Как подключить двухполюсный автомат: Как подключить двухполюсный автоматический выключатель?

Содержание

для чего нужен и как подключить?

Автоматические системы защиты электрических цепей, пришедшие на смену плавким предохранителям, широко применяются не только в разветвлённых сетях производственных предприятий, но и в бытовых электропроводках. Автоматы компактны, надёжны, просты в управлении. Защитить электрическую проводку домашней сети можно с помощью однополюсных автоматов. Но нередки случаи, когда для полноценной защиты электрических установок необходимо устанавливать двухполюсный автомат. Иногда сложную электрическую сеть можно защитить исключительно с помощью групповых автоматов.

Особенность многополюсных автоматов в том, что они разъединяют несколько линий одновременно. Это свойство очень полезно в трехфазных цепях, так как отключение лишь одного фазного провода может привести к выводу из строя электромоторов и другого оборудования. Подобные проблемы в двухпроводной схеме решаются с помощью двухполюсников.

Устройство и принцип работы

Конструкция двухполюсника идентична автоматическому выключателю с одним полюсом. Иначе говоря, этот прибор состоит из двух однополюсных автоматов объединённых в одном корпусе. Его особенность в том, что в этих защитных устройствах в аварийных ситуациях автоматически отключаются обе защищаемые линии одновременно. В принципе, элементарный двухполюсный автомат можно сделать самому, соединив планкой намертво рычажки управления двух однополюсников.

Внимание! Заменять двухполюсный автомат двумя одиночными выключателями, работающими по отдельности, нельзя! Не стоит также использовать в качестве двухполюсного автомата одиночные выключатели, соединённые перемычкой. В конструкции двухполюсника присутствует ещё блокировочный механизм, которого нет в «усовершенствованном» устройстве из однополюсных автоматов.

Для понимания устройства и принципа работы двухполюсного автоматического выключателя достаточно разобраться в строении автомата с одним полюсом. Самый простой такой прибор состоит из биметаллической пластины и конструкции механизма взвода и расцепления. Кстати устаревшие автоматы именно так и выглядели. Устройство такого выключателя изображено на рисунке 1.

В ситуациях, равносильных короткому замыканию или при длительных перегрузках в однофазных цепях биметаллическая пластина нагревается и вследствие деформации действует на рабочий рычаг конструкции. Срабатывает механизм защитного отключения и цепь разрывается.

Рисунок 1. Автоматический выключатель старого образца

Принцип работы этого устройства очень простой. Когда величины номинальных токов превысят допустимые параметры, тепловой расцепитель приводит в действие подвижный контакт и цепь разрывается. Механизм отключения питания может сработать в двух случаях – при перегрузке или вследствие КЗ. Для подключения питания необходимо устранить причину возникновения токов срабатывания, а потом нажатием рычага управления включить автомат.

Схема работы проста и надёжна. Однако у неё есть существенный недостаток: автомат не реагирует на токи утечки, поэтому не может защитить от поражения током или предупредить загорание проводки в случае искрения. С целью полной защиты требуются дополнительные устройства.

Упомянутого недостатка лишены современные двухполюсные пакетники. На рисунке 2 изображено устройство такого автоматического выключателя. В его конструкции есть одна важная деталь – электромагнитный расцепитель. Такие двухполюсные устройства сочетают в себе функции обычных дифференциальных автоматов-выключателей и устройства защитного отключения (УЗО).

Рисунок 2. Устройство современного автомата

Благодаря электромагнитному расцепителю  механизм взвода и расцепления двухполюсного автомата реагирует на токи утечки. Это то самое блокирующее устройство, о котором речь шла выше.

Принцип действия электромагнитного расцепителя.

По двухпроводной линии ток проходит в двух противоположных направлениях – по фазному проводнику в одну сторону, а по нулевому – в другую. При номинальном напряжении магнитные потоки в катушках соленоида, наводимые равновеликими встречными токами, компенсируются. Поэтому результирующий магнитный поток нулевой.

Но стоит появиться утечке, как баланс нарушится, и возникший магнитный поток втянет стержень в соленоид. Он, в свою очередь, приведёт в действие рычаги механизма взвода и расцепления. Двухполюсный автомат разомкнёт 2 полюса, не зависимо от того, в каком из проводников появилась утечка или короткое замыкание. Произойдёт срабатывание УЗО, как реакция на изменение параметров дифференциальных токов.

Назначение

В случае одноконтурной электрической схемы, часто используемой в электрификации домов, не целесообразно применение двухполюсных автоматов для защиты сети. Эту задачу успешно решают однополюсные выключатели, так как нет особой необходимости в одновременном отключении различных сегментов цепи. В однофазной проводке с заземлённой нейтралью, когда все нулевые проводники закорочены на нулевые шины, также можно обойтись одиночными выключателями.

Совсем другая ситуация возникает в случаях, когда некое оборудование не может быть подключено в одну общую цепь. Например, если для питания группы электрических приборов используется трансформатор, то без двухполюсного автомата уже не обойтись. Объяснение простое – на выходе трансформатора нет фазы и нуля. Отсечение электрического тока на одном из проводов не исключает наличия напряжения на другом. Только одновременное отключение двух полюсов обеспечивает безопасность оборудования.

Установка двухполюсника позволяет совместить в одном устройстве задачи дифференциальных защит и УЗО. При этом уже не требуется устанавливать отдельные дискретные устройства защитного отключения.

По аналогичному принципу работают четырехполюсные автоматы, работающие в трехфазных сетях с использованием нулевых проводов. Трехполюсными автоматами осуществляется защита трехфазных нагрузок от КЗ.

Кстати, ПУЭ не запрещает использование двухполюсных выключателей в качестве вводных автоматов. Их можно также применять для защиты групповой и индивидуальной нагрузки. Но, ни в коем случае через это устройство нельзя подключать провода заземления. Помните, что разрыв РЕ-провода допускается только при извлечении штепселя из розетки.

Достоинства и недостатки

Двухполюсные автоматы обеспечивают контроль линий при однофазном питании, а также защиту оборудования, работающего в трехфазных цепях.

К достоинствам этих устройств можно отнести:

  • надёжную защиту домов, офисов и производственных помещений от сетевых перенапряжений;
  • возможность контроля мощности отдельных электроприборов и установок;
  • лёгкость монтажа и обслуживания. Двухполюсные АВ идеально подходят для выполнения разветвлений и структурирования проводки в электроснабжении помещений.

Конечно, главное преимущество в том, что двухполюсный автомат одновременно обесточивает два проводника, не зависимо от того, в котором из них произошла авария. Это гарантирует полное отсутствие напряжения в защитных проводниках.

Из недостатков можно отметить:

  • существование вероятности пробоя кабеля при одновременном включении двух нагруженных линий;
  • в редких случаях, при выходе из строя теплового расцепителя, возможно произвольное отключение питания даже в режиме номинальных напряжений;
  • необходимость подбора двухполюсных автоматов в соответствии с расчётными параметрами сети. Если чувствительность выключателя будет завышена – он без веских причин будет часто срабатывать, а при заниженном показателе скорости реакции на нестандартную ситуацию, автомат не заметит перегрузки сети.

Благодаря уникальным преимуществам применение двухполюсных выключателей оправдано даже с учётом существующих вероятностей проявления указанных недостатков.

Установка и схемы подключения

Монтаж устройств на дин-рейку выполняется очень просто. Для этого предусмотрены специальные захваты (защёлки) с тыльной стороны автомата (Рис.3). Подсоединение проводов к клемме прибора тоже не вызывает трудностей: провода легко зажимаются болтами на клеммах прибора. По умолчанию к верхним клеммам подключают провода ввода, а к нижним – вывода.

Рисунок 3. Крепление автоматов

Общепринятая схема подключения выглядит следующим образом:

  1. Перед счётчиком устанавливают выключатель вводной AB.
  2. После счётчика с однофазным вводом монтируется двухполюсный АВ.
  3. Если предусмотрен трехфазный ввод, то используют трёхполюсный или четырёхполюсный автоматический выключатель, в зависимости от схемы подключения нулевых проводников.

В сложных разветвлённых схемах может быть несколько двухполюсников, после которых, на каждую ветвь устанавливается ещё по одному однополюсному автомату. Пример такой схемы с общей нулевой шиной представлен на рисунке 4. Обратите внимание, что для фазного ввода использован двухполюсный автомат. На этой схеме нет других вводных устройств.

Рис. 4. Пример схемы включения автоматических выключателей

Как выбрать двухполюсник?

Для того чтобы автоматический выключатель в полной мере обеспечивал необходимую защиту, необходимо взвешено подойти к его выбору. Главное не ошибиться с номиналом. Для этого необходимо знать номинальную нагрузку, которую планируете подключить к прибору.

Ток в цепи, защищаемой автоматом, вычисляем по формуле: I = P / U, где P – номинальная нагрузка, а U – напряжение в сети.

Например: если к прибору буден подключен холодильник на 400 Вт, электрочайник на 1500 Вт и две лампочки по 100 Вт, то P= 400 Вт+1500 Вт+ 2×100= 2100 Вт. При напряжении 220 В максимальный ток в цепи будет равен: I=2100/220= 9.55 A. Ближайший к этому току номинал автомата – 10 А. Но при расчётах мы не учли ещё сопротивления проводки, которое зависит от типа проводов и их сечения. Поэтому покупаем выключатель с током срабатывания на 16 ампер.

Приводим таблицу, которая помогает определить мощность сети для учёта при расчётах силы тока.

Сила тока 1 2 3 4 5 6 8 10
16
20 25 32 40 50 63 80 100
Мощность однофазной сети 02 04 07 09 1,1 1,3 1,7 2,2 3,5 4,4 5,5 7 8,8 11 13,9 17,6 22
Сечения проводов медных 1 1 1 1 1 1 1,5 1,5 1,5 2,5 4 6 10 10 16 25 35
алюминиевых 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 4 6 10 16 16 25 35 50

Пользуясь таблицей можно с большой точностью вычислить необходимые параметры двухполюсного автомата.

Что касается магазинов, где можно их приобрести, ориентируйтесь на цены и на ассортимент продукции. Из списка производителей можем порекомендовать, например, бренд Legrand.

Часто задаваемые вопросы от читателей

Разрешен ли двухполюсный автоматический выключатель на вводе в системе TN-C?

Да вполне разрешается, более того, я рекомендую устанавливать именно его на вводе в дом или квартиру. Двухполюсный выключатель отличный коммутатор, так как обеспечивает одновременный разрыв и фазного, и нейтрального проводника, в отличии от однополюсного.
Это удобно тем, что напряжение не может податься из сети ни по одному из выводов.

Дело в том, что на практике часто встречаются случаи, когда из-за своеволия соседей или горе электриков у вас в доме выводы могут поменяться местами. В такой ситуации однополюсный автоматический выключатель на вводе отключит не фазный, а нейтральный проводник. Что существенно повышает вероятность поражения электрическим током, как вы уже поняли, система с двухполюсным автоматическим выключателем на вводе лишена данного недостатка.

Если вы рассматриваете данную проблему с точки зрения ПУЭ, то здесь хочу обратить ваше внимание на п. 6.6.28, который гласит:

В трех- или двухпроводных однофазных линиях сетей с заземленной нейтралью могут использоваться однополюсные выключатели, которые должны устанавливаться в цепи фазного провода, или двухполюсные, при этом должна исключаться возможность отключения одного нулевого рабочего проводника без отключения фазного.

Конструкция двухполюсного автоматического выключателя в полной мере соответствует данному требованию, так как и фазный, и нейтральный проводник разрываются в нем одновременно. А вот заменять один двухполюсный двумя однополюсными однозначно нельзя, поскольку такая схема позволит разрывать нейтральный проводник без отключения фазного, вразрез требованиям п.6.6.28 ПУЭ.

Список использованной литературы

  • Кузнецов Р. С. «Аппараты распределения электрической энергии на напряжение до 1000В» 1970
  • Буль Б.К. «Основы теории электрических аппаратов» 1970
  • Е.Д. Тельманова «Электрические и электронные аппараты» 2010

Двухполюсный Автомат Схема Подключения — tokzamer.ru

Схемотехника двухполюсного прибора выполнена с учётом контроля и сравнения условий работы двух независимых токовых линий. Как подключить однополюсный автомат Наиболее часто используемые однополюсные автоматы надежны, легки в установке и обеспечивают необходимую защиту линии от перегрузок и короткого замыкания.


Все что выше 25 Ампер будет оказывать на него губительное воздействие, он будет чрезмерно нагреваться, от чего со временем произойдет разрушение изоляции и в следствии этого произойдет короткое замыкание.

Сначала следует вычислить мощность и ток оборудования на линии питания от автомата.
Автоматический выключатель: установка и подключение

Крепится автомат на специальную рейку DIN рейка. Достоинства и недостатки Двухполюсные автоматы обеспечивают контроль линий при однофазном питании, а также защиту оборудования, работающего в трехфазных цепях.

Данный автомат имеет четыре контакта, два подходящих, они расположены сверху.

Схемотехника двухполюсного прибора выполнена с учётом контроля и сравнения условий работы двух независимых токовых линий.

Подходящие и отходящие провода необходимо уложить таким образом, чтобы избежать излишков длинны. Поэтому покупаем выключатель с током срабатывания на 16 ампер.

Наш провод имеет двойную изоляцию, общую наружную и разноцветную внутреннюю. Применение двухполюсных автоматов Область применения двухполюсных автоматов достаточно широка.

Как правильно подключить УЗО

Для чего нужны двухполюсные автоматы

Использование двухполюсных автоматов в системе сети TN-S с нейтралью и защитным заземлением Подключение автоматов в трехфазной сети В трехфазной сети используются трех или четырех полюсные автоматы. Маркировка автоматических выключателей Маркировка автоматических выключателей На электросхемах двойной защитный автомат маркируется унифицированными обозначениями. Ввод в верхней части автомата, выход — в нижней. Что касается трехфазной сети , то в данном случае лучше всего ставить трехполюсные или четырехполюсные конструкции.

При их монтаже необходимо соблюдать основные правила. Рукоятка соединена с механизмом взвода, который, в свою очередь, двигает силовые контакты.

При номинальном напряжении магнитные потоки в катушках соленоида, наводимые равновеликими встречными токами, компенсируются.

Подключение автоматического выключателя подошло к своему логическому завершению, все провода подключены, можно подавать напряжение.

Данный автомат имеет четыре контакта, два подходящих, они расположены сверху. Она ни в коем случае не подключается через автоматический выключатель, для нее предусмотрен проходной контакт.

Мы уже подробно изучили конструкцию и основные технические характеристики автоматов, давайте рассмотрим схемы их подключения.

Чаще всего применяются однополюсные автоматы, они устанавливаются в разрыв фазного провода и в случае возникновения аварийной ситуации отключают питающую фазу от нагрузки. Крепится автомат на специальную рейку DIN рейка.
Обзор двухполюсного автоматического выключателя ЕН 2.20 от компании ElectroHouse

Читайте дополнительно: Примеры смет на электромонтажные работы

Назначение

Важно не перепутать: вход — сверху, выход — снизу, иначе автомат может выйти из строя и не будет выполнять своих функций. Видео об автоматических выключателях.

Монтируется автомат на рейку с помощью подпружиненной защелки внизу корпуса. В практике использования подобного оборудования отмечается частое применение трёх видов устройств: однополюсные, двухполюсные, трёхполюсные. Фото — двухполюсный автомат Такая реализация предусмотрена ПУЭ Правила установки электрооборудования , где сказано, что запрещается отключать фазный провод, не отключая нейтраль.

Обязательно нужно помнить что все работы по установке, подключению и монтажу необходимо производить безопасно, а значит с полным отключением и проверкой отсутствия напряжения. Раскручиваем контактные винты и вставляем провода в контакты автомата.

После счётчика с однофазным вводом монтируется двухполюсный АВ. В случае возникновения аварийной ситуации все полюса автоматического выключателя отключаются одновременно. Герметичный корпус не дает просочиться внутрь пыли и влаге. Графическое обозначение или принципиальная схема прибора.

То есть, к первой клемме прибора подключается фаза, ко второй ноль. Таким образом, преимущества: Безопасность — электрическая цепь разрывается целиком.

Особенности работы однополюсного и двухполюсного АВ


Также выбор автомата по значению длительного допустимого тока следует производить, в зависимости от характеристик кабеля проводки. Тепловой расцепитель защищает цепь от перегрузок, а электромагнитный от сверхтоков короткого замыкания.

Пример изображен на картинке. При этом обязательно соблюсти условие целостности изоляции везде, кроме клемных колодок.

В случае, когда сработало УЗО, необходимо найти неисправность в цепи. Электроток, отсекаясь на одном проводе, может остаться на другом. Обозначается она буквами латинского алфавита и наносится на корпус самого автоматического выключателя.
Подключение дифференциального автомата

Устройство автоматического выключателя

Для этого на задней части автомата предусмотрена специальная защелка. В случае срабатывания автомата напряжение остается только на верхних контактах, это полностью безопасно и предусмотрено схемой подключения автоматического выключателя.

Отмеряем необходимое количество провода заземления, откусываем лишнее, снимаем изоляцию 1 сантиметр и подключаем провод в контакт.

Чем больше сечение кабеля, тем выше допустимый длительный ток. Многополюсные автоматы собираются из нескольких однополюсных. Кстати, вот ниже данная система подключения автомата.

Выбирать автомат нужно с ближайшим большим значением номинального тока. Корпусное исполнение двухполюсного выключателя позволяет осуществить монтаж на стандартную DIN-рейку. Модифицированное устройство на три фазовых полюса с добавочным нулевым полюсом.

Автомат двухполюсный: установка, схема подключения

Они отключают ноль и фазу от защищаемого участка цепи и позволяют проводить работы по ремонту, обслуживанию или замене автоматических выключателей. Двухполюсные автоматы- в каких случаях они применяются?

Еще одно различие — возможность использования совместно со сложным оборудованием. Наличие в сердечнике магнитного потока активирует появление тока вторичной обмотки, что способствует срабатыванию механизма защиты.

Два отходящих, они расположены снизу автомата. Рекомендую материалы по теме:. Определимся с цветами подключения: синий провод — всегда ноль желтый с зеленой полосой — земля оставшийся цвет, в нашем случае черный, будет фазой Фаза и ноль подключаются на клеммы автомата, земля отдельно на проходную клемму. Снимаем второй слой изоляции с фазного и нулевого провода, примерно 1 сантиметр.

Вот так все выглядит в конечном итоге. Газы горения выводятся из внутренней части через специальный канал. Это то самое блокирующее устройство, о котором речь шла выше. Верхняя контактная пара предназначена для подключения фазного и нулевого проводов. Однако существует особый тип устройства, встающий первой преградой на пути от подстанции до объекта.
Автоматические выключатели полюсность и схемы подключения

Как установить двухполюсный автомат: особенности и рекоменадации

Мы с вами уже рассматривали, как установить автоматический выключатель самостоятельно. Однако такую инструкцию не совсем правильно применять во время установки двухполюсного автомата, ведь существуют определенные особенности. Поэтому в этой статье мы решили более подробно остановиться на вопросе, как установить двухполюсный автомат в своем доме.

Как установить двухполюсный автомат

На самом деле в этом деле ничего сложного нет, установка стандартная, в учет нужно брать только несколько схем. Монтаж двухполюсного автомата должен осуществляться на специальную дин-рейку. К ней мы прикручиваем наш двухполюсный автомат, используя обычные защелки, которые предусмотрены в конструкции выключателя. После закрепления необходимо проверить и надежность, достаточно рукой попробовать его передвинуть.

Обратите внимание, на дин-рейку можно устанавливать несколько автоматов сразу, главное, чтобы они хватило размера для этого.

Подключается двухполюсный автомат перед автоматическими выключателями – это очень важно.

Если вы будете устанавливать автомат на два полюса вместо старого УЗО, то необходимо привести в прядок провода. Они всегда будут обгорелые, поэтому их необходимо зачистить или отрезать вовсе. Если не хватит провода для подключения, тогда рекомендуем почитать статью, как скрутить провода между собой. В этом деле неправильная скрутка может привести к ужасным последствиям, все это стоит брать в учет.

Далее приступаем непосредственно к установке. Вот так выглядит схема подключения двухполюсного автомата в частном доме. Четко следуйте ей, тогда никаких проблем у вас возникнуть не должно.

Обратите внимание! После подключения в обязательном порядке проверьте правильность подключения. Даже опытные электрики в 60% случаев делают ошибку и подключают ноль вместо фазы.

Рекомендации по установки двухполюсного автомата

Сейчас существует несколько особенностей, о которых забывают многие люди. Мы решили вспомнить все возможные рекомендации и рассказать их вам, так вы точно не допустите ошибку и сделаете все в полном соответствии. Итак, рекомендации по установке:

  1. Двухполюсный автомат нужно устанавливать только двум электрикам одновременно. Один должен производить установку, а второй должен следить за тем, чтобы ничего не случилось. Если у вас нет знакомого, тогда просто позовите своих родственников или знакомых, они без проблем смогут помочь вам.
  2. Без специального разрешения нельзя производить установку. Получить его совсем не сложно, достаточно обратиться в ЖКХ или другие органы. Как правило, они их выдают всем людям, не глядя, поэтому лучше ее взять. Штраф сейчас не такой и маленький.
  3. Для безопасности всегда используйте средства защиты, это могут быть: резиновые рукавицы, специальные коврики и т.д.
  4. Устанавливать можно не только на дин-рейку, обычный щит также подойдет для этого.

Помните! Схем подключения двухполюсного автомата может быть несколько, вот еще одну покажем вам в качестве примера. Вы ее выбираете исходя из своих параметров электросети.

Читайте также статью: что делать, если срабатывает автоматический выключатель.

двухполюсный автомат | Советы электрика

Двухполюсные автоматы- в каких случаях они применяются?

Можно ли поставить двухполюсный автомат на вводе в дом или квартиру?

Как его правильно подключить и все ли подобные автоматические выключатели одинаковые?

Какие есть особенности и нюансы при установке двухполюсных автоматов и что об этом говорит “библия” электриков- ПУЭ?

Обо всем по порядку.

Итак, где же используются двухполюсные автоматы?

Исходя из названия автомата следует что применяются там, где питание электрооборудования идет по двум проводам и требуется одновременная автоматическая коммутация двух полюсов автомата.

Например- понижающий трансформатор 220/36 Вольт, где на вторичную обмотку для защиты от перегрузки ставится двухполюсный автомат.

Если для защиты первичной обмотки такого транса можно применить однополюсный автомат: подключить на него фазу, а ноль завести через нулевую шину в распредщитке, то вторичную обмотку так не защитишь.

Там нет фазы и нет ноля, а имеется линейное напряжение между двумя выводами вторичной обмотки напряжением 36 Вольт. Ну если совсем упрощенно- то две разные фазы.

И вот в этом случае как раз и применяется двухполюсный автомат.

Сразу хочу пояснить- есть два вида двухполюсников- 2Р и 1P+N. В чем их различие?

Автомат 1P+N или как его еще называют- “однофазный с нолем” отличается тем, что функции автоматического защитного отключения есть только в “фазном” полюсе.  

Второй полюс- служит просто как выключатель нагрузки и используется для подключения нулевого провода, еще его используют в автоматике как нормально- разомкнутый контакт, а можно элементарно завести через него провод на сигнальную лампу и можно будет контролировать включенное положение автомата- лампочка будет светиться.

Конечно, такой автомат можно использовать как простой однополюсный. При этом “фазу” обязательно подключаем на свое место (ни в коем случае не на клемму N!).

Для квартирной электропроводки такие автоматы 1P+N вполне подходят и имеют преимущества перед однополюсными.

Например в случае срабатывания УЗО, установленного перед такими автоматами, для отыскания неисправности будет достаточно отключить все автоматы, потом включить УЗО и поочередно включать автоматы пока не найдется неисправная линия электропроводки.

А если бы стояли простые однополюсные- то пришлось бы вскрывать щиток, откручивать от нулевой шины провода и т.д…

Второй вид двухполюсных автоматов- 2Р.

У них уже оба полюса защищены от перегрузок и короткого замыкания и при подключении совершенно без разницы куда подключать ноль, а куда “фазу”. Эти автоматы пошире чем 1P+N.

Необязательно подключать на автомат 2Р фазу и ноль- вполне можно и две фазы- как одноименные так и разноименные. К тому же перемычку между клавишами включения можно в таком случае убрать и управлять нагрузкой поотдельности.

Нельзя убирать перемычку если через автомат подключены фаза с нолем!!!

Это грубейшее нарушение ПУЭ и очень опасно для жизни! В случае отключения нулевой клавиши от КЗ на корпусе электроприбора может оказаться опасный для жизни потенциал (напряжение)!

Таким автоматам так же безразлично с какой стороны подключать нагрузку- сверху или снизу, не имеет значения. Правилами это тоже не запрещено, однако я рекомендую все таки питание подключать сверху, а нагрузку- снизу.

А если и делать наоборот- то только в самых крайних случаях.

У меня самого были такие случаи когда в установленный щиток заводил старую электропроводку и ее длины не хватало что бы подключить на верхние зажимы автомата.

И что бы не мудрить- наращивать провод, устанавливать распредкоробку, я подключал на нижние клеммы. Но такие случаи были очень редкими и как исключение из правил.

А теперь о главном.

Такие двухполюсные автоматы можно устанавливать в качестве вводных автоматов, а так же для групповой и индивидуальной нагрузки. ПУЭ это не запрещает.

ПУЭ- это “библия” электрика, расшифровывается как “Правила Устройства Электроустановок”.

Вот что гласит нам “библия”: 

пункт 6.6.28. “В трех- или двухпроводных однофазных линиях сетей с заземленной нейтралью могут использоваться однополюсные выключатели, которые должны устанавливаться в цепи фазного провода, или двухполюсные, при этом должна исключаться возможность отключения одного нулевого рабочего проводника без отключения фазного.

У нас как раз в основном в квартирах и применяется двухпроводная(две жилы в проводе- 220 Вольт) однофазная электропроводка с заземленной нейтралью.

Важное замечание: если электропроводка трехпроводная, то есть фаза, ноль и заземление, то провод заземления запрещается во всех случаях размыкать!

Заземление (РЕ- провод) никогда не подключают через автомат, пробки, предохранитель и т.п.! Разрыв допускается только через штепсельный разъем!

Вроде в основном все рассказал, если есть какие вопросы- спрашивайте, буду отвечать!

Подключение автоматического выключателя: видео, фото, ошибки

Процесс монтажа автоматов в электрощите довольно простой и не занимает много времени. Единственная проблема – все сделать правильно, ведь во время подсоединения проводов многие электрики-новички допускают небольшие ошибки, которые за короткий промежуток времени могут вывести аппарат из строя. В этой статье мы рассмотрим, как выполнить подключение автоматического выключателя своими руками, предоставив правила монтажа, основные ошибки и схемы.

Типичные ошибки при монтаже

Наиболее часто при монтаже электропроводки, а в частности подключении автомата, допускаются следующие ошибки:

  1. Питающий провод заводится снизу. Несмотря на то, что правилами ПУЭ такой вариант электромонтажа не запрещен, мы все же не рекомендуем осуществлять подключение автоматического выключателя снизу, тем более что даже на передней панели корпуса указана схема, на которой место установки неподвижного контакта – сверху (как показано на фото ниже).
  2. Контакты слишком сильно зажимаются фиксирующим винтом. Не нужно этого допускать, ведь в результате Вы можете не только повредить жилу кабеля, но и деформировать корпус изделия.
  3. Проводники неправильно соединяются. Обязательное условие – фазу нужно подключить под фазой, ноль под нулем (если используется двухполюсный выключатель). Сразу же рекомендуем ознакомиться с материалом: цветовая маркировка проводов.
  4. Вместо одного двухполюсного автомата используются два однополюсных. Это категорически запрещено, т.к. фаза и ноль должны разъединяться одновременно.
  5. При фиксации жилы в посадочное место попадает изоляция. Обязательно зачищайте провод настолько, насколько требует паспорт модели. Если вы придавите винтом изоляцию, контакт проводника ослабнет, вследствие чего будет происходить нагревание жилы и дальнейшие неблагоприятные последствия. Для данного мероприятия рекомендуем использовать специальный инструмент для снятия изоляции.
  6. Неправильно осуществляется выбор автоматического выключателя, в частности изделие не способно выдержать поступаемые нагрузки. В этом случае для начала необходимо правильно рассчитать сечение кабеля и согласно расчетным характеристикам выбрать подходящую модель.
  7. При расчете подходящего автоматического выключателя значение округляется в большую сторону. К примеру, Вы посчитали, что токовая нагрузка на изделие составляет 19 Ампер. По простейшей логики электрики-новички идут в магазин и приобретают для подключения аппарат ближайшего значения – на 20 Ампер. Это огромная ошибка, т.к. рассчитанное значение является номинальным, и получается, что срабатывание защиты будет осуществляться при небольшой перегрузке проводки. Лучше приобретать выключатель с показателем в 16 Ампер, так электропроводка прослужит дольше.

Еще один важный момент, на тему которого ведется множество дискуссий – можно ли подключить автомат перед счетчиком электроэнергии или делается это только после него? Ответ – можно, и даже нужно, главное купить специальный бокс, который пломбируется представителями энергосбыта. Установка вводного автомата перед электросчетчиком позволит производить безопасную замену устройства контроля электричества как в частном доме, так и квартире.

Вот, собственно, и есть правила установки и подключения электрического автомата своими руками. Теперь перейдем к основной теме статьи.

Основной процесс

Итак, в исходном положении у нас есть электрический щит, в котором будет устанавливаться изделия, а также все провода (вводные и исходящие к потребителям).

Рассмотрим инструкцию для чайников на примере подключения двухполюсного автоматического выключателя в щитке:

  1. Первым делом необходимо отключить электроэнергию и проверить ее наличие с помощью мультиметра либо индикаторной отвертки. Инструкцию по использованию мультиметра мы предоставляли читателям!
  2. Автомат устанавливается на специальную посадочную DIN-рейку и защелкивается фиксатором. Можно обойтись и без дин рейки, но это менее удобно.
  3. Жилы водных и исходящих проводников зачищаются на 8-10 мм.
  4. В два верхних зажима нужно подключить вводной ноль и фазу (не забываем про рекомендации, указанные выше).
  5. Соответственно в два нижних отверстия фиксируются исходящие ноль и фаза (те, которые идут к электроприборам, розетками и выключателям).
  6. После этого место соединения проводов необходимо проверить вручную на надежность. Для этого нужно аккуратно взять проводник и пошевелить в разные стороны. Если жила останется на месте, значит подключение надежное, в противном случае обязательно подтяните винтик еще.
  7. После всех электромонтажных робот подается напряжение в сеть и проверяется работоспособность изделия.

Вот и вся инструкция по подключению автоматического выключателя в однофазной цепи. Как Вы видите, ничего сложного нет, просто необходимо быть внимательным. Также рекомендуем ознакомиться с видео уроком, в котором процесс подсоединения рассмотрен более подробно:

Наглядная видео инструкция

Установка некачественного однополюсного автомата

Схемы подключения

Также рекомендуем ознакомиться со схемами монтажа автоматического выключателя:

На видео более подробно рассмотрены схемы подключения однополюсного, двухполюсного, трехполюсного и четырехполюсного автомата:

Обзор схем

Вот и все, что хотелось рассказать Вам по поводу данного вопроса. Надеемся, что теперь вы полностью узнали, как самому выполнить подключение автоматического выключателя к сети и каких ошибок не следует допускать.

Похожие материалы:

Как правильно подключить автомат?

Самое распространенное средство защиты линии и электроприборов – это автоматические выключатели. При их монтаже необходимо соблюдать основные правила.

  • Ввод в верхней части автомата, выход – в нижней.
  • Флажок включения при включенном автомате должен быть направлен вверх.
  • Не должно быть никаких оголенных участков проводов.

Как подключить дифференциальный автомат

Дифференциальный автомат совмещает защиту линии от перегрузок и короткого замыкания, также как автоматические выключатели, и защиту человека от поражения электрическим током как УЗО.

Корпусное исполнение не отличается от автоматов или УЗО, что дает возможность установки дифференциального автомата в стандартные боксы с использованием DIN-рейки.

Подключение дифференциального автомата также напоминает подключение автоматического выключателя за небольшим исключением – обязательное соблюдение двух правил.

  • Необходимо соблюсти фазировку подключаемых проводов. На корпусе дифференциального автомата нанесены обозначения нулевого и фазного ввода, которые обязательно нужно учитывать при монтаже.
  • Нулевой провод, подсоединенный на выходе дифференциального автомата, используют только с той линией, которую защищает устройство.

Дифференциальные автоматы очень надежны и неприхотливы, но отступление от этих правил не гарантирует корректную работу устройства.

Как подключить двухполюсный автомат

Для однофазной сети применение двухполюсных автоматов предпочтительней однополюсных. Причина проста – при появлении напряжения на нулевом проводе одним движением флажка полностью разрывается цепь, сохраняя как линию, так и подключенные к ней электроприборы. Корпусное исполнение двухполюсного выключателя позволяет осуществить монтаж на стандартную DIN-рейку.

При этом нужно учитывать, что ширина такого автомата больше, как правило в два раза, однополюсного автомата. Верхняя контактная пара предназначена для подключения фазного и нулевого проводов.

Строгих правил по расположению фазного и нулевого проводов не существует, но в случае подключения ряда двухполюсных автоматов необходимо придерживаться одинаковой тактики.

Выбрав, например левый контакт для фазного провода, все остальные автоматы необходимо подключать также. Левый контакт — фазный, правый – нулевой.

Зачищенные провода фиксируются в контактах при помощи винтовых зажимов. При этом не должно быть оголенных участков провода. Не стоит забывать, что от фазного до нулевого провода очень небольшое расстояние и существует вероятность короткого замыкания при отсутствии изоляции.

Как подключить однополюсный автомат

Наиболее часто используемые однополюсные автоматы надежны, легки в установке и обеспечивают необходимую защиту линии от перегрузок и короткого замыкания.

При подключении автоматического выключателя важно, чтобы корпус автомата был укреплен надежно и при включении — отключении не сорвался с места крепления.

Для этого используют монтажную DIN-рейку или специальные боксы с заранее установленными рейками в корпусе. Монтируется автомат на рейку с помощью подпружиненной защелки внизу корпуса.

После установки автомата к нему подводится провод. Верхний зажим автомата отвечает за ввод напряжения, а нижняя клемма – за выход. Уложенные и укрепленные на стене провода подводятся к автомату и зачищаются.

При этом обязательно соблюсти условие целостности изоляции везде, кроме клемных колодок. Длинны зачищенных концов вполне достаточно в 1-1,5 см.

Фазный подходящий и отходящий провод зажимается в клеммах автомата, нулевой же может проходить транзитом через бокс или, при необходимости, закреплен на нулевой рейке.

Подходящие и отходящие провода необходимо уложить таким образом, чтобы избежать излишков длинны. Укладываются провода параллельно друг другу и, по возможности, все изгибы осуществляются под прямыми углами.

После установки автомата и проверки всех соединений первое включение необходимо провести без подключенной нагрузки на линии.


Как подключить автоматический выключатель | Заметки электрика

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

Подключить автоматический выключатель может практически каждый, но зачастую выполняют это не совсем правильно.

Дело в том, что между электриками идут постоянные споры: кто-то питание подключает на неподвижные контакты, а кто-то на подвижные. Спорить не нужно, открываем ПУЭ и читаем п.3.1.6:

Почти во всех автоматических выключателях, УЗО и дифавтоматах неподвижный контакт располагается сверху.

Вот пример однополюсного автомата ВА47-29 С16:

Аналогично, у дифавтомата АВДТ 32, С16, 30 (мА):

Из  пункта 3.1.6. можно сделать вывод, что словосочетание «должно выполняться, как правило» носит скорее всего рекомендательный характер, т.е. не запрещает. Вот поэтому этим пунктом многие электрики и пренебрегают. В принципе это на работу автомата никак не влияет, он все равно отключится при коротком замыкании или перегрузе — неоднократно проверял сам лично.

Рассмотрим вкратце устройство модульного однополюсного автомата ВА47-29. Дело в том, что поверхность неподвижного и подвижного контактов имеют разнородные сплавы. Согласно заводским испытаниям IEK, при коммутации переменного тока выгорание обоих контактов идет равномерно, поэтому здесь не критично с какой стороны подключать питание. А вот при коммутации постоянного тока значительной величины периодически наблюдается перенос металла с одного контакта на другой, поэтому в этом случае питание нужно подавать только на неподвижные контакты.

Лично я сторонник того, чтобы питание всегда подавалось на неподвижные контакты с целью привести к однообразию (везде одинаково) все схемы подключения автоматических выключателей, особенно, в жилом секторе.

При этом повысится электробезопасность при обслуживании и эксплуатации электрических сетей, уменьшатся ошибки персонала при выводе в ремонт электрооборудования и т.д.

Перейдем к практике.

Подключение однополюсных и двухполюсных автоматических выключателей

Как правило, в однофазных сетях 220 (В) применяют однополюсные или двухполюсные автоматы. Если ввод в квартиру выполнен двумя проводами (фаза L — красный цвет, ноль PEN — синий цвет), т.е. у Вас система TN-C (читайте про нее более подробно), то схема будет следующей:

Питающая фаза подключается на клемму (1) вводного однополюсного автомата 40 (А), а далее с клеммы (2) проходит через однофазный счетчик и распределяется по групповым автоматам 16 (А). Питающий ноль проходит через счетчик и подключается к нулевой шине PEN.

Если ввод в квартиру выполнен тремя проводами (фаза L — красный цвет, ноль N — синий цвет, земля PE — желто-зеленый цвет), т.е. у Вас система TN-C-S или TN-S, то схема будет такой:

В этом случае питающая фаза подключается к вводному двухполюсному автомату 40 (А) на клемму (1), а ноль на клемму (3). С выходной клеммы (2) фаза проходит через счетчик, вводное УЗО 50 (А), 100 (мА) и распределяется по групповым автоматическим выключателям 16 (А). С выходной клеммы (4) ноль проходит через счетчик, вводное УЗО 50 (А), 100 (мА) и подключается на нулевую шину N.

Схема подключения трехполюсных и четырехполюсных автоматов защиты

Для подключения трехфазных двигателей применяются трехполюсные автоматы, например, ВАМУ-10.

На неподвижные контакты (1,3,5) подключается трехфазное питающее напряжение (А,В,С), а к подвижным контактам (2,4,6) подключается обмотка двигателя.

В трехфазных сетях с системой заземления TN-C, TN-C-S или TN-S также можно применять трехполюсные автоматические выключатели.

В трехфазных сетях с системой заземления TN-C-S или TN-S допускается устанавливать четырехполюсные автоматы. Они подключаются аналогично, только там добавлен еще один полюс «N».

 

Присоединение жил проводов и кабелей к автомату

У каждого автомата свои требования по подключению проводников: сечение, длина зачищаемой изоляции, тип соединения. Читайте паспорт — там все написано.

Например, для подключения автомата ВА47-29 С10 требуется зачистить жилу провода примерно на 0,7-1 (см).

Затем необходимо вставить ее в контактный зажим и зафиксировать с помощью винта.

После затягивания проверьте фиксацию провода путем легких подергиваний в разные стороны.

Если у Вас гибкий провод, то лучше применять наконечники соответствующего сечения.

Следите за тем, чтобы под контактный зажим не попала изоляция провода.

Не нужно сильно затягивать винт, т.к. это может привести к деформации корпуса автоматического выключателя. При деформации корпуса меняется положение внутренних токоведущих частей, что приводит к быстрому выходу его из строя или повышенному нагреву.

Как подключить несколько автоматических выключателей в одном ряду?

Если в одном ряду в щитке установлено несколько автоматов, то целесообразно соединить их между собой не перемычками из провода, а специальной медной соединительной шинкой (ШС) — «гребенкой». Она отрезается по нужной длине и подключает фазы ко всем автоматам в ряду в необходимой последовательности.

Более подробно о ней читайте в этой статье.

P.S. На этом я завершаю свою статью. Все имеющиеся у Вас вопросы задавайте в комментариях. Буду рад Вам помочь.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


Как установить двухполюсный переключатель

При установке стационарных приборов или оборудования всегда полезно установить поблизости доступный разъединитель, от которого можно будет легко отключить питание. Таким образом, в случае возникновения чрезвычайной ситуации, например, возгорания компонента или просто запаха горелого, можно быстро отключить питание, исключив риск дальнейшего повреждения. Такой выключатель также может обеспечить немедленный доступ к электричеству, если это необходимо.

Если соединение работает на 110 В, однополюсный переключатель достаточен для отключения единственной горячей линии, питающей его.Однако, если подключение составляет 220 вольт, питание будет состоять из двух горячих линий, помимо нейтрали, для питания электричества. Такая установка может быть оборудована распределительной коробкой, но более простое решение может быть достигнуто с использованием двухполюсного выключателя за небольшую плату.

Проверьте двухполюсный переключатель на Amazon

Применение двухполюсного переключателя

Двухполюсный переключатель, такой как показанный на рисунке 1, немного больше обычного переключателя, но выполнен в виде двух однополюсных переключателей со стороны жгутов рядом и активируется одним общим переключателем.

Двухполюсные переключатели обычно рассчитаны на 30 ампер, поэтому любой прибор или оборудование, требующие большего энергопотребления, должны быть подключены к разъединителю с соответствующим номиналом.

Эта статья посвящена установке двухполюсного переключателя для водонагревателя, потолочного обогревателя, компрессора или чего-либо еще с номинальным током менее 30 ампер.

Линия 220 В может быть подключена двумя разными способами, каждый для определенной цели.Если двухполюсный переключатель должен быть добавлен к линии 220 В с помощью двухжильного кабеля, только два провода будут проходить в электрическую коробку переключателя, помимо медного заземляющего провода. Каждый из них горячий и находится под напряжением 220 вольт (если проверять оба провода). Второй способ — через трехжильный кабель, в котором будут использоваться один белый нейтральный провод и два горячих провода, один черный и другой красный.

Такое подключение необходимо, если некоторые элементы управления в приборе или оборудовании работают от 110 вольт, в то время как основная часть, генерирующая действие, например двигатель или нагреватель, требует 220 вольт.Если белый провод должен быть измерен поперек красного или черного, в каждом случае будет измерено 110 вольт.

Однако, если бы мультиметр был подключен к двум цветным (горячим) проводам, показание было бы 220 вольт, что дает этому типу проводки дополнительную возможность. В любом случае следует использовать двухполюсный переключатель, поскольку в каждом случае он отключает обе цветные (горячие) линии и останавливает прохождение тока. Следующие шаги покажут, как выполнить установку.

Часть 1 — Установка распределительной коробки и проводов

В этой установке, показанной здесь, используется трехжильный кабель, но это точно такая же проводка на переключателе при установке двухжильного кабеля для цветных проводами, за исключением нейтральных (белых) проводов.

Шаг 1.1 — Отключение питания

Первое, что нужно сделать перед запуском установки, — это отключить автоматический выключатель, выделенный для части оборудования, над которым выполняется работа, на главном электрическом щите. Убедитесь, что питание выключено, попытавшись включить оборудование.

Шаг 1.2 — Перережьте линию

Линия 220 В, идущая к оборудованию, должна быть отключена в месте рядом с оборудованием, но там, где имеется достаточно слабины для подключения электрической коробки.Перед тем, как разрезать кабель, поместите электрическую коробку в подходящее место и закрепите на месте.

Если кабель слишком тугой, чтобы не менее шести дюймов с каждого конца входили в коробку, сначала отрежьте подачу от прерывателя. Чтобы приспособиться к дополнительной длине, оставьте кабель к прибору для сращивания внутри дополнительной распределительной коробки или для замены.

Шаг 1.3 — Подготовка подключения

Обрежьте кабель, убедившись, что есть не менее шести дюймов кабеля, которые можно пропустить через коробку.Удалите из коробки соответствующие заглушки и вставьте кабельные разъемы на место.

Шаг 1.4 — Вставьте кабель

Удалите примерно шесть дюймов от оболочки с каждого конца разорванного кабеля и намотайте черную изоленту на кусок провода, подключенный к панели, в месте соединения, где была оболочка. концы и провода оголены, чтобы указать, какая линия будет горячей. Вставьте кабель через разъем в электрическую коробку, как показано на рисунке 3.

Шаг 1.5 — Зачистите концы проводов

С помощью инструмента для зачистки проводов или универсального ножа удалите 1/2 дюйма изоляции с концов черного, красного и, если применимо, белого провода, как показано на рисунке 4.

Затем кабель можно поставить в исходное положение и затянуть кабельный разъем, чтобы он надежно удерживался на месте.

Шаг 1.6 — Подсоедините кабель к коробке

Длина кабеля, подключенного к устройству, со снятой частью оболочки, затем вставляется в электрическую коробку и зажимается на месте с помощью кабельного разъема, как показано Рисунок 5.Затем с концов проводов можно снять 1/2 дюйма их изоляции.

Шаг 2 — Подключение коммутатора
Шаг 2.1 — Подключение нейтральной линии

На этом этапе, если кабель имеет нейтральную линию, оба нейтральных провода должны быть соединены вместе с помощью соединителя с гайкой для проводов после заземляющий провод от линии 220 В обвивается вокруг и прикрепляется к винтовой клемме заземления распределительной коробки, как показано на Рисунке 6. Конец этого провода затем подключается к заземляющему проводу от другого кабеля, ведущего к оборудованию, и дополнительный кусок длиной около четырех дюймов, который позже будет подсоединен к переключателю (рис.6).

Шаг 2.2 — Добавление переключателя

Теперь двухполюсный переключатель можно добавить в схему с обоими цветными проводами (черным и красным), идущими от автоматического выключателя, подключенными к черным клеммным винтам на переключателе. как показано на рисунках 7 и 8. Не имеет значения, какой цвет идет к какой стороне переключателя, поскольку, как упоминалось ранее, он действует как два независимых переключателя. Медный провод заземления, добавленный на шаге 2.1, теперь можно прикрепить к зеленому винту клеммы заземления на коммутаторе (рис.8).

Шаг 2.2 — Подключение кабеля

Наконец, конец кабеля со стороны прибора можно подключить к клеммам переключателя (Рис. 7 дает лучший вид). Неважно, какой из черного или красного идет к какой стороне переключателя, просто пока два провода одного цвета подключаются к одной стороне, в случае, если они должны быть отключены на выключателе или переключателе. можно быть уверенным, что на конце прибора нет напряжения.

Шаг 2.3 — Установите коммутатор

При правильном подключении всех компонентов коммутатор можно поместить в его электрическую коробку (Рисунок 9) и прикрутить, а также добавить крышку для окончательной отделки. трогать.

Теперь выключатель можно снова включить и проверить.

Когда вы совершаете покупки по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать комиссионные бесплатно для вас.

Можно ли использовать 2-полюсный контактор вместо 1-полюсного контактора?

Хотя наши клиенты являются оптовиками, Packard знает, что у вас, как подрядчика, есть выбор. Вам часто предлагают множество вариантов покупки, и хорошая информация о покупке может помочь облегчить вашу работу и сделать ее более успешной. Наши технические советы также очень полезны для наших оптовиков, поскольку мы предоставляем информацию о продуктах, которая может помочь в случае возникновения вопросов у подрядчиков.

Вот почему мы выделили раздел нашего сайта для подрядчиков и оптовиков.В этом разделе вы найдете полезные советы по продуктам, инструменты и некоторые видеоролики из наших учебных классов. Мы также предоставили устройство поиска дистрибьюторов , чтобы вы могли найти ближайшего оптовика, который предоставит вам доступ к продукции Packard.


Я купил блок управления двигателем для 16-ваттного двигателя вентилятора конденсатора с экранированными полюсами. Мощность замены блока управления двигателем составляет 4-25 Вт. У замены есть вилка на шнуре, но нет никаких инструкций, как подключить ее на 16 Вт.Как подключить его на 16 Вт?

Просто подключите! Нет необходимости производить какие-либо электрические изменения, перемещать микропереключатели, выбирать цветные провода или другие действия. Он готов к работе как есть.

У вас есть двигатель ECM с постоянной скоростью вращения. Вы не упомянули, будет ли ваша замена односкоростной или двухскоростной. Предположим, это односкоростной, вероятно, рассчитанный на 1550 об / мин. Когда вы устанавливаете контроллер ЭСУД с присоединенной нагрузкой (лопасти вентилятора) в систему, микропроцессор в системе управления двигателем будет определять нагрузку на двигатель, и пока нагрузка составляет не менее 4 Вт или более 25 Вт. , двигатель будет обеспечивать необходимый крутящий момент для вращения вала двигателя со скоростью 1550 об / мин.

Эта технология не только обеспечивает гораздо более эффективный двигатель, 30% КПД для экранированного полюса по сравнению с КПД 65 +% для ECM, что приводит к экономии энергии, но также снижает количество двигателей, которые могут понадобиться техническому специалисту. возить на грузовике или в магазине для обслуживания работы. Производительность холодильной системы также будет более стабильной, поскольку есть изменения в нагрузке на двигатель, которые могут возникнуть из-за загрязнения змеевиков и лопастей вентилятора.

Мало того, что двигатель теперь может охватывать множество диапазонов ватт, но некоторые из ECM являются реверсивными и имеют несколько напряжений.

Таким образом, вместо того, чтобы нести 4, 5, 6, 9, 16, 25 Вт и что-то среднее, как на 120, так и на 208–240 Вольт, при вращении по часовой стрелке и против часовой стрелки, один ECM может заменить их все. К тому же они очень просты в установке. Кроме того, они экономят затраты на электроэнергию.

Некоторые из этих преимуществ проявляются и в более крупных двигателях, используемых в холодильном оборудовании, отоплении и кондиционировании воздуха.

EC Motors не только сэкономит затраты на электроэнергию, улучшит рабочие характеристики наших систем и обеспечит повышение комфорта, но и упростит процесс выбора и инвентаризацию двигателей для технического специалиста.

Можно ли использовать 2-полюсный контактор для замены 1-полюсного контактора?

18 августа 2020 г., 10:03 по Пользователь не найден

Быстрый ответ — да. Но давайте посмотрим на контакторы и посмотрим, как они работают.

На Рисунке 1 выше клеммы обозначены L1, L2, T1 и T2. Буква «L» обозначает линию, источник энергии. При однофазном питании будет два источника питания, которые будут подключены к L1 и L2.Буква «T» обозначает нагрузку, такую ​​как двигатель, компрессор или какое-либо другое устройство. Подумайте о простом подключении двигателя, когда два вывода двигателя подключены к двум линиям питания. В случае контактора эти два провода двигателя будут подключены к T1 и T2.

Посмотрите внимательно на 2-полюсный контактор. Обратите внимание на материал цвета латуни между L1 и T1. Он состоит из верхней и нижней части. Верхняя часть контактирует с нижней частью, когда катушка контактора находится под напряжением.Это замыкает цепь, позволяя мощности от L1 пройти к T1. Когда катушка находится под напряжением, между L1 и T1 будет непрерывность. Обратите внимание, что мощность, питающая катушку контактора, может быть другим источником энергии, чем тот, который подключен к L1 и L2. Когда питание отключается от катушки, секции разделяются, и цепь от L1 до T1 разомкнута, и нет непрерывности. Каждый полюс контактора работает одинаково.

Посмотрите на 1-полюсный контактор. Он определен как полюс 1+! Обратите внимание, что имеется только один набор контактов (материал цвета латуни), следовательно, 1 полюс.Цепь между L1 и T1 будет работать, как мы обсуждали ранее. Но почему знак «+» и отсутствие контактов между L2 и T2?

Обратите внимание на рис. 2 ниже, что между L2 и T2 есть «шунт». Это сплошная латунная перемычка, соединяющая L2 с T2. Цепь между L2 и T2 всегда замкнута, и всегда есть непрерывность между L2 и T2. «+» Указывает, что есть дополнительная цепь, но она не переключается между разомкнутой и замкнутой.

С 1-полюсным контактором, шунтирующая цепь используется, когда работающее устройство всегда должно получать питание, например, в случае нагревателя картера.

При замене 1-полюсного контактора на 2-полюсный помните, что контакты L2 — T2 будут размыкаться и замыкаться при подаче питания на катушку. Если бы подогреватель картера был подключен через этот путь, он не всегда был бы под напряжением. Так как же 2 полюса заменить 1 полюс и обеспечить ту же работу? Нагреватель картера или любое другое устройство, которое должно постоянно находиться под напряжением, должно быть подключено к той же стороне, что и питание, L2. Тогда он будет постоянно находиться под напряжением. Кто-то может сказать, прикрепите перемычку между L2 и T2.Это обеспечит постоянную мощность нагревателя картера. Однако вы потеряете возможность размыкания и замыкания цепи L2 и T2. Открытие и закрытие обеих опор питания можно рассматривать как средство безопасности.

Да, 1 полюс можно заменить на 2 полюса, а 2 полюса обеспечивают дополнительные возможности переключения. Но обязательно определите, нужно ли постоянно подключать какие-либо устройства на стороне шунта 1-го полюса, и, если они это делают, выполните необходимые настройки подключения.

Синхронные двигатели

| Двигатели переменного тока

Однофазные синхронные двигатели

Однофазные синхронные двигатели доступны в небольших размерах для приложений, требующих точного отсчета времени, таких как хронометраж, (часы) и магнитофоны. Хотя кварцевые часы с батарейным питанием широко доступны, часы с питанием от сети переменного тока имеют лучшую долгосрочную точность — в течение нескольких месяцев.

Это связано с тем, что операторы электростанции намеренно поддерживают долгосрочную точность частоты системы распределения переменного тока.Если он отстает на несколько циклов, они восполнят потерянные циклы переменного тока, так что часы не теряют время.

Большие и малые синхронные двигатели

Выше 10 лошадиных сил (10 кВт), более высокий КПД и ведущий коэффициент мощности делают большие синхронные двигатели полезными в промышленности. Большие синхронные двигатели на несколько процентов более эффективны, чем более распространенные асинхронные двигатели, хотя синхронный двигатель более сложен.

Поскольку двигатели и генераторы похожи по конструкции, должна быть возможность использовать генератор в качестве двигателя и, наоборот, использовать двигатель в качестве генератора.

Асинхронный двигатель подобен генератору переменного тока с вращающимся полем. На рисунке ниже показаны небольшие генераторы переменного тока с вращающимся полем постоянного магнита. На приведенном ниже рисунке могут быть изображены либо два параллельно синхронизированных генератора переменного тока, приводимых в действие механическими источниками энергии, либо генератор переменного тока, приводящий в действие синхронный двигатель. Или это могут быть два двигателя, если подключен внешний источник питания.

Дело в том, что в любом случае роторы должны работать с одинаковой номинальной частотой и находиться в фазе друг с другом.То есть они должны быть синхронизированы . Процедура синхронизации двух генераторов переменного тока заключается в следующем: (1) размыкание переключателя, (2) приведение в действие обоих генераторов с одинаковой скоростью вращения, (3) увеличение или уменьшение фазы одного блока до тех пор, пока оба выхода переменного тока не будут в фазе, (4) замыкание переключатель до того, как они сойдут по фазе.

После синхронизации генераторы переменного тока будут заблокированы друг с другом, что потребует значительного крутящего момента, чтобы отделить один блок (не синхронизированный) от другого.

Синхронный двигатель, работающий синхронно с генератором

Учет крутящего момента с синхронными двигателями

Если больший крутящий момент в направлении вращения приложен к ротору одного из вышеупомянутых вращающихся генераторов переменного тока, угол ротора будет увеличиваться (противоположно (3)) по отношению к магнитному полю в катушках статора, пока все еще синхронизировано и ротор подает энергию в сеть переменного тока, как генератор переменного тока.

Ротор также будет выдвинут относительно ротора другого генератора. Если нагрузка, такая как тормоз, приложена к одному из вышеуказанных устройств, угол ротора будет отставать от поля статора, как в (3), извлекая энергию из линии переменного тока, как двигатель.

Если приложен чрезмерный крутящий момент или сопротивление, ротор превысит максимальный угол крутящего момента , продвигаясь или запаздывая настолько, что синхронизация будет потеряна. Крутящий момент развивается только при сохранении синхронизации двигателя.

Доведение синхронных двигателей до скорости

В случае использования небольшого синхронного двигателя вместо генератора переменного тока нет необходимости выполнять сложную процедуру синхронизации для генераторов переменного тока. Тем не менее, синхронный двигатель не запускается автоматически и должен быть доведен до приблизительной электрической скорости генератора переменного тока, прежде чем он синхронизируется с частотой вращения генератора.

После набора скорости синхронный двигатель будет поддерживать синхронизм с источником питания переменного тока и развивать крутящий момент.

Синхронный привод синхронный двигатель

Предполагая, что двигатель развивает синхронную скорость, когда синусоидальная волна меняется на положительную на рисунке выше (1), нижняя северная катушка толкает северный полюс ротора, в то время как верхняя южная катушка притягивает северный полюс ротора. Подобным образом южный полюс ротора отталкивается верхней южной катушкой и притягивается к нижней северной катушке.

К тому времени, когда синусоида достигает пика в точке (2), крутящий момент, удерживающий северный полюс ротора вверх, является максимальным.Этот крутящий момент уменьшается по мере уменьшения синусоидальной волны до 0 В постоянного тока в точке (3) с минимальным крутящим моментом.

Когда синусоида меняется на отрицательную между (3 и 4), нижняя южная катушка толкает южный полюс ротора, притягивая северный полюс ротора. Подобным образом северный полюс ротора отталкивается верхней северной катушкой и притягивается к нижней южной катушке. В точке (4) синусоида достигает отрицательного пика с удерживающим моментом снова на максимуме. Когда синусоидальная волна изменяется с отрицательной на 0 В постоянного тока на положительную, процесс повторяется для нового цикла синусоидальной волны.

Обратите внимание: на приведенном выше рисунке показано положение ротора в режиме холостого хода (α = 0 °). На практике нагрузка на ротор приведет к тому, что ротор будет отставать от положений, показанных углом α. Этот угол увеличивается с нагрузкой до тех пор, пока максимальный крутящий момент двигателя не будет достигнут при α = 90 °.

Синхронизация и крутящий момент теряются за пределами этого угла. Ток в катушках однофазного синхронного двигателя пульсирует с переменной полярностью.

Если скорость ротора постоянного магнита близка к частоте этого чередования, он синхронизируется с этим чередованием.Поскольку поле катушки пульсирует и не вращается, необходимо увеличить скорость ротора с постоянным магнитом с помощью вспомогательного двигателя. Это небольшой асинхронный двигатель, похожий на те, что описаны в следующем разделе.

Добавление полюсов снижает скорость

2-полюсный (пара полюсов N-S) генератор будет генерировать синусоидальную волну 60 Гц при вращении со скоростью 3600 об / мин (оборотов в минуту). 3600 об / мин соответствует 60 оборотам в секунду.Аналогичный двухполюсный синхронный двигатель с постоянными магнитами также будет вращаться со скоростью 3600 об / мин.

Двигатель с меньшей скоростью может быть сконструирован путем добавления большего количества пар полюсов. 4-полюсный двигатель будет вращаться со скоростью 1800 об / мин, 12-полюсный двигатель — со скоростью 600 об / мин. Показанный стиль конструкции (рисунок выше) предназначен для иллюстрации. Многополюсные синхронные двигатели со статором с более высоким КПД и большим крутящим моментом фактически имеют несколько полюсов в роторе.

Однообмоточный 12-полюсный синхронный двигатель

Вместо того, чтобы наматывать 12 катушек для 12-полюсного двигателя, намотайте одну катушку с двенадцатью соединенными штырями стальными полюсными частями, как показано на рисунке выше.Хотя полярность катушки меняется из-за приложенного переменного тока, предположим, что верхняя часть временно находится на севере, а нижняя — на юге.

Полюса направляют южный поток снизу и снаружи катушки вверх. Эти 6-ю южные части чередуются с 6-ю северными ушками, загнутыми вверх от вершины стального полюса катушки. Таким образом, стержень ротора с постоянным магнитом столкнется с 6-полюсными парами, соответствующими 6-ти циклам переменного тока за одно физическое вращение стержневого магнита.

Скорость вращения будет 1/6 электрической скорости переменного тока.Скорость ротора будет 1/6 от скорости 2-полюсного синхронного двигателя. Пример: 60 Гц вращает 2-полюсный двигатель со скоростью 3600 об / мин или 600 об / мин для 12-полюсного двигателя.

Перепечатано с разрешения Westclox History на www.clockHistory.com

Статор (рисунок выше) показывает 12-полюсный синхронный часовой двигатель Westclox. Конструкция аналогична предыдущему рисунку с одной катушкой. Конструкция с одной катушкой экономична для двигателей с низким крутящим моментом.Этот двигатель со скоростью вращения 600 об / мин приводит в движение редукторы, перемещая стрелки часов.

Q: Если бы двигатель Westclox работал со скоростью 600 об / мин от источника питания с частотой 50 Гц, сколько полюсов потребовалось бы?

A: 10-полюсный двигатель будет иметь 5 пар полюсов N-S. Он будет вращаться со скоростью 50/5 = 10 оборотов в секунду или 600 об / мин (10 с-1 x 60 с / мин).

Перепечатано с разрешения Westclox History на www.clockHistory.com

Ротор (рисунок выше) состоит из стержня постоянного магнита и стальной чашки асинхронного двигателя.Шина синхронного двигателя, вращающаяся внутри полюсных лапок, сохраняет точное время. Чашка асинхронного двигателя за пределами стержневого магнита подходит снаружи и над язычками для самозапуска. Одно время выпускались несамозапускающиеся двигатели без чашки асинхронного двигателя.

Трехфазные синхронные двигатели

Трехфазный синхронный двигатель, показанный на рисунке ниже, создает электрически вращающееся поле в статоре. Такие двигатели не запускаются автоматически, если они запускаются от источника питания с фиксированной частотой, например, 50 или 60 Гц, как в промышленных условиях.

Кроме того, ротор является не постоянным магнитом для двигателей мощностью несколько лошадиных сил (несколько киловатт), используемых в промышленности, а является электромагнитом. Большие промышленные синхронные двигатели более эффективны, чем асинхронные. Они используются, когда требуется постоянная скорость. Обладая опережающим коэффициентом мощности, они могут корректировать линию переменного тока на отстающий коэффициент мощности.

Три фазы возбуждения статора складываются векторно, чтобы создать единое результирующее магнитное поле, которое вращается f / 2n раз в секунду, где f — частота линии электропередачи, 50 или 60 Гц для промышленных двигателей, работающих от линии электропередачи.Количество полюсов — n. Для числа оборотов ротора в об / мин умножьте на 60.

 S = f120 / n где: S = частота вращения ротора в об / мин f = частота сети переменного тока n = количество полюсов на фазу 

Трехфазный 4-полюсный (на фазу) синхронный двигатель будет вращаться со скоростью 1800 об / мин при мощности 60 Гц или 1500 об / мин при мощности 50 Гц. Если катушки запитываются по очереди в последовательности φ-1, φ-2, φ-3, ротор должен по очереди указывать на соответствующие полюса.

Поскольку синусоидальные волны фактически перекрываются, результирующее поле будет вращаться не ступенчато, а плавно.Например, когда синусоидальные волны φ-1 и φ-2 совпадают, поле будет на пике, указывающем между этими полюсами. Показанный ротор стержневого магнита подходит только для небольших двигателей.

Ротор с несколькими полюсами магнита (внизу справа) используется в любом эффективном двигателе, приводящем в движение значительную нагрузку. Это будут электромагниты с контактным кольцом в крупных промышленных двигателях. Крупные промышленные синхронные двигатели запускаются самостоятельно с помощью встроенных в якорь проводов с короткозамкнутым ротором, действующих как асинхронный двигатель.

Электромагнитный якорь возбуждается только после того, как ротор достигает почти синхронной скорости.

Трехфазный 4-полюсный синхронный двигатель

Малые многофазные синхронные двигатели

Малые многофазные синхронные двигатели можно запускать путем линейного увеличения частоты привода от нуля до конечной рабочей частоты. Многофазные управляющие сигналы генерируются электронными схемами и будут прямоугольными во всех приложениях, кроме самых требовательных.

Такие двигатели известны как бесщеточные двигатели постоянного тока. Истинные синхронные двигатели управляются синусоидальными сигналами. Можно использовать двух- или трехфазный привод, запитав соответствующее количество обмоток статора. Выше показано только 3 фазы.

Электронный синхронный двигатель

На блок-схеме показана приводная электроника, связанная с синхронным двигателем низкого напряжения (12 В постоянного тока). Эти двигатели имеют датчик положения , встроенный в двигатель, который выдает сигнал низкого уровня с частотой, пропорциональной скорости вращения двигателя.

Датчик положения может быть таким же простым, как твердотельные датчики магнитного поля, такие как устройства на эффекте Холла , обеспечивающие синхронизацию (направление тока якоря) для электроники привода. Датчик положения может быть датчиком угла с высоким разрешением, таким как резольвер, индуктосин (магнитный энкодер) или оптический энкодер.

Если требуется постоянная и точная скорость вращения (как для дисковода), могут быть включены тахометр и контур фазовой автоподстройки частоты (рисунок ниже).Этот сигнал тахометра, последовательность импульсов, пропорциональная скорости двигателя, возвращается в контур фазовой автоподстройки частоты, который сравнивает частоту и фазу тахометра со стабильным источником опорной частоты, например кварцевым генератором.

Контур фазовой автоподстройки частоты управляет скоростью синхронного двигателя

Бесщеточный двигатель постоянного тока

Двигатель, приводимый в действие прямоугольными волнами тока, обеспечиваемый простыми датчиками Холла, известен как бесщеточный двигатель постоянного тока .Этот тип двигателя имеет более высокое отклонение пульсации крутящего момента при обороте вала, чем двигатель с синусоидальным приводом. Для многих приложений это не проблема. Хотя в этом разделе нас в первую очередь интересуют синхронные двигатели.

Пульсации крутящего момента двигателя и механический аналог

Пульсация крутящего момента или зубчатость вызывается магнитным притяжением полюсов ротора к полюсным наконечникам статора. (Рисунок выше) Обратите внимание, что катушки статора отсутствуют.Ротор ПМ можно вращать вручную, но он будет испытывать притяжение к полюсным наконечникам, когда находится рядом с ними.

Аналогично механической ситуации. Будет ли пульсация крутящего момента проблемой для двигателя, используемого в магнитофоне? Да, мы не хотим, чтобы мотор поочередно ускорялся и замедлялся, когда он перемещает аудиозапись мимо кассетной воспроизводящей головки. Будет ли пульсация крутящего момента проблемой для двигателя вентилятора? №

Обмотки, распределенные в ленте, создают более синусоидальное поле

Если двигатель приводится в действие синусоидальными волнами тока, синхронными с обратной ЭДС двигателя, он классифицируется как синхронный двигатель переменного тока, независимо от того, генерируются ли формы волны привода электронными средствами.Синхронный двигатель будет генерировать синусоидальную обратную ЭДС , если магнитное поле статора имеет синусоидальное распределение.

Он будет более синусоидальным, если обмотки полюсов будут распределены в виде ремня по множеству пазов, а не сосредоточены на одном большом полюсе (как показано на большинстве наших упрощенных иллюстраций). Такая конструкция подавляет многие нечетные гармоники поля статора.

Слоты с меньшим количеством обмоток на краю обмотки фазы могут делить пространство с другими фазами.Намоточные ремни могут принимать альтернативную концентрическую форму, как показано на рисунке ниже.

Ремни концентрические

Для двухфазного двигателя, приводимого в действие синусоидальной волной, крутящий момент остается постоянным на протяжении всего оборота в соответствии с тригонометрической идентичностью:

 sin2θ + cos2θ = 1 

Для генерации и синхронизации формы сигнала привода требуется более точная индикация положения ротора, чем обеспечивается датчиками Холла, используемыми в бесщеточных двигателях постоянного тока.Резольвер , оптический или магнитный кодировщик обеспечивает разрешение от сотен до тысяч частей (импульсов) на оборот.

Резольвер выдает аналоговые сигналы углового положения в виде сигналов, пропорциональных синусу и косинусу угла вала. Энкодеры обеспечивают цифровую индикацию углового положения в последовательном или параллельном формате.

Привод синусоидальной волны на самом деле может быть от ШИМ, широтно-импульсного модулятора , высокоэффективного метода аппроксимации синусоидальной волны цифровым сигналом.Каждая фаза требует, чтобы управляющая электроника для этой формы сигнала была сдвинута по фазе на соответствующую величину.

ШИМ аппроксимирует синусоидальную волну

Преимущества синхронного двигателя

КПД синхронного двигателя выше, чем у асинхронных двигателей. Синхронный двигатель также может быть меньше, особенно если в роторе используются высокоэнергетические постоянные магниты. Появление современной полупроводниковой электроники позволяет управлять этими двигателями с регулируемой скоростью.

Асинхронные двигатели в основном используются в железнодорожной тяге. Однако небольшой синхронный двигатель, который устанавливается внутри ведущего колеса, делает его привлекательным для таких применений. Версия для высокотемпературных сверхпроводников этого двигателя составляет от одной пятой до одной трети веса двигателя с медной обмоткой.

Самый большой экспериментальный сверхпроводящий синхронный двигатель способен управлять кораблем класса военно-морской эсминец. Во всех этих применениях важен электронный привод с регулируемой скоростью.Привод с регулируемой скоростью также должен снижать напряжение привода на низкой скорости из-за уменьшения индуктивного сопротивления на более низкой частоте.

Для развития максимального крутящего момента ротор должен отставать от направления поля статора на 90 °. Больше он теряет синхронизацию. Гораздо меньше приводит к снижению крутящего момента. Таким образом, необходимо точно знать положение ротора. А положение ротора по отношению к полю статора необходимо рассчитывать и контролировать.

Этот тип управления известен как векторное управление фазой .Он реализован с помощью быстродействующего микропроцессора, управляющего широтно-импульсным модулятором фаз статора. Статор синхронного двигателя такой же, как и у более популярного асинхронного двигателя.

В результате электронное регулирование скорости промышленного уровня, используемое в асинхронных двигателях, также применимо к большим промышленным синхронным двигателям. Если ротор и статор обычного вращающегося синхронного двигателя раскручены, получается синхронный линейный двигатель.

Этот тип двигателя применяется для точного высокоскоростного линейного позиционирования.

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

Двигатели постоянного тока и шаговые двигатели, используемые в качестве приводов

Электрические двигатели постоянного тока — это исполнительные механизмы непрерывного действия, которые преобразуют электрическую энергию в механическую. Электродвигатель постоянного тока обеспечивает это за счет непрерывного углового вращения, которое можно использовать для вращения насосов, вентиляторов, компрессоров, колес и т. Д.

Наряду с обычными ротационными двигателями постоянного тока доступны также линейные двигатели, которые способны производить непрерывное движение гильзы.В основном доступны три типа обычных электродвигателей: двигатели переменного тока, двигатели постоянного тока и шаговые двигатели.

Типичный малый двигатель постоянного тока

Двигатели переменного тока обычно используются в мощных одно- или многофазных промышленных системах, где постоянный крутящий момент и скорость требуются для управления большими нагрузками, такими как вентиляторы или насосы.

В этом руководстве по электродвигателям мы рассмотрим только простые легкие двигатели постоянного тока и Шаговые двигатели , которые используются во многих различных типах электронных схем, схем позиционного управления, микропроцессоров, PIC и роботизированных схем.

Базовый двигатель постоянного тока

Двигатель постоянного тока или двигатель постоянного тока , чтобы дать ему свое полное название, является наиболее часто используемым приводом для обеспечения непрерывного движения, скорость вращения которого можно легко контролировать, что делает их идеальными для использования в приложениях, где регулирование скорости, сервоуправление и / или позиционирование не требуется. Двигатель постоянного тока состоит из двух частей: «статора», который является неподвижной частью, и «ротора», который является вращающейся частью. В результате существует три основных типа двигателей постоянного тока.

  • Щеточный двигатель — Этот тип двигателя создает магнитное поле в намотанном роторе (часть, которая вращается), пропуская электрический ток через коллектор и узел угольной щетки, отсюда и термин «щеточный». Магнитное поле статора (неподвижной части) создается либо с помощью намотанной обмотки возбуждения статора, либо с помощью постоянных магнитов. Обычно щеточные электродвигатели постоянного тока дешевы, компактны и просты в управлении.
  • Бесщеточный двигатель — Этот тип двигателя создает магнитное поле в роторе с помощью прикрепленных к нему постоянных магнитов, а коммутация осуществляется электронным способом.Как правило, они меньше, но дороже обычных щеточных двигателей постоянного тока, поскольку в статоре используются переключатели с эффектом Холла для обеспечения требуемой последовательности вращения поля статора, но они имеют лучшие характеристики крутящего момента / скорости, более эффективны и имеют более длительный срок службы. чем эквивалентные матовые типы.
  • Серводвигатель
  • — Этот тип двигателя в основном представляет собой щеточный двигатель постоянного тока с некоторой формой позиционного управления с обратной связью, подключенной к валу ротора. Они подключаются к контроллеру типа PWM и управляются им и в основном используются в системах позиционного управления и радиоуправляемых моделях.

Обычные двигатели постоянного тока имеют почти линейные характеристики: их скорость вращения определяется приложенным напряжением постоянного тока, а их выходной крутящий момент определяется током, протекающим через обмотки двигателя. Скорость вращения любого двигателя постоянного тока может варьироваться от нескольких оборотов в минуту (об / мин) до многих тысяч оборотов в минуту, что делает их пригодными для применения в электронике, автомобилестроении или робототехнике. Соединяя их с коробками передач или зубчатыми передачами, их выходная скорость может быть уменьшена, в то же время увеличивая выходной крутящий момент двигателя на высокой скорости.

«Матовый» электродвигатель постоянного тока

Обычный щеточный двигатель постоянного тока состоит в основном из двух частей: неподвижного корпуса двигателя, называемого статором , и внутренней части, которая вращается, создавая движение, называемое ротором или «якорем» для машин постоянного тока.

Двигатель с обмоткой статора представляет собой цепь электромагнита, которая состоит из электрических катушек, соединенных вместе в круговой конфигурации для получения необходимого северного полюса, затем южного полюса, затем северного полюса и т. Д., Типа стационарной системы магнитного поля для вращения, в отличие от машин переменного тока. поле статора которого постоянно вращается с приложенной частотой.Ток, протекающий в этих катушках возбуждения, известен как ток возбуждения двигателя.

Эти электромагнитные катушки, которые образуют поле статора, могут быть электрически соединены последовательно, параллельно или вместе (составные) с якорем двигателя. В двигателе постоянного тока с последовательной обмоткой обмотки возбуждения статора серии соединены с якорем. Аналогичным образом, обмотка статора двигателя постоянного тока с шунтирующей обмоткой соединена по параллельно с якорем, как показано.

Двигатель постоянного тока серии

и шунтирующий двигатель

Ротор или якорь машины постоянного тока состоит из токоведущих проводов, соединенных вместе на одном конце с электрически изолированными медными сегментами, называемыми коммутатором .Коммутатор позволяет выполнять электрическое соединение через угольные щетки (отсюда и название «щеточный» двигатель) к внешнему источнику питания во время вращения якоря.

Магнитное поле, устанавливаемое ротором, пытается выровняться со стационарным полем статора, заставляя ротор вращаться вокруг своей оси, но не может выровняться из-за задержек коммутации. Скорость вращения двигателя зависит от силы магнитного поля ротора, и чем больше напряжения приложено к двигателю, тем быстрее будет вращаться ротор.Изменяя это приложенное напряжение постоянного тока, можно также изменять скорость вращения двигателя.

Обычный (щеточный) двигатель постоянного тока

Щеточный электродвигатель постоянного тока с постоянным магнитом (PMDC), как правило, намного меньше и дешевле, чем его аналогичные аналоги электродвигателей постоянного тока с обмоткой статора, поскольку они не имеют обмотки возбуждения. В двигателях постоянного тока с постоянными магнитами (PMDC) эти катушки возбуждения заменены сильными редкоземельными магнитами (например, самарий-коболт или неодим-железо-бор), которые имеют очень сильные магнитные поля.

Использование постоянных магнитов дает двигателю постоянного тока гораздо лучшую линейную характеристику скорости / крутящего момента по сравнению с эквивалентными двигателями с обмоткой из-за постоянного, а иногда и очень сильного магнитного поля, что делает их более подходящими для использования в моделях, робототехнике и сервоприводах.

Хотя щеточные двигатели постоянного тока очень эффективны и дешевы, проблемы, связанные с щеточными двигателями постоянного тока, заключаются в том, что в условиях большой нагрузки между двумя поверхностями коллектора и угольных щеток возникает искрение, что приводит к самогенерированию тепла, короткому сроку службы и электрическому шуму из-за искрение, которое может повредить любое полупроводниковое переключающее устройство, такое как полевой МОП-транзистор или транзистор.Чтобы преодолеть эти недостатки, были разработаны бесщеточные двигатели постоянного тока .

Бесщеточный двигатель постоянного тока

Бесщеточный двигатель постоянного тока (BDCM) очень похож на двигатель постоянного тока с постоянными магнитами, но не имеет щеток, которые необходимо заменить или изнашивать из-за искрения коллектора. Поэтому в роторе выделяется мало тепла, что увеличивает срок службы двигателей. Конструкция бесщеточного двигателя устраняет необходимость в щетках за счет использования более сложной схемы привода, в которой магнитное поле ротора представляет собой постоянный магнит, который всегда синхронизирован с полем статора, что позволяет более точно контролировать скорость и крутящий момент.

Тогда конструкция бесщеточного двигателя постоянного тока очень похожа на двигатель переменного тока, что делает его истинным синхронным двигателем, но одним недостатком является то, что он более дорогой, чем конструкция эквивалентного «щеточного» двигателя.

Управление бесщеточными двигателями постоянного тока сильно отличается от обычного щеточного двигателя постоянного тока, поскольку этот тип двигателя включает в себя некоторые средства для определения углового положения роторов (или магнитных полюсов), необходимых для создания сигналов обратной связи, необходимых для управления полупроводником. коммутационные устройства.Наиболее распространенным датчиком положения / полюса является «датчик эффекта Холла», но в некоторых двигателях также используются оптические датчики.

Используя датчики на эффекте Холла, полярность электромагнитов переключается схемой управления двигателем. Затем двигатель можно легко синхронизировать с цифровым тактовым сигналом, обеспечивая точное управление скоростью. Бесщеточные двигатели постоянного тока могут иметь внешний ротор с постоянными магнитами и статор внутреннего электромагнита или внутренний ротор с постоянными магнитами и статор внешнего электромагнита.

Преимущества бесщеточного двигателя постоянного тока по сравнению с его «щеточным» собратом — это более высокий КПД, высокая надежность, низкий электрический шум, хорошее управление скоростью и, что более важно, отсутствие щеток или коммутатора, которые изнашиваются, обеспечивая гораздо более высокую скорость. Однако их недостаток в том, что они более дороги и их сложнее контролировать.

Серводвигатель постоянного тока

Серводвигатели постоянного тока используются в приложениях с замкнутым контуром, в которых положение выходного вала двигателя передается обратно в схему управления двигателем.Типичные устройства позиционной «обратной связи» включают резольверы, энкодеры и потенциометры, которые используются в моделях радиоуправления, таких как самолеты, лодки и т. Д.

Серводвигатель обычно включает в себя встроенный редуктор для снижения скорости и способен напрямую передавать высокие крутящие моменты. Выходной вал серводвигателя не вращается свободно, как валы двигателей постоянного тока, из-за присоединенной коробки передач и устройств обратной связи.

Блок-схема серводвигателя постоянного тока

Серводвигатель состоит из двигателя постоянного тока, редуктора, устройства обратной связи по положению и некоторой формы коррекции ошибок.Скорость или положение регулируются в зависимости от входного сигнала положения или опорного сигнала, подаваемого на устройство.

Серводвигатель с дистанционным управлением

Усилитель обнаружения ошибок смотрит на этот входной сигнал и сравнивает его с сигналом обратной связи от выходного вала двигателя и определяет, находится ли выходной вал двигателя в состоянии ошибки, и, если это так, контроллер вносит соответствующие корректировки, либо ускоряя двигатель, либо замедляя это. Эта реакция на устройство обратной связи по положению означает, что серводвигатель работает в «замкнутой системе».

Помимо крупных промышленных приложений, серводвигатели также используются в небольших моделях дистанционного управления и робототехнике, при этом большинство серводвигателей могут вращаться примерно на 180 градусов в обоих направлениях, что делает их идеальными для точного углового позиционирования. Однако эти сервоприводы RC-типа не могут постоянно вращаться с высокой скоростью, как обычные двигатели постоянного тока, если не были внесены специальные изменения.

Серводвигатель состоит из нескольких устройств в одном корпусе, двигателя, коробки передач, устройства обратной связи и коррекции ошибок для управления положением, направлением или скоростью.Они широко используются в робототехнике и небольших моделях, поскольку ими легко управлять с помощью всего трех проводов: Power , Ground и Signal Control .

Коммутация и управление двигателями постоянного тока

Малые двигатели постоянного тока могут быть включены или выключены с помощью переключателей, реле, транзисторов или цепей MOSFET, причем простейшей формой управления двигателем является «линейное» управление. Этот тип схемы использует биполярный транзистор в качестве переключателя (транзистор Дарлингтона также может использоваться, если требуется более высокий номинальный ток) для управления двигателем от одного источника питания.

Изменяя величину базового тока, протекающего в транзистор, можно управлять скоростью двигателя, например, если транзистор включен «наполовину», то только половина напряжения питания поступает на двигатель. Если транзистор включен «полностью» (насыщен), то все напряжение питания поступает на двигатель, и он вращается быстрее. Затем для этого линейного типа управления мощность постоянно подается на двигатель, как показано ниже.

Контроль скорости двигателя

Простая схема переключения выше показывает схему для однонаправленной цепи управления скоростью двигателя (только в одном направлении).Поскольку скорость вращения двигателя постоянного тока пропорциональна напряжению на его выводах, мы можем регулировать это напряжение на выводах с помощью транзистора.

Два транзистора соединены как пара Дарлингтона для управления основным током якоря двигателя. Потенциометр 5 кОм используется для управления величиной базового возбуждения первого контрольного транзистора TR 1 , который, в свою очередь, управляет главным переключающим транзистором TR 2 , позволяя при этом изменять напряжение постоянного тока двигателя от нуля до Vcc. например от 9 до 12 вольт.

Дополнительные диоды маховика подключаются к переключающему транзистору TR 2 и клеммам двигателя для защиты от любой обратной ЭДС, генерируемой двигателем при его вращении. Регулируемый потенциометр может быть заменен сигналом непрерывной логической «1» или логического «0», подаваемым непосредственно на вход схемы для включения двигателя «полностью» (насыщение) или «полностью выключено» (отключение) соответственно. от порта микроконтроллера или ПОС.

Помимо этого базового управления скоростью, та же схема может также использоваться для управления скоростью вращения двигателей.Путем многократного переключения тока двигателя в положение «ВКЛ» и «ВЫКЛ» с достаточно высокой частотой, скорость двигателя можно изменять между неподвижным (0 об / мин) и полной скоростью (100%), изменяя отношение метки к промежутку его поставлять. Это достигается изменением пропорции времени «ВКЛ» (t ON ) к времени «ВЫКЛ» (t OFF ), и это может быть достигнуто с помощью процесса, известного как широтно-импульсная модуляция.

Регулировка скорости по ширине импульса

Ранее мы говорили, что скорость вращения двигателя постоянного тока прямо пропорциональна среднему (среднему) значению напряжения на его клеммах, и чем выше это значение, вплоть до максимально допустимого напряжения двигателя, тем быстрее двигатель будет вращаться.Другими словами, больше напряжения — больше скорость. Путем изменения соотношения между временем включения (t ON ) и продолжительности времени выключения (t OFF ), называемого «Коэффициент заполнения», «Соотношение метки / пространства» или «Рабочий цикл», среднее значение напряжения двигателя и, следовательно, его скорость вращения можно изменять. Для простых униполярных приводов коэффициент заполнения β задается как:

, а среднее выходное напряжение постоянного тока, подаваемое на двигатель, определяется как: Vmean = β x Vsupply. Затем, изменяя ширину импульса a, можно управлять напряжением двигателя и, следовательно, мощностью, подаваемой на двигатель, и этот тип управления называется широтно-импульсной модуляцией или PWM .

Другим способом управления скоростью вращения двигателя является изменение частоты (и, следовательно, периода времени управляющего напряжения), в то время как продолжительность включения «ВКЛ» и «ВЫКЛ» остается постоянной. Этот тип управления называется с частотно-импульсной модуляцией или PFM .

При частотно-импульсной модуляции напряжение двигателя регулируется путем подачи импульсов переменной частоты, например, с низкой частотой или с очень небольшим количеством импульсов, среднее напряжение, подаваемое на двигатель, низкое, и поэтому скорость двигателя низкая.При более высокой частоте или при большом количестве импульсов среднее напряжение на клеммах двигателя увеличивается, а также увеличивается скорость двигателя.

Затем транзисторы могут использоваться для управления мощностью, подаваемой на двигатель постоянного тока, с режимом работы либо «Линейный» (изменение напряжения двигателя), «Широтно-импульсная модуляция» (изменение ширины импульса), либо «Импульсный». Частотная модуляция »(изменение частоты импульса).

Изменение направления двигателя постоянного тока

Хотя управление скоростью двигателя постоянного тока с помощью одного транзистора имеет много преимуществ, оно также имеет один главный недостаток: направление вращения всегда одно и то же, это «однонаправленная» схема.Во многих приложениях нам нужно управлять двигателем в обоих направлениях — вперед и назад.

Чтобы управлять направлением двигателя постоянного тока, полярность мощности постоянного тока, подаваемой на соединения двигателя, должна быть изменена на обратную, позволяя его валу вращаться в противоположном направлении. Один очень простой и дешевый способ управлять направлением вращения двигателя постоянного тока — использовать различные переключатели, расположенные следующим образом:

Управление направлением двигателя постоянного тока

В первой цепи используется одинарный двухполюсный двухпозиционный переключатель (DPDT) для управления полярностью соединений двигателей.При переключении контактов питание на клеммы двигателя меняется на противоположное, и двигатель меняет направление. Вторая схема немного сложнее и использует четыре однополюсных однонаправленных переключателя (SPST), расположенных по схеме «H».

Механические переключатели расположены в парах переключения и должны работать в определенной комбинации, чтобы приводить в действие или останавливать двигатель постоянного тока. Например, комбинация переключателей A + D управляет вращением вперед, а переключатели B + C управляют вращением назад, как показано.Комбинации переключателей A + B или C + D закорачивают клеммы двигателя, вызывая его быстрое торможение. Однако использование переключателей таким образом сопряжено с опасностями, поскольку рабочие переключатели A + C или B + D вместе вызвали бы короткое замыкание источника питания.

Хотя две приведенные выше схемы будут очень хорошо работать для большинства небольших двигателей постоянного тока, действительно ли мы хотим использовать различные комбинации механических переключателей только для изменения направления двигателя, НЕТ !. Мы могли бы изменить ручные переключатели для набора электромеханических реле и иметь одну кнопку или переключатель прямого / обратного хода или даже использовать твердотельный четырехканальный двусторонний переключатель CMOS 4066B.

Но еще один очень хороший способ добиться двунаправленного управления двигателем (а также его скоростью) — это подключить двигатель к схеме типа Н-мост на транзисторе , как показано ниже.

Базовая двунаправленная H-мостовая схема

Н-мостовая схема , приведенная выше , названа так потому, что базовая конфигурация четырех переключателей, электромеханических реле или транзисторов, напоминает конфигурацию буквы «H» с двигателем, расположенным на центральной планке.H-мост на транзисторах или полевых МОП-транзисторах, вероятно, является одним из наиболее часто используемых типов двунаправленных схем управления двигателем постоянного тока. Он использует «комплементарные пары транзисторов» как NPN, так и PNP в каждой ветви, при этом транзисторы переключаются попарно для управления двигателем.

Управляющий вход A управляет двигателем в одном направлении, т. Е. Вращением вперед, в то время как вход B управляет двигателем в другом направлении, т. Е. Вращением в обратном направлении. Затем переключение транзисторов в положение «ВКЛ» или «ВЫКЛ» в их «диагональных парах» приводит к направленному управлению двигателем.

Например, когда транзистор TR1 находится в состоянии «ВКЛ», а транзистор TR2 в состоянии «ВЫКЛ», точка A подключена к напряжению питания (+ Vcc), и если транзистор TR3 находится в состоянии «ВЫКЛ», а транзистор TR4 находится в состоянии «ВКЛ», точка B. до 0 вольт (GND). Затем двигатель будет вращаться в одном направлении, соответствующем положительной клемме A двигателя и отрицательной клемме B двигателя.

Если состояния переключения меняются местами, так что TR1 находится в положении «ВЫКЛ», TR2 в положении «ВКЛ», TR3 в положении «ВКЛ», а TR4 в положении «ВЫКЛ», ток двигателя теперь будет течь в противоположном направлении, заставляя двигатель вращаться в противоположное направление.

Затем, применяя противоположные логические уровни «1» или «0» ко входам A и B, можно управлять направлением вращения двигателей следующим образом.

Таблица истинности H-моста

Вход A Вход B Функция двигателя
TR1 и TR4 TR2 и TR3
0 0 Двигатель остановлен (ВЫКЛ)
1 0 Мотор вращается вперед
0 1 Мотор вращается в обратном направлении
1 1 НЕ РАЗРЕШЕНО

Важно, чтобы никакая другая комбинация входов не допускалась, так как это может вызвать короткое замыкание источника питания, т.е. оба транзистора, TR1 и TR2, будут включены одновременно (предохранитель = взрыв!).

Как и в случае однонаправленного управления двигателем постоянного тока, как показано выше, скорость вращения двигателя также можно контролировать с помощью широтно-импульсной модуляции или ШИМ. Затем, комбинируя переключение H-моста с ШИМ-управлением, можно точно контролировать как направление, так и скорость двигателя.

Коммерческие готовые микросхемы декодеров, такие как микросхема с четырьмя полумостами SN754410 или L298N, имеющая 2 Н-моста, доступны со всеми необходимыми встроенными логическими схемами управления и безопасности и специально разработаны для управления двигателем в двух направлениях. схемы.

Шаговый двигатель постоянного тока

Как и двигатель постоянного тока, описанный выше, Шаговые двигатели также являются электромеханическими приводами, которые преобразуют импульсный цифровой входной сигнал в дискретное (инкрементное) механическое движение, широко используются в промышленных системах управления. Шаговый двигатель — это тип синхронного бесщеточного двигателя, в котором он не имеет якоря с коллектором и угольными щетками, но имеет ротор, состоящий из многих, некоторые типы имеют сотни постоянных магнитных зубцов и статор с отдельными обмотками.

Шаговый двигатель

Как следует из названия, шаговый двигатель не вращается непрерывно, как обычный двигатель постоянного тока, а движется дискретными «шагами» или «приращениями», причем угол каждого вращательного движения или шага зависит от количества полюсов статора и зубья ротора шагового двигателя.

Поскольку шаговые двигатели работают с дискретным шагом, их можно легко вращать на конечную долю оборота за один раз, например, 1,8, 3,6, 7,5 градусов и т. Д.Так, например, предположим, что шаговый двигатель совершает один полный оборот (360 o ровно за 100 шагов.

Тогда угол шага двигателя определяется как 360 градусов / 100 шагов = 3,6 градуса на шаг. Это значение обычно известно как шаговые двигатели , Угол шага .

Существует три основных типа шаговых двигателей: с переменным сопротивлением , с постоянным магнитом и гибридный (своего рода комбинация обоих). Шаговый двигатель особенно хорошо подходит для приложений, требующих точного позиционирования и повторяемости с быстрой реакцией на запуск, остановку, реверсирование и управление скоростью, а еще одной ключевой особенностью шагового двигателя является его способность удерживать нагрузку стабильно, когда это необходимо. позиция достигнута.

Обычно шаговые двигатели имеют внутренний ротор с большим количеством «зубцов» постоянного магнита с рядом «зубцов» электромагнита, установленных на статоре. Электромагниты статоров поляризованы и деполяризованы последовательно, заставляя ротор вращаться на один «шаг» за раз.

Современные многополюсные шаговые двигатели с несколькими зубьями обладают точностью менее 0,9 градуса на шаг (400 импульсов на оборот) и в основном используются для высокоточных систем позиционирования, подобных тем, которые используются для магнитных головок в дисководах гибких / жестких дисков. , принтеры / плоттеры или роботизированные приложения.Наиболее часто используемый шаговый двигатель — это шаговый двигатель с 200 шагами на оборот. Он имеет ротор с 50 зубьями, 4-фазный статор и угол шага 1,8 градуса (360 градусов / (50 × 4)).

Конструкция и управление шаговым двигателем

В нашем простом примере шагового двигателя с регулируемым сопротивлением, приведенном выше, двигатель состоит из центрального ротора, окруженного четырьмя катушками электромагнитного поля, обозначенными A, B, C и D. Все катушки с одной и той же буквой соединены вместе, так что подача питания, скажем, катушки, помеченные буквой A, заставят магнитный ротор выровняться с этим набором катушек.

Подавая питание на каждый набор катушек по очереди, ротор можно заставить вращаться или «шагать» из одного положения в другое на угол, определяемый его конструкцией угла шага, и при последовательном включении катушек ротор будет производить вращательное движение.

Драйвер шагового двигателя управляет как углом шага, так и скоростью двигателя, запитывая катушки возбуждения в заданной последовательности, например, «ADCB, ADCB, ADCB, A…» и т. Д., Ротор будет вращаться в одном направлении (вперед) и при изменении последовательности импульсов на «ABCD, ABCD, ABCD, A…» и т. д. ротор будет вращаться в противоположном направлении (в обратном направлении).

Итак, в нашем простом примере, приведенном выше, шаговый двигатель имеет четыре катушки, что делает его четырехфазным двигателем с числом полюсов на статоре, равным восьми (2 x 4), которые разнесены с интервалом 45 градусов. На роторе шесть зубцов, разнесенных на 60 градусов.

Тогда есть 24 возможных положения (6 зубцов x 4 витка) или «ступеней», чтобы ротор совершил один полный оборот. Следовательно, указанный выше угол ступени задается как: 360 o /24 = 15 o .

Очевидно, что чем больше зубцов ротора и / или обмоток статора, тем лучше управляемость и уменьшится угол шага. Также при соединении электрических катушек двигателя в различных конфигурациях возможны углы полного, половинного и микрошага. Однако для достижения микрошагового режима шаговый двигатель должен приводиться в действие (квази) синусоидальным током, реализация которого требует больших затрат.

Также можно управлять скоростью вращения шагового двигателя, изменяя временную задержку между цифровыми импульсами, подаваемыми на катушки (частоту), чем больше задержка, тем меньше скорость на один полный оборот.Подавая на двигатель фиксированное количество импульсов, вал двигателя будет вращаться на заданный угол.

Преимущество использования импульсов с задержкой по времени состоит в том, что нет необходимости в какой-либо форме дополнительной обратной связи, поскольку при подсчете количества импульсов, подаваемых на двигатель, будет точно известно конечное положение ротора. Эта реакция на заданное количество входных цифровых импульсов позволяет шаговому двигателю работать в «системе разомкнутого контура», что упрощает и удешевляет управление.

Например, предположим, что наш шаговый двигатель выше имеет угол шага 3,6 градуса на шаг. Чтобы повернуть двигатель на угол, скажем, 216 градусов, а затем снова остановиться в требуемом положении, потребуется всего: 216 градусов / (3,6 градуса / шаг) = 80 импульсов, приложенных к катушкам статора.

Существует множество ИС контроллеров шаговых двигателей, которые могут управлять скоростью шага, скоростью вращения и направлением двигателей. Одной из таких микросхем контроллера является SAA1027, которая имеет все необходимые встроенные счетчики и преобразователи кода и может автоматически управлять 4 полностью управляемыми выходами моста на двигатель в правильной последовательности.

Направление вращения также можно выбрать вместе с пошаговым режимом или непрерывным (бесступенчатым) вращением в выбранном направлении, но это накладывает некоторую нагрузку на контроллер. При использовании 8-битного цифрового контроллера также возможно 256 микрошагов на шаг

SAA1027 Микросхема управления шаговым двигателем

В этом руководстве о вращательных приводах мы рассмотрели щеточный и бесщеточный двигатель постоянного тока , серводвигатель постоянного тока и шаговый двигатель в качестве электромеханического привода, который можно использовать в качестве выходного устройства для позиционного управления или регулирования скорости. .

В следующем руководстве по устройствам ввода / вывода мы продолжим рассмотрение устройств вывода, называемых Actuators , и, в частности, устройства, которое снова преобразует электрический сигнал в звуковые волны с помощью электромагнетизма. Тип устройства вывода, который мы рассмотрим в следующем уроке, — это громкоговоритель.

все, что вам нужно знать — Блог CLR

Электродвигатели позволяют получать механическую энергию самым простым и эффективным способом.В зависимости от количества фаз питания , мы можем найти однофазный , двухфазный и трехфазный электродвигатели с обмоткой пусковой обмоткой и спиральной пусковой обмоткой с конденсатором . Причем выбор того или иного будет зависеть от необходимой мощности .

Если вы участвуете в проекте и не знаете, какой тип двигателя вам следует использовать, этот пост вас заинтересует! В нем мы расскажем вам о каждом моторе и его отличиях.Поехали!

Что такое однофазный двигатель?

Однофазный двигатель — это вращающаяся машина с электрическим приводом , которая может преобразовывать электрическую энергию в механическую энергию .

Работает от однофазного источника питания . Они содержат два типа проводки : горячую и нейтральную. Их мощность может достигать 3 кВт, и напряжения питания изменяются в унисон.

У них только одно переменное напряжение .Схема работает с двумя проводами , и ток, который проходит по ним, всегда одинаков.

В большинстве случаев это малые двигатели с ограниченным крутящим моментом . Однако есть однофазные двигатели мощностью до 10 л.с., которые могут работать с подключениями до 440 В.

Они не создают вращающегося магнитного поля; они могут генерировать только переменное поле , что означает, что для запуска им нужен конденсатор.

Они просты в ремонте, и обслуживании, а также доступны по цене .

Этот тип двигателя используется в основном в домах, офисах, магазинах и небольших непромышленных предприятиях компании . Чаще всего использует , включая бытовую технику, систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для дома и бизнеса и другую бытовую технику, такую ​​как дрели, кондиционеры и системы открывания и закрывания гаражных ворот.

Возможно, вас заинтересует: Советы по выбору малых электродвигателей

Что такое двухфазный двигатель?

Двухфазный двигатель — это система, которая имеет два напряжения, разнесенных на 90 градусов , которые в настоящее время больше не используются.Генератор состоит из двух обмоток, расположенных под углом 90 градусов друг к другу.

Для них требуется 2 провода под напряжением и один провод заземления, которые работают в двух фазах . Один увеличивает ток до 240 В для движения, а другой поддерживает плавность тока для использования двигателя.

Что такое трехфазный двигатель?

Трехфазный двигатель — это электрическая машина , которая преобразует электрическую энергию в механическую энергию посредством электромагнитных взаимодействий .Некоторые электродвигатели обратимы — они могут преобразовывать механическую энергию в электрическую, действуя как генераторы.

Работают от трехфазного источника питания . Они приводятся в действие тремя переменными токами одинаковой частоты , которые достигают максимума в переменные моменты. Они могут иметь мощность от до 300 кВт и скорость от 900 до 3600 об / мин .

Трехпроводные линии используются для передачи, но для конечного использования требуются 4-проводные кабели, которые соответствуют 3 фазам плюс нейтраль.

Трехфазная электроэнергия — это наиболее распространенный метод , используемый в электрических сетях по всему миру, поскольку он передает больше энергии и находит значительное применение в промышленном секторе .

Различия между однофазным двигателем и трехфазным двигателем

Во-первых, нам нужно различать тип установки и ток , протекающий через него. В этом отношении разница между однофазным током и трехфазным током заключается в том, что однофазный ток передается по одной линии.Кроме того, поскольку имеется только одна фаза или переменный ток, напряжение не меняется .

Однофазные двигатели используются, когда трехфазная система недоступна и / или для ограниченной мощности — они обычно используются для мощностью менее 2 кВт или 3 кВт .

Трехфазные двигатели обычно находят более широкое применение в промышленности , поскольку их мощность более чем на 150% больше, чем у однофазных двигателей, и создается трехфазное вращающееся магнитное поле .

При работе однофазного двигателя может быть шумно и генерироваться вибрации , трехфазные двигатели более дорогие, но они не создают этих вибраций и менее шумны.

В CLR мы ежедневно работаем с однофазными двигателями , проектируя и производя редукторы скорости для достижения идеального движения. Наши истории успеха включают в себя систему складывания боковых зеркал для легковых и грузовых автомобилей , которая может превышать 50 000 циклов — на 100% больше циклов, чем было первоначально запрошено нашим клиентом, Volkswagen .

Нужна помощь с вашим проектом? В CLR мы постоянно ищем новые решения , адаптированные к потребностям наших клиентов, которые успешно соблюдают все новые правила. Какое движение вам нужно?

Асинхронные двигатели, часть двух-трехфазной работы

Хотя используется ряд конструкций двигателей переменного тока, асинхронный двигатель, безусловно, является наиболее распространенным и будет темой данной колонки. Мы также сосредоточимся на трехфазной конструкции, поскольку она обеспечивает более интуитивное понимание индукции и создаваемых магнитных полей.О работе однофазных двигателей поговорим в номере за май 2011 года.

Компоненты

Асинхронный двигатель переменного тока был изобретен Николя Тесла, сербско-американским инженером, который помог Джорджу Вестингаузу выиграть войну токов. Хотя его дизайн с годами совершенствовался, простота по-прежнему остается его отличительной чертой. Трехфазный двигатель состоит из двух основных частей — неподвижного компонента, известного как статор, и вращающегося компонента, известного как ротор.Статор состоит из катушек изолированного провода, намотанного на многослойный металлический сердечник, которые становятся электромагнитами при подаче питания.

Ротор также имеет ламинированный металлический сердечник с токопроводящими алюминиевыми стержнями, установленными в пазах. Эти стержни создают индуцированное магнитное поле, которое взаимодействует с полями статора. Ротор и статор не соприкасаются, и, в отличие от двигателя постоянного тока, двигатели переменного тока не содержат щеток или других переключающих устройств.

На рис. 1 показан статор, установленный внутри корпуса или корпуса двигателя, и ротор, установленный на валу двигателя.Распределительная коробка в верхней части корпуса двигателя подключает входящую трехфазную мощность к катушкам статора.

Рисунок 1. Статор, ротор и корпус двигателя


Индукция

Двигатели переменного тока, как и трансформаторы, работают по принципу индукции. В нашем обсуждении мощности переменного тока в осенних сериях 2010 года мы узнали, что, когда напряжение и ток проходят через катушку с проводом, они создают магнитное поле.Мы также узнали, что создаваемое магнитное поле может индуцировать напряжение и ток в соседней катушке, и в результате получился простой трансформатор.

Это явление индуктивности не ограничивается только соседней катушкой. Это может произойти в любом металлическом предмете. В случае двигателя переменного тока магнитное поле, создаваемое в катушках статора, может индуцировать напряжение и ток в проводящих стержнях ротора. Это напряжение и ток будут создавать собственное магнитное поле, которое затем взаимодействует с полем, создавшим его.

Скорость, с которой магнитное поле движется (вращается) вокруг статора, называется синхронной скоростью и зависит от частоты переменного тока и количества полюсов в статоре. Рассчитывается по

N с = 120f / P

Где:

N с = синхронная скорость
f = частота
P = количество полюсов в статоре

Для двухполюсного двигателя, работающего на частоте 60 Гц, синхронная скорость составляет 3600 об / мин.Если увеличить количество полюсов до четырех, скорость снижается до 1800 об / мин. Скорость вращения ротора называется скоростью скольжения и всегда меньше синхронной скорости статора. Причина этого в том, что в роторе не индуцируются напряжение и ток, когда они движутся синхронно. Фактическая скорость скольжения зависит от конструкции двигателя и зависит от модели и мощности. Для двигателей с малой мощностью при полной нагрузке скорость скольжения может составлять всего 95 процентов от N s , в то время как модели с более высокой мощностью могут работать при 99 процентах от N s .

Как обсуждалось в моей серии статей о питании от переменного тока, однофазная синусоидальная волна переменного тока достигает своего пикового напряжения дважды в течение одного цикла в 360 градусов, и эти пики возникают с интервалами в 180 градусов. В трехфазной цепи фаза 2 отстает от фазы первой на 120 градусов, а фаза 3 отстает от фазы два на 120 градусов. Когда все три фазы соединяются вместе, напряжение достигает пика каждые 60 градусов.

Это соотношение проиллюстрировано на рисунке 2. Стрелки показывают 120-градусное разделение трех фаз, а вертикальные цветные линии показывают фазовые напряжения, достигающие пика каждые 60 градусов.Такое соотношение пиков не только обеспечивает более равномерное питание, но также может создавать вращающееся магнитное поле в статоре трехфазного двигателя.

Рис. 2. Синусоидальная волна трехфазного двигателя переменного тока и пики напряжения

На рис. 3 показано расположение полюсов для трехфазного двухполюсного двигателя. Как вы заметили, всего на фазу приходится шесть или два полюса. Полюса фазы 1 расположены под углом 360 и 180 градусов, а полюса фазы 2 — под углом 300 и 120 градусов.Полюса фазы 3 расположены под углом 60 и 240 градусов. В результате получается шесть полюсов, разнесенных на 60 градусов. Это разделение на 60 градусов не случайно. Это сделано специально для того, чтобы воспользоваться преимуществом разделения пиков трехфазного напряжения на 60 градусов. Я расскажу почему в следующем разделе.

Теперь вам может быть интересно, почему фазовые полюса находятся в этой конкретной последовательности. Первичный полюс фазы 2 находится слева от первичной обмотки фазы 1, а первичный полюс фазы 3 — справа.Если вы вернетесь к рисунку 2, вы увидите, что пик, следующий за пиком фазы 1, соответствует фазе 3, а следующий пик — фазе 2. Двигатели намотаны таким образом, чтобы обеспечить предсказуемое направление вращения.

В этом конкретном случае вращение будет по часовой стрелке. Переключение любых двух фазных соединений изменит соотношение фазовых пиков и заставит двигатель вращаться в противоположном направлении. «Прокручивание» этих соединений (например, перемещение 1 к 2, 2 к 3 и 3 к 1) не изменит фазовых соотношений, и, следовательно, направление вращения останется прежним.

Вращающееся магнитное поле

Мы видели, как напряжение может достигать пика в трехфазной цепи и как полюса статора выравниваются, чтобы соответствовать пикам напряжения, но почему вращающееся магнитное поле возникает автоматически? На рисунке 4 показан линейный поток пиков напряжения, показанный на рисунке 2, и положения полюсов, показанные на рисунке 3, во вращательной перспективе.

Рисунок 3. Расположение полюсов двигателя переменного тока

На изображениях статора показаны три набора полюсов и их полярность от точек 1 до 7.На графике показаны пики фазного напряжения для одних и тех же точек.

В точке 1 фаза 1 находится на своем положительном пике, и максимальное магнитное поле создается в полюсах 1 и 1A. В точке 2 фаза 3 находится на своем отрицательном пике, а максимальное магнитное поле создается в полюсах 3 и 3A. В точке 3 максимальное поле переместилось на полюса 2 и 2A.

Если вы изучите другие точки, вы увидите, что эта тенденция продолжается по часовой стрелке. В результате три фазы создают автоматическое вращающееся поле в статоре.Если переключить любые два из входящих фазовых проводов, магнитное поле будет вращаться против часовой стрелки.

Рисунок 4. Вращающееся магнитное поле

Как упоминалось ранее, скорость двигателя зависит как от частоты, так и от числа полюсов. Скорость двигателя будет изменяться прямо пропорционально изменению частоты. Например, при частоте 30 Гц двигатель 1800 об / мин будет вращаться со скоростью 900 об / мин.

Если к каждой фазе статора, показанной на рисунке 3, добавить дополнительный набор полюсов, его скорость также будет уменьшена на 50 процентов. Время, необходимое для одного поворота поля статора на 360 градусов, пропорционально как частоте, так и количеству полюсов.

Трехфазные двигатели могут быть рассчитаны на работу с двумя разными скоростями, и соотношение скоростей зависит от используемого метода намотки.

Двухскоростные однообмоточные двигатели используют статор, намотанный на одну скорость, но когда обмотка подключается другим способом, количество подключенных полюсов также изменяется.

Например, в одном соединении четыре полюса соединены, а в альтернативном соединении восемь соединены.

При использовании этого метода намотки всегда будет существовать соотношение скорости вращения «два к одному» (1800 об / мин / 900 об / мин). Обычно тормозная мощность (л.с.) на низкой скорости составляет четверть от полной скорости. Однако конструкции с постоянным крутящим моментом будут поддерживать половину л.с. при более низкой скорости.

Двухскоростные двухобмоточные двигатели на самом деле представляют собой два двигателя, намотанных на один статор.

Хотя эти двигатели, как правило, больше и дороже, они не ограничиваются соотношением скоростей двух к одной, как у однообмоточных двигателей.

Например, четырех- и шестиполюсный двухобмоточный двигатель будет развивать скорость от 1800 до 1200 об / мин. В этом примере BHP на низкой скорости будет две трети от полной скорости. В следующем месяце в этой колонке будет исследована работа однофазных двигателей.

Насосы и системы, апрель 2011 г.

Для просмотра остальных двигателей серии AC Motors щелкните по ссылкам ниже:

Двигатели переменного тока: магнетизм и двигатель постоянного тока

Двигатели переменного тока, часть 3 — Однофазный режим

Двигатели переменного тока

Часть 4: Типоразмер, корпуса и данные паспортной таблички

Двигатели переменного тока Часть 5: Срок службы двигателя переменного тока

Крутящий момент двигателя переменного тока

Скорость вращения в машинах переменного тока

Скорость вращения

Вращающееся магнитное поле в предыдущем примере может быть мыслится как два вращающихся магнитных полюса, северный полюс и южный полюс.Как осциллограмма тока питания перемещается на 180 градусов, двухполюсное поле перемещается на 180 градусов, а расположение северного и южного полюсов поменялось местами. Когда текущий сигнал переместился через 360 градусов 2-полюсное поле переместилось на 360 градусов.

Нет причин ограничивать количество полюсов в машине двумя. Если количество катушки увеличены, катушки можно расположить так, чтобы схема намотки повторялась более одного раза по окружности воздушного зазора.Это проиллюстрировано на изображении ниже, на котором показана диаграмма ММЖ для одной фазы. Уменьшая угол между положительной и отрицательной сторонами катушки и повторяя расположение катушек, мы получаем 4 магнитных полюса, а не 2.

Математически фундаментальное значение mmf для каждой фазы, которая организована для создания полюсов \ (p \), определяется выражением

\ [ \ begin {выровнено} \ mathcal {F_A} & = Ni_A \ frac {2} {\ pi} \ sin \ left [\ frac {p} {2} \ left (\ theta \ right) \ right] \\ \ mathcal {F_B} & = Ni_B \ frac {2} {\ pi} \ sin \ left [\ frac {p} {2} \ left (\ theta — \ frac {2 \ pi} {3} \ right) \ верно] \\ \ mathcal {F_C} & = Ni_C \ frac {2} {\ pi} \ sin \ left [\ frac {p} {2} \ left (\ theta + \ frac {2 \ pi} {3} \ right) \ верно] \ end {выровнен} \]

Важно отметить, что в приведенном выше уравнении N — это количество витков в одной катушке.Член \ (p / 2 \) указывает, что основной mmf повторяет \ (p / 2 \) раз по окружности машины \ (p \) должно быть четным числом, поскольку физически у нас не может быть нечетного числа полюсов. Предполагая синусоидальное питание со сбалансированным трехфазным набором, анализ для двухполюсного поля можно повторить, чтобы найти новые функции, описывающие ММФ в терминах пространства (тета) и времени (t)

\ [ \ mathcal {F} _ {tot} = \ frac {3 \ hat {I} N} {\ pi} \ cos \ left [\ omega t — \ frac {p} {2} \ theta \ right] \]

Рассматривая эту формулировку, важно понимать, что \ (\ omega \) — это электрическая частота, а \ (\ theta \) — это механическое угловое положение в машине.Чтобы избежать путаницы, важно определить электрические частоты и фазовые углы \ (\ omega_e, \, \ theta_e \), а также механическую скорость и угловое положение \ (\ omega_m, \, \ theta_m \).

Рассматривая диаграмму выше, можно увидеть, что электромагнитный период 4-полюсной диаграммы равен \ (\ pi \) механическим радианам. Взаимосвязь между электрическими и механическими углами и скоростями / частотой имеет важное значение и определяется по формуле:

\ [ \ begin {выровнено} \ theta_e & = \ frac {p} {2} \ theta_m \\ \ omega_e & = \ frac {p} {2} \ omega_m \ end {выровнен} \]

Используя эти обозначения, мы можем описать МДС с помощью электрических или механических величин, или даже их комбинации.

\ [ \ begin {align} \ mathcal {F} _ {tot} & = \ frac {3 \ hat {I} N} {\ pi} \ cos \ left [\ omega_e t — \ frac {p} {2} \ theta_m \ right] \\ \ mathcal {F} _ {tot} & = \ frac {3 \ hat {I} N} {\ pi} \ cos \ left [\ omega_e t — \ theta_e \ right] \\ \ mathcal {F} _ {tot} & = \ frac {3 \ hat {I} N} {\ pi} \ cos \ left [\ frac {p} {2} \ left (\ omega_m t — \ theta_m \ right ) \верно] \ end {align} \]

Наконец, в электрической машине может быть множество различных механических скоростей. Механическая скорость вращения магнитного поля из-за основного электрического тока \ (f_e \) очень важна, и ей дано отличное название, синхронная скорость, \ (\ omega_s \).Синхронная скорость в радианах в секунду определяется как:

.

\ [ \ omega_s = \ frac {4 \ pi f_e} {p} \]

Обычно для описания скорости вращения используются единицы числа оборотов в минуту (об / мин). Описана скорость в об / мин. с использованием символа \ (n \) и связано с радианами в секунду с использованием

\ [ \ begin {выровнено} n & = \ frac {60} {2 \ pi} \ omega_m \\ n & = \ frac {30} {\ pi} \ omega_m \ end {выровнен} \]

следовательно

\ [ n_s = \ frac {120 f_e} {p} \]

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *