороший. Возможна точная регулировка скорости. Экономичное и простое обслуживание. Более высокий КПД Больше мощности на единицу веса и объема Не имеет обмоток и контактных колец в роторе Может работать на очень высокой скорости (до 30 000 об/мин) во взрывоопасных средах. Работа в четырех квадрантах возможна с соответствующей схемой привода.

    25 Недостаток вентильного реактивного двигателя
    Шумная работа Этот тип двигателя плохо подходит для создания плавного крутящего момента.Потокосцепление и нелинейная функция токов статора, а также управление положением ротора двигателей являются сложной задачей. Области применения Стиральные машины, ткацкое оборудование. Центробежные насосы, компрессоры, дверные затворы Аналоговые электронные счетчики. Механизмы привода регулирующих стержней ядерных реакторов. Схемы управления работой на основе микроконтроллеров.


    Эквивалентная схема однофазного асинхронного двигателя

    Теория двойного вращающегося поля может быть эффективно использована для получения эквивалентной схемы однофазного асинхронного двигателя.Метод состоит в определении значений обоих полей по часовой стрелке и против часовой стрелки при любом заданном скольжении. Когда известны два поля, можно получить крутящий момент, создаваемый каждым из них. Разница между этими двумя крутящими моментами представляет собой чистый крутящий момент, действующий на ротор.

    Представьте, что однофазный асинхронный двигатель состоит из одной обмотки статора и двух воображаемых обмоток ротора. Один ротор вращается в прямом направлении, то есть в направлении вращающегося магнитного поля со скольжением s, а другой вращается в обратном направлении i.е. в направлении противоположно направленного вращающегося магнитного поля со скольжением 2 – с.

    Для разработки схемы замещения предположим изначально, что потери в сердечнике отсутствуют.

    1. Без потерь в сердечнике

    Пусть полное сопротивление статора Z Ω

    Z = R 1  + j X 1

    Где                 R 1  = сопротивление статора

    X 1 = реактивное сопротивление статора

    И                     X  = реактивное сопротивление ротора относительно статора

    R 2  = сопротивление ротора относительно статора

    Следовательно, импеданс каждого ротора равен r 2  + j x 2   , где

    x 2  = X 2 /2

    Сопротивление ротора прямого поля r 2 /с, а сопротивление ротора обратного поля r 2  /(2 – с).Значение r 2 составляет половину фактического сопротивления ротора относительно статора.

    Поскольку потерями в сердечнике пренебрегают, R или не существует в эквивалентной схеме. x o  – это половина фактического реактивного сопротивления намагничивания двигателя. Таким образом, эквивалентная схема, относящаяся к статору, показана на рис.1.

    Теперь импеданс ротора переднего поля равен Z f  , что представляет собой параллельную комбинацию (0 + j x o  ) и (r 2 /с) + j x 2

    В то время как импеданс ротора обратного поля равен Z b , что представляет собой параллельную комбинацию (0 + j x o ) и (r 2  / 2-s) + j x 2 .


    В состоянии покоя s = 1 и 2 – s = 1, следовательно, Z f = Z b и, следовательно, V f = V b . Но в рабочем состоянии V f составляет почти 90–95 % приложенного напряжения.

    . . . Z EQ = Z 1 + Z F + Z B + Z B = эквивалентное сопротивление
    Пусть IT 2F = ток через передний ротор, упомянутый к статору
    и I 2B = ток через обратный ротор статор
    . . . I 2f = /((r 2 /s) + j x 2 ) где V f = I 1   x Z f

    и                        I 2b   = /((r 2 /2-s)  + j x 2 )

    P = Потребляемая мощность ротора прямого действия
    = (I 2f ) 2  (r 2 /s)  Вт
    P = Потребляемая мощность ротора обратного возбуждения
    ) 2  (r 2 /2-s) Вт
    P м   = (1 — s){ Полезная потребляемая мощность}
    = (1 — s) (P f   – P Вт
    P вых = P м – механические потери – потери в сердечнике
    . . . T f   = крутящий момент вперед = P /(2?N/60) Н-м
    и                       f   – T b  
    while                      T sh   = крутящий момент на валу = P out  /(2?N/60) Н-м
    %? = (чистый выход / чистый вход) x 100
    Необходимо прочитать

    • Двойная вращающаяся теория поля

    2.С потерями в сердечнике

    Если необходимо учитывать потери в сердечнике, то необходимо параллельно подключить сопротивление в возбуждающей ветви каждого ротора, равное половине значения фактического сопротивления потерь в сердечнике. Таким образом, эквивалентную схему с потерями в сердечнике можно представить, как на рис. 2.

    Пусть Z из = эквивалентное сопротивление захватывающей ветви в переднем роторе
    = R O ? (J x O )
    и Z OB = эквивалентное сопротивление захватывающей ветви в обратном роторе
    = R O ? (j x или )
    . . . Z f = Z из ?( r 2 /s + j x 2 )

    Все остальные выражения остаются такими же, как указано ранее, в случае эквивалентной схемы без потерь в сердечнике.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.