Подключение однофазного асинхронного двигателя и принцип его работы | ENARGYS.RU

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

Однофазный асинхронный двигатель: принцип работы

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

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

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

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

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

Подключение однофазного асинхронного двигателя

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

Для подключения однофазного асинхронного двигателя к однофазной сети прибегают к помощи резистора, используемого для запуска, и присоединенного к пусковой катушке (обмотке) последовательным методом, таким образом, между токами, которые присутствуют в обмотке двигателя, наблюдается сдвиг фаз на 30

о, этого хватает для запуска асинхронной машины в работу. В конструкции двигателя, в котором присутствует сопротивление пуска, наличие фазового угла объясняется неодинаковым комплексным сопротивлением в электрических цепях двигателя.

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

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

о.

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

Однофазный двигатель с расщепленной фазой и экранированными полюсами

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

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

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

Используется в конструкции тепловентиляторов и вентиляторов.

Однофазный двигатель с ассиметричным магнитопроводом статора

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

Рис. №3. Чертеж асимметричного статора асинхронной машины.

Недостатки этих машин:

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

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

Подключение однофазного двигателя и запуск генератора

Каждый бытовой прибор и механизм работает благодаря электродвигателю. Именно от особенностей устройства электродвигателя зависит мощность и функциональность прибора. Таким образом, мотор является одной из основных движущих сил, заставляющих механизм работать. Иногда электроприборы выходят из строя из-за повреждения корпуса. В таком случае электродвигатель можно извлечь для вторичного использования.

Виды и описание электродвигателей

Как известно, двигатели бывают разных типов, каждый из которых определяется особенностями обустройства и функциональностью:

1. Однофазный.
2. Двухфазный.
3. Трехфазный.

Как правило, однофазные и двухфазные моторы имеют самое простое строение, потребляют мало электроэнергии и достаточно функциональны. Благодаря этому, механизм используется практически в любом производстве электроприборов.

Трехфазный используется в основном для обустройства станков в цехах и сложного оборудования на массовых производствах. Его удельная мощность позволяет выполнять большой объем работы. Из этого следует то, что этот механизм потребляет большое количество энергии.

Особенности подключения мотора

Чтобы механизм заработал, стоит правильно подключить его к электродвигателю. Схема подключения однофазного электродвигателя очень проста, как и само строение электрической составляющей. Мотор состоит из двух одинаковых обмоток. При этом они находятся на определённом расстоянии между друг другом. Главный моток подключают в сеть, а второстепенный — подключают к конденсатору, который, в свою очередь, заряжается от электросети.

Но при этом действии можно допустить ошибку. Чтобы избежать замыкания в процессе проверки, запуск механизма не должен осуществляться без предварительной проверки. Дополнительная обмотка находится под напряжением и показывает то, что катушка намагничена. Но не стоит забывать, что, если устройство не работает, значит, нужно обратить внимание на пусковой механизм и ротор.

Стоит также уделить внимание такому виду соединения, как подключение однофазного генератора к трехфазной сети дома. Подпитка мотора осуществляется благодаря системе пусковой обмотки и кнопки запуска, которая размыкает контакт соединения. Размыкающиеся контакты подключают к стартовому ротору.

Когда осуществляется замена электродвигателя, то специальный прибор показывает, какая обмотка будет работать. На выходе мотор имеет три или даже четыре провода, которые обеспечивают надёжное подключение. При монтаже трехфазного мотора два исходника из трёх проходят через одну из обмоток.

Далее, при помощи специального прибора следует определить сопротивление каждого из трёх контактов. Провод, который отвечает за рабочее напряжение, всегда подключается к клемме с минимальным сопротивлением двигателя. К пусковому механизму всегда подключается среднее напряжение, а самое высокое отводится на выход рабочего механизма.

После проделанной работы нужно дополнительно три контакта присоединить к кнопке запуска. На ней располагается всегда три гнёзда для обеспечения качественного подключения. Пусковой провод стоит присоединить к центральному выходу, а остальные по двум сторонам. Боковые обеспечивают выход к разъёму розетки, проводящей 220 В. Такое подключение однофазного двигателя с пусковой обмоткой всегда очень востребовано и эффективно. Присоединение мотора простое дело, но требует при этом внимания к деталям.

Характеристика асинхронного двигателя

Электродвигатель такого типа может быть и однофазным, и трехфазным. Асинхронный мотор состоит из стартера завода и ротора. Представленный вид мотора работает практически бесшумно. Любой станок, оснащённый этим видом мотора, будет работать без создания низкочастотных звуковых волн. Такая работа очень важна в огромных цехах. Например, они входят в холодильники и в кондиционеры.

Асинхронный электродвигатель представлен двумя видами:

1. Бифилярные.
2. Конденсаторные.

Различие состоит в том, что в бифилярном — стартер работает до разгона двигателя. Для выключения используют щиток или специальный рубильник. Эта процедура нужна для того, чтобы не было снижения коэффициента полезного действия, так как весь механизм тормозит основной вал.

Конденсаторные механизмы находятся в работе все время. Главные катушки находятся на определённом расстоянии друг от друга под разными углами, имея различную полярность. Это даёт возможность сменить направления вращения ротора в обратную сторону.

Разобраться, какой из представленных двигателей находится в механизме, можно с помощью измерения мотков.

В бифилярном электродвигателе мощность и сопротивление в 2 раза меньше конденсаторного. В механизме обязательно должно присутствовать пусковое реле или рубильник. Так как во втором виде двигателя работа идёт одновременно и постоянно, то хватает обычной пусковой кнопки.

Подключение однофазного электрического двигателя

Однофазный асинхронный двигатель с замкнутым ротором состоит из ротора — вращающейся части с неподвижно закрепленном на нем замкнутым контуром и статора — корпуса с неподвижно закрепленными на нем двумя обмотками. Существует несколько способов подключения : без конденсатора, с одним или двумя конденсаторами, с постоянно работающими двумя обмотками или с одной из обмоток работающей только при старте. Здесь описан простейший вариант, который подойдет в большинстве случаев.

Найти обмотки

Из клеммной коробки двигателя торчит 3 или 4 конца провода. Если выводов 3, то значит два вывода соединены внутри, что немного усложнит нам задачу. В любом случае нам потребуется мультиметр.

Четыре провода

Ставим мультиметр на «прозвон» и находим концы обмоток, они звонятся попарно. Замеряем сопротивление каждой обмотки. Та, у которой сопротивление меньше — рабочая, та, у которой сопротивление больше — разгонная.

Три провода

Замеряем сопротивление между тремя выводами. Наименьшее значение — рабочая обмотка, среднее значение — разгонная.

Подключение

Подключение без конденсатора

Если сопротивление отличается в разы, то разгонная обмотка должна работать кратковременно, только при пуске двигателя. В таком случае конденсатор не нужен. Достаточно коммутирующего устройства, которое бы обеспечивало подачу напряжения на разгонную обмотку в момент запуска двигателя. В простейшем случае это кнопка без фиксации.

Подключение через конденсатор

Если сопротивление рабочей и разгонной обмоток примерно одинаковое, то при работе двигателя должны быть подключены обе обмотки, одна из которых подключена через конденсатор.

Параметры конденсатора зависят от мощности двигателя, нужен неполярный конденсатор, расчитанный на напряжение 450 Вольт, с емкостью 80 мкФ на каждый киловатт мощности двигателя.

К выводам рабочей обмотки подключаем ноль и фазу, к разгонной обмотке подключаем конденсатор, а потом ноль и фазу. Если требуется изменить направление вращения двигателя, необходимо поменять местами ноль и фазу на разгонной обмотке. В случае, если постоянно менять направление вращения, в схеме нужно предусмотреть коммутационный блок, который бы менял местами ноль и фазу на выводах разгонной обмотки.

Как подключить однофазный электродвигатель к сети 220 В

Автор Alexey На чтение 6 мин. Просмотров 768 Опубликовано 16.04.2016 Обновлено 19.02.2021

Очень часто бывает, что механика в стиральной машине, пылесосе, электродрели полностью выходит из строя, и выгодней будет купить новую бытовую технику, чем починить безнадёжно устаревшие домашние электроприборы.

Из кучи оставшихся от данных устройств запчастей, как правило, самым ценным элементом будет электро двигатель, которому можно найти достойное применение, подключив в сеть 220В.

В подобных электроприборах изредка встречается полноценный трёхфазный двигатель, и скорее всего там окажется однофазный коллекторный или асинхронный электродвигатель, у которого может оказаться изрядный запас прочности и ресурса подшипников для применения в качестве привода насоса, компрессора, вентилятора, точила, мини-станка, овощерезки, газонокосилки и т.д.

В данной статье будет рассказано о том, как подключить однофазный двигатель в сеть 220 В, в зависимости от его типа.

Принцип действия коллекторного двигателя

В коллекторном электродвигателе, встречающемся в стиральных машинах и электродрелях, имеются обмотки на статоре и роторе.

Коллекторный двигатель

Роторные обмотки намотаны в виде рамок и помещаются в специальных пазах, а их переключение происходит при помощи коллекторных выводов и контактов в виде графитовых щёток.

ротор коллекторного двигателя

Устройство ротора выполнено таким образом, чтобы в любой момент времени под напряжением находилась только одна рамка, магнитное поле которой перпендикулярно полю обмотки статора.

Электромагнитное взаимодействие полярных магнитных полюсов стремится повернуть ротор так, чтобы направленность его магнитного поля совпала с полем статора, подобно стрелке компаса.

Но, как только ротор поворачивается на определённый угол, контакты рамки выходят из соприкосновения со щётками, и включаются следующая обмотка, и процесс повторяется, создавая непрерывный момент вращения.

Подключение в сеть 220 В коллекторного двигателя

Схема коллекторного двигателя устроена таким образом, что направления токов в обмотке статора ротора и рамке ротора всегда совпадают, независимо от фазы переменного напряжения. Из-за совпадения направления токов, возникающие магнитные поля будут всегда перпендикулярными, что и будет вызывать момент вращения вала.

Поэтому очень важно установить перемычку на выводах двигателя, для последовательного соединения статорной и роторной обмоток. Поменяв местами выводы обмоток статора или ротора можно изменить направление вращения вала двигателя.

схема подключения

Для полноты картины нужно проследить путь тока – один из выводов от щётки коллектора подключается в сеть 220 В (допустим фаза, но это не имеет значения). Вывод другой щётки нужно подсоединить к одному выводу статора при помощи перемычки. Оставшийся вывод от статора подключается в сеть 220 В (ноль), замыкая цепь.

Принцип действия однофазного асинхронного электродвигателя

В отличие от коллекторного двигателя, в однофазном асинхронном электродвигателе с короткозамкнутым находящимся в состоянии покоя ротором,

устройство однофазного асинхронного двигателя

в котором индуцируются токи, создающие магнитное поле, взаимодействующее с электромагнитным полем катушки, векторы возникающих сил (М, -М) уравновешивают друг друга. Это означает, что при включении в сеть вал мотора вращаться не будет, и для его запуска нужен начальный вращательный момент S.

Можно рукой раскрутить вал и подать напряжение сети, тогда двигатель наберёт обороты. Многие так и делают, запуская точило, но такой способ совершенно неприемлем, если нужно раскрутить вращающиеся ножи овощерезки или газонокосилки.

Поскольку в трёхфазном электродвигателе момент вращения задан конструктивно при помощи расположения обмоток и смещения фаз трёхфазной сети, то в однофазном моторе для запуска применяют дополнительную пусковую обмотку, благодаря которой создаётся вращательный момент смещения ротора.

Схема подключения 1 однофазного двигателя

Смещения фазы тока дополнительной обмотки относительно синусоиды напряжения 220 В создаётся при помощи конденсатора.

Схема подключения 2 однофазного двигателя

Подключение в сеть асинхронного однофазного двигателя.

На корпусе однофазного асинхронного электродвигателя должна быть схема подключения, где указываются выводы основной и дополнительной обмотки, а также емкость конденсатора.

Выводы обмоток однофазного двигателя

Но, если схема где-то затерялась, то нужно определить рабочую и пусковую обмотку, измерив и сравнив сопротивления – у основной оно должно быть меньшим. Для этого нужно взять мультиметр, выставить диапазон для измерения в Омах, и поочерёдно измерить сопротивление между выводами.

Определение пусковой и рабочей обмотки однофазного электромотора

Поскольку часто данные обмотки имеют общий вывод, то его определяют опытным путём – сумма сопротивлений, измеренных от данного провода обмоток должна соответствовать суммарному сопротивлению подключённых последовательно обмоток.Если конструкция двигателя позволяет, то определить принадлежность выводов можно визуально – у проводов рабочей обмотки поперечное сечение (толщина) больше.

рабочая и пусковая обмотки однофазного мотора

Рабочая обмотка подключается к напряжению 220 В напрямую, а пусковая – последовательно с конденсатором. Если обмотки соединены внутри мотора, то такая схема не позволит изменять направление вращения. Если из мотора выходят четыре провода от двух обмоток, то направление вращения будет зависеть выбора выводов для их соединения в общий отвод.

Выбор вращения однофазного двигателя

Существуют электродвигатели с идентичными обмотками – их называют двухфазными.

Режимы однофазных двигателей

Поскольку однофазные и двухфазные двигатели для запуска требуют применения конденсатора, то такие электродвигатели называют конденсаторными. Существует несколько режимов работы конденсаторного двигателя:

• С пусковым конденсатором и дополнительной обмоткой, которые подключаются только на время запуска. Емкость выбирается исходя из 70 мкФ на 1 кВт мощности двигателя;
• С рабочим конденсатором, емкостью 23-35 мкФ и дополнительной обмоткой, подключённой всё время;
• С рабочим и пусковым конденсатором, подключаемым параллельно рабочему.

Применяется в случаях с тяжёлым запуском двигателя. Емкость рабочего конденсатора в два-три раза меньше номинала пускового (70 мкФ/1 кВт).

Из-за сложности формул расчёта принято выбирать емкости, исходя из приведённых выше пропорций. В реальности, подключив электродвигатель, нужно проследить за его работой и нагревом. Если двигатель будет заметно нагреваться в режиме с рабочим конденсатором, то его емкость необходимо уменьшить. Подбирать конденсаторы нужно с рабочим напряжением не меньше 450 В.

Запуск двигателя с пусковым конденсатором осуществляется вручную с помощью кнопки управления,

или схемы с двумя контакторами, один из которых (пусковой) не имеет самоподхвата и удерживается током замкнутого кнопочного контакта или реле времени. Некоторые конденсаторные электродвигатели имеют центробежный контакт, используемый при запуске, размыкающийся при наборе оборотов.

Подключение трёхфазного двигателя в сеть 220 В

Подобным способом с применением конденсатора подключается трёхфазный двигатель по схеме «звезда» или «треугольник».

Расчёт емкости производится исходя из рабочего напряжения и тока,

или паспортной мощности мотора.

По аналогии с однофазным электродвигателем, в случае тяжёлого запуска трёхфазного двигателя, применяется пусковой конденсатор, емкость которого в два-три раза выше номинала рабочего.

Подключая трехфазный электродвигатель в сеть 220 В при помощи пускового конденсатора, нужно помнить, что при такой схеме подключения мотор не будет работать с полной отдачей и не разовьет максимальную мощность.

Для полноценной работы такого двигателя нужны три фазы, получить которые можно проведя сеть 380 В, или использовать сложную электронную схему, рассчитанную под конкретную мощность, генерирующую смещение фаз при помощи мощных силовых полупроводниковых ключей.

Имея много различных конденсаторов, но не находя нужного значения емкости, можно соединять их параллельно или последовательно.

Комбинируя данные способы подключения, можно приблизиться к требуемому номиналу емкости.

Видео подключения однофазного двигателя к сети 220В

Схема правильного подключения электродвигателя. Подключение однофазного электродвигателя

Существует несколько схем подключения электродвигателей. Всё зависит от того, какой тип машины используется. В быту каждый человек использует множество электрических приборов, около 2/3 из общего числа имеют в своей конструкции электрические двигатели различной мощности с разными характеристиками.

Обычно, когда приборы выходят из строя, двигатели могут продолжать работать. Их можно использовать в других конструкциях: изготовить самодельные станки, электронасосы, газонокосилки, вентиляторы. Но вот нужно определиться с тем, какую схему использовать для подключения к бытовой сети.

Конструкция электродвигателей и подключение

Для того чтобы использовать электрические моторы для самодельных аппаратов, нужно произвести правильно подключение обмоток. В однофазную бытовую сеть 220 В можно включить следующие машины:

1. Асинхронные трехфазные электрические двигатели. Производится к сети подключение электродвигателей «треугольником» или «звездой».
2. Асинхронные электромоторы, работающие от сети с одной фазой.
3. Коллекторные двигатели, оснащенные щеточной конструкцией для питания ротора.

Все остальные электрические двигатели необходимо подключать при помощи сложных устройств, предназначенных для запуска. А вот шаговые моторы должны оснащаться специальными электронными схемами управления. Без знаний и умений, а также специальной аппаратуры, выполнить подключение невозможно. Приходится использовать сложные схемы подключения электродвигателей.

Одно- и трехфазная сеть

В бытовой сети одна фаза, напряжение в ней 220 В. Но можно подключить к ней и трехфазные электродвигатели, рассчитанные на напряжение 380 В. Для этого используются специальные схемы, вот только выжать из устройства больше 3 кВт мощности практически нереально, так как увеличивается риск привести в негодность электропроводку в доме. Поэтому если имеется необходимость установки сложного оборудования, в котором требуется применять электрические двигатели на 5 или 10 кВт, лучше провести в дом трехфазную сеть. Подключение электродвигателей «звездой» к такой сети произвести намного проще, нежели к однофазной.

Что потребуется для подключения мотора

Принцип работы любого электрического двигателя знаком каждому, основан он на вращении магнитного потока. При подключении однофазных электродвигателей вам теория не очень нужна, поэтому хватит следующих знаний:

1. Вы должны иметь представление о конструкции электрического двигателя, с которым производятся работы.
2. Знать, для какой цели предназначены обмотки, а также уметь по схеме подключения электродвигателя осуществить монтаж.
3. Уметь работать со вспомогательными устройствами – балластными сопротивлениями или пусковыми конденсаторами.
4. Знать, как подключается электродвигатель при помощи магнитного пускателя.

Запрещается включать электрический двигатель, если не знаете его модель, а также назначение выводов. Обязательно проверьте, какое допускается соединение обмоток при работе в сети 220 и 380 В. На всех электрических двигателях обязательно присутствует табличка из металла, которая прикреплена к корпусу. На ней указывается модель, тип, схема подключения, напряжение, а также другие параметры. Если нет никаких данных, то необходимо при помощи мультиметра прозвонить все обмотки, после чего правильно соединить их.

Подключение коллекторного двигателя

Такие электродвигатели используются практически во всех бытовых электроприборах. Их можно встретить в стиральных машинках, кофемолках, мясорубках, шуруповертах, обогревателях и прочих приборах. Электродвигатели рассчитаны на сравнительно небольшое время работы, включаются они на несколько секунд или минут. Но зато моторы очень компактные, высокооборотные и мощные. А схема подключения электродвигателя очень простая.

Подключить такой электродвигатель к бытовой сети 220 В можно очень просто. Напряжение поступает от фазы к щетке, затем через обмотку ротора — к противоположной ламели. А вторая щетка снимает напряжение и передаёт его на обмотку статора. Она состоит из двух половин, соединенных последовательно. Второй вывод обмотки поступает на нулевой провод питания.

Особенности включения мотора

Для того чтобы включать и отключать электрический двигатель, применяется кнопка с фиксатором (или без него), но можно использовать и простой выключатель. Если имеется необходимость, то обе обмотки разделяются и их можно подключать попеременно. Этим достигается изменение частоты вращения ротора. Но имеется один недостаток у таких двигателей — относительно низкий ресурс, который напрямую зависит от качества щёток. Именно коллекторный узел является самым уязвимым местом двигателя.

Как подключить однофазный асинхронный мотор

В любом асинхронном электродвигателе, рассчитанном на питание от однофазной сети 220 В, имеется две обмотки — пусковая и рабочая. В качестве «коллектора» используется цилиндрическая болванка из алюминия, которая насажена на валу. Можно даже отметить, что цилиндр на роторе является, по сути, короткозамкнутой обмоткой. Существует множество схем для включения асинхронного мотора, но применяется на практике немного:

1. С использованием балластного сопротивления, подключенного к обмотке пуска.
2. С включенным конденсатором на обмотке запуска.
3. При помощи кнопочного или релейного пускателя, стартового конденсатора, включенного в цепь обмотки пуска.

Очень часто применяется комбинация кнопочного или релейного пускателя, а также постоянно включенного рабочего конденсатора. Вместо реле очень часто используется электронный ключ на тиристоре. При помощи этого переключателя производится подключение однофазного электродвигателя с дополнительной группой конденсаторов.

Практические схемы

Асинхронные электрические двигатели обладают довольно маленьким на старте крутящим моментом. Поэтому необходимо использовать дополнительные устройства, например, пусковые реле или балластные сопротивления, а также мощные конденсаторы для подключения однофазных электродвигателей. Обмотки в моторах изготавливаются с разделением на несколько выводов. Если три вывода, то один из них общий. Но может быть четыре или два.

Для того чтобы понять, к каким конкретно контактам подключена та или иная обмотка, необходимо изучить схему мотора. Если ее нет, потребуется осуществить прозвонку с помощью мультиметра. Для этого переведите его в режим измерения сопротивления. Если на паре выводов большое сопротивление, то это означает, что вы произвели замер одновременно двух обмоток. Обычно у рабочей обмотки асинхронных двигателей сопротивление не более 13 Ом. У пусковой же оно практически в три раза выше — примерно 35 Ом.

Для того чтобы подключить при помощи пускателя однофазный асинхронный мотор, достаточно лишь правильно соединить все контакты проводами. Для того чтобы запустить асинхронник, необходимо кратковременно включить в цепи дополнительные элементы — конденсатор или балластное сопротивление. Чтобы выключить электрическую машину, достаточно просто обесточить все обмотки.

Трехфазные электродвигатели

В трехфазных электрических двигателях существенно большая мощность, а также крутящий момент во время запуска. Подключение трехфазного электродвигателя простое только в том случае, если имеется розетка с тремя фазами 380 В. Но использовать в бытовых условиях такие моторы оказывается проблематично, так как трехфазная сеть есть далеко не у всех дома. Обмотки соединяются по схеме «звезда» или «треугольник», это зависит от того, какое межфазное напряжение в сети.

Но вот в том случае, если вам потребуется подключить такой электрический двигатель в бытовую сеть, придётся использовать маленькую хитрость. По сути, у вас имеется в розетке ноль и фаза. При этом «0» можно считать как один из выводов источника питания, то есть фазу, у которой сдвиг равен нулю.

Чтобы сделать еще одну фазу, необходимо при помощи дополнительного конденсатора осуществить сдвиг фазы питания. Всего должно быть три фазы, каждая имеет сдвиг относительно соседних на 120 градусов. Но чтобы сделать сдвиг правильно, необходимо рассчитать емкость конденсаторов. Так, на каждый киловатт мощности электродвигателя потребуется рабочая емкость около 70 мкФ, а также пусковая около 25 мкФ. При этом они должны быть рассчитаны на напряжение от 600 В и выше.

Но лучше всего производить подключение электродвигателей 380 В трехфазного типа с помощью частотных преобразователей. Существуют модели, которые подключаются к однофазной сети, а при помощи специальных инверторных схем они преобразуют напряжение, в результате чего на выходе оказывается три фазы, которые необходимы для питания асинхронного мотора.

Подключение однофазного двигателя к бытовой трехфазной сети: варианты и основные ошибки

В процессе проживания в частном или загородном доме владелец в определенный момент принимает решение об установке запасного источника питания. Чаще всего в роли него выступает генератор. Хотя приобретение этого устройства является довольно сложным делом, этим не оканчиваются трудности, с которыми сталкивается собственник частного домовладения. Не менее простой задачей для него становится подключение генератора к дому.

Возможно, большинство посчитает, что здесь не должно возникнуть особых проблем: ведь для этого достаточно завести генератор, подключить его к дому и после чего можно не знать забот. Следует отметить, что процесс подключения генераторов дома является достаточно сложным мероприятием, во время проведения которого довольно легко совершить серьезные ошибки, которые могут впоследствии привести к большим неприятностям. Причем поломка генератора является самой малой из них.

В этой статье мы уделим внимание особенностям подключения однофазного генератора к дому, где проложена электропроводка, предназначенная для трехфазной сети. Пусть это и кажется удивительным, однако даже и у опытных электриков часто возникают трудности, когда им приходится решать подобную задачу. Причем они сами себе создают проблемы, которые вообще можно было решить избежать на начальном этапе.

Принцип работы однофазного двигателя

Основу устройства классического однофазного двигателя образуют две обмотки, которые находятся под прямым углом относительно друг друга. У каждой из них имеется свое предназначение, что подразумевается их названием:

• главная;
• вспомогательная.

Эти обмотки могут включать в себя несколько секций, что определяется числом полюсов.

Решив использовать для подключения к дому асинхронный однофазный двигатель, следует изначально помнить о том, что он имеет определенные ограничения. Возможности статора заложены его конструкцией, которая и определяет, для решения каких задач он может использоваться. Речь идет о том, что при создании каждого электродвигателя заранее учитываются, какая из задач будет для него самой значимой: обеспечение максимального КПД, вращающего момента, рабочего цикла и пр.

Подобные асинхронные двигатели создают в процессе эксплуатации более высокий уровень шума, нежели двухфазные аналоги, что связано с наличием у них пульсирующего поля. У двигателя же с двумя фазами этот недостаток проявляется в меньшей степени, поскольку они оснащены пусковым конденсатором. Именно последнее устройство и создает условия для плавной работы электродвигателя.

Асинхронные однофазные двигатели требуют учета определенных правил их эксплуатации, чем они выделяются на фоне трехфазных аналогов. Недопустимым считается включение однофазных двигателей в режиме «холостого хода». Работа при малых нагрузках приводит к сильному их нагреву. Оптимально, когда такой двигатель работает при нагрузке, которая составляет более 25% от полной.

Правильный подход к решению проблемы

Максимально упростить для себя задачу по подключению генератора к дому можно следующим путем: для этого достаточно еще во время возведения загородного или частного дома и выполнения электромонтажных работ выделить определенную группу наиболее ответственных потребителей, которые будут обеспечены резервным электроснабжением. Чаще всего это группа используется для подачи электричества на:

• освещение;
• отопительное оборудование;
• определенные розетки;
• охранно-пожарную сигнализацию.

Этот вариант является привлекательным потому, что для решения проблемы можно использовать двигатель довольно небольшой мощности.

Но, к сожалению, так поступают лишь единицы среди владельцев загородных и частных домов. Чаще всего распространены ситуации, когда проблема покупки двигателя для трехфазной сети дома и его подключения приобретает особую актуальность тот момент, когда приходится сталкиваться с таким неприятным явлением, как перебои с электричеством.

Решить эту задачу домовладельцу часто оказывается не под силу, поскольку он не обладает специальными знаниями, чтобы подобрать подходящий вариант двигателя и в соответствии с установленными требованиями выполнить работы по его подключению к трехфазной сети. Дабы даже человек, который далек от сферы электрики, смог разобраться, что именно делать и каким образом, мы не будем прибегать к специальным терминам и другим сложностям, а попытаемся все объяснить таким образом, чтобы любой мог разобраться с сутью этих работ.

Варианты подключения однофазного двигателя

С чего же необходимо начинать подключение однофазного генератора к трехфазной сети дома? В первую очередь необходимо определиться с методом подключения, которых сегодня известно немало. Начать же их рассмотрение хочется с того, о котором уже было упомянуто нами выше — через подключение двигателя к выделенной для этих целей группе потребителей. Этот метод является основным, однако помимо него существуют и другие.

Подключение нагрузки в ручном режиме

Также подключить двигатель можно посредством использования перекидного рубильника, переключателя на 3 позиции 1-0-2. В соответствии с приведенной схемой, каждой позиции будет соответствовать следующее:

• «1» — будет подразумевать нагрузку, запитанную от промышленной городской сети;
• «0» — перевод рубильника в это положение будет означать, что нагрузка отключена;
• «2» — будет соответствовать нагрузке, обеспечиваемой резервным источником электричества. В качестве такового будет выступать бензиновый, дизельный или газовый генератор.

Мы не будем слишком подробно останавливаться на устройстве составных элементов, правда, хочется отметить, что перекидной рубильник или трехпозиционный переключатель имеет довольно простую конструкцию, которая включает неподвижные контакты, соединенные с проводами (нагрузка-город-генератор), и подвижные контакты, задача которых заключается в обеспечении коммутации нагрузки с города на генератор и обратно.

Если возникла задача по переключению трехфазной нагрузки город-нагрузка, то происходит задействование сразу трех фаз. Здесь имеется в виду, что на рубильник подаются три городские фазы A-B-C, они же уходят на нагрузку. Для того чтобы нагрузка была переведена на генератор, мы должны совершать такие манипуляции, чтобы в итоге на каждую из фаз поддавалось электричество.

Решить эту задачу можно путем незначительного усовершенствования нашего переключателя рубильника: с той стороны, где будет подключаться генератор, потребуется установить перемычку между фазами A-B-C. В дальнейшем, когда нагрузка будет поступать на генератор, каждая из фаз будет обеспечена электричеством.

Подключение нагрузки посредством контакторов

Наряду с вышеперечисленными методами, подключить однофазный двигатель можно путем использования контакторов. Основную роль здесь будут играть два контактора, среди которых один будет обеспечивать питание нагрузки от городской электросети, а другой поможет переводить нагрузку к альтернативному источнику электричества, в качестве которого будет выступать генератор. Воспользоваться этим способом целесообразно лишь в том случае, если в системе предусмотрено автоматическое включение резервного питания.

Когда нагрузка создается городской сетью, то каждая из фаз, которая подключена к контактору, будет идти на нагрузку. При появлении в системе генератора поступают аналогичным образом, что и с перекидным рубильником: на клеммах контактора там, где подключен кабель, идущий от генератора, придется поместить перемычку между фазами и A-B-C.

Перекидной рубильник или контакторы?

Если вами не рассматривается вариант с установкой системы автоматического управления генераторами, то в этом случае для эффективного решения проблемы потребуется установить перекидной рубильник. Причем это устройство должно быть трехпозиционным 1-0-2. Если же вы решите воспользоваться блоком автоматического запуска генератора АВР, то единственным для вас вариантом станет применение контакторов.

Эксплуатация однофазного двигателя имеет один важный нюанс: этот резервный источник питания в состоянии обеспечить бесперебойную работу всех устройств, которые имеют одну фазу. Поэтому следует убедиться, что имеющиеся у вас в доме приборы соответствуют этому требованию. При обнаружении установок трехфазного типа вам придется отключить их от питания, пока вы будете использовать генератор. В противном случае вы рискуете полностью потерять их, поскольку использование их в подобной связке может стать причиной их выхода из строя.

Действия, приводящие к непоправимым результатам

Генератор, будь то газовый или бензиновый, отличается от большинства других приборов тем, что к нему неприменимы традиционные схемы подключения. Особое внимание следует уделить наиболее серьезным ошибкам, которые способны вывести из строя этот резервный источник питания.

Недопустимым считается схема подключения, при которой генератор подключается в трехфазной сети напрямую к потребителю.

Также запрещенным является метод подключения посредством использования двух автоматов, среди которых первый подключен к бытовой электросети, а другой — непосредственно к генератору. Следует иметь в виду, что совершить здесь ошибку очень легко, в результате включенным окажется не тот автомат. Последствия от такого действия будут самыми плачевными, поэтому не стоит доводить дело до подобного.

Заключение

Несмотря на обманчивое впечатление, подключить однофазный электродвигатель к трехфазной сети не так-то просто. Учитывая, что для этого можно использовать несколько методов, а каждый из них предусматривает свои особенности, такую работу должен выполнять специалист. Ведь любая ошибка, допущенная во время подключения этого резервного источника питания, может привести к тому, что выйдет из строя не только сам генератор, но и приборы, которые не рассчитаны на работу в подобной связке.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Однофазный асинхронный электродвигатель: устройство, принцип работы, подключение

Практически всем хорошо известны трехфазные электродвигатели, они широко применяются в промышленности, позволяют решать самые различные задачи. Да и принцип получения переменного тока, как физической величины мы привыкли рассматривать на примере тех же трехфазных асинхронных генераторов. Но как быть в бытовых условиях, где присутствует только одна фаза, народные умельцы научились выполнять подключение трехфазных электрических машин, но это не обязательно. На практике давно используется  однофазный асинхронный электродвигатель, который может выполнять все свои функции даже в домашней сети переменного тока.

Конструктивные особенности

Если сравнивать однофазный электродвигатель с другими электрическими машинами, то конструктивно он также состоит из подвижного и неподвижного элемента —  статора и ротора. Статор, за счет протекания электрического тока по его обмоткам, создает магнитное поле, вступающее во взаимодействие с ротором. В результате электромагнитного взаимодействия ротор приводится во вращение.

Рис. 1. Конструкция однофазного асинхронного электродвигателя

Однако все не так просто, как может показаться на первый взгляд, если бы вы убрали из обычного трехфазного электродвигателя лишние две обмотки и подключили в розетку, вращение бы не началось. Мотору  попросту не хватит момента для вращения ротора. Поэтому конструкция однофазного асинхронного электродвигателя имеет ряд особенностей.

Ротор

Ротор однофазного электродвигателя представляет собой такой же металлический вал, который оснащается обмоткой. На валу собирается ферромагнитный каркас из шихтованной стали по ее внешней поверхности проделываются пазы. В пазах на валу ротора устанавливаются стержни из меди или алюминия, которые выступают в роли обмотки, проводящей электрический ток. На концах стержни соединяются двумя кольцами, из-за такой конструкции его также называют беличьей клеткой.

При воздействии электромагнитного потока от статора на короткозамкнутые обмотки ротора в беличьей клетке начинает протекать ток. Ферромагнитная вставка на валу помогает усилить поток, проходящий через него. Однако далеко не во всех моделях существует магнитный проводник, в некоторых он выполняется из немагнитных сплавов.

Статор

Конструкция статора в однофазном электродвигателе имеет такой же состав, как и в большинстве электрических машин:

• металлический корпус;
• установленный внутри магнитопровод из ферромагнитного материала;
•  обмотка статора, представленная медными проводниками.

Обмотки статора такого электродвигателя подразделяются на две – основную, она же рабочая, через которую осуществляется постоянная циркуляция нагрузки и пусковая, которая задействуется только в момент запуска. Обе обмотки однофазного двигателя расположены под углом 90° друг относительно друга. Такая конструкция делает их схожими с двухфазными электродвигателями, где также применяются две обмотки.

Но их объем, относительно всего пространства асинхронного двигателя  отличается, основная составляет только 2/3 от общего числа пазов, а пусковые обмотки занимают 1/3.

Принцип работы

Принцип действия однофазного асинхронного электродвигателя заключается в создании пульсирующего магнитного потока от протекания электрического тока по основной обмотке статора, если рассматривать вариант пуска от вспомогательного витка. Таким образом, подключение однофазного мотора к сети мы рассмотрим на примере одно витка.

Рис. 2. Принцип формирования магнитного потока в статоре

Как видите на рисунке выше, переменный электрический ток, протекая по проводнику, согласно правила буравчика, создает концентрические магнитные потоки. При появлении максимума синусоиды магнитный поток также достигнет своего максимума. Однако в сети однофазного переменного электрического напряжения ток  меняет свое направление движения в витке с частотой в 50 Гц. Это означает, что как только кривая пересечет ось  абсцисс, ток будет протекать по витку обмотки в противоположном направлении и создаваемый ним магнитный поток получит противоположные полюса и направленность результирующего вектора:

Рис. 3. Формирование потока обратного направления

С физической точки зрения оба потока равнозначны, поэтому их смена с периодичностью 100 раз в секунду даст нулевой результат при сложении. Прямой магнитный поток окажется равным обратному:

Ф_пр = Ф_обр

Это означает, что если в таком поле окажется ротор электродвигателя, вращаться он не будет. 100 раз в минуту в нем произойдет смена магнитного потока, и короткозамкнутый ротор будет просто гудеть, оставаясь на месте.  Однако ситуация в корне измениться, если возникнет импульс к начальному движению. В таком случае появиться скольжение, которое и приведет к постоянному вращению вала:

S_пр = (n₁ — n₂) / n₁, где

• n₁ – частота вращения магнитного поля однофазного электродвигателя;
• n₂ – частота вращения ротора асинхронного электродвигателя;
• S – величина скольжения однофазного индукционного мотора.

При смене магнитного потока направление вращения и поля статора и ротора электродвигателя совпадут, поэтому скольжение получит иное выражение для вычисления:

S_обр = (n₁ — ( — n₂)) / n₁, где

Попеременное пересечение стержней магнитными потоками разного направления создаст в них ЭДС, которая сгенерирует электрический ток в роторе и ответный магнитный поток. А он, в свою очередь, также вступит во взаимодействие с полем статора однофазного электродвигателя, как показано на рисунке ниже.

Рис. 4. Получение ЭДС в роторе

Как видите, чтобы подключить трехфазный электродвигатель, достаточно подать на него напряжение, но с однофазным такой вариант не сработает.

Для запуска мотора необходим первичный импульс, который на практике может быть получен посредством:

• раскрутки вала вручную;
• кратковременного введения пусковой катушки;
• расщепления магнитного поля короткозамкнутым контуром.

Из вышеприведенных способов сегодня первый используется только в лабораторных экспериментах, из практического применения он вышел из-за опасности травмирования оператора.

Схемы подключения

Для получения базового импульса вращения могут использоваться различные схемы подключения. Со временем, некоторые из них утрачивали свою актуальность и сменялись более прогрессивными, поэтому далее мы рассмотрим наиболее эффективные, которые применяются и сейчас.

С пусковым сопротивлением

Так как в индукционных электродвигателях сопротивление обмоток имеет комплексную форму, вектор магнитного потока можно легко сместить, если в пусковую обмотку добавить сопротивление. Наличие активной составляющей даст необходимый угол сдвига между рабочими катушками однофазного электродвигателя и пусковой, от 15° до  50°, что и обеспечит разницу для начального вращения.

Рис. 5. Схема с пусковым сопротивлением

С конденсаторным запуском

В отличии от предыдущего способа, в схеме с конденсаторным пуском электродвигателя применяется емкостной элемент, который позволяет сместить электрические величины в основной и пусковой катушках на 90°, обеспечивая максимальное усилие.

Рис. 6. Схема с конденсаторным пуском

На практике пусковой конденсатор вместе с дополнительной обмоткой вводятся кнопкой пуска одновременно с подачей основного питания. Пусковая кнопка устроена таким образом, что контакт C_n возвращается пружиной в изначальное положение, сразу после окончания конденсаторного запуска.

С расщепленными полюсами

В отличии от конденсаторных двигателей, такой способ пуска предусматривает наличие особой конструкции статорного магнитопровода. В этом случае каждый полюс разделяется на два, один из которых комплектуется короткозамкнутым витком, изменяющим характеристики магнитного потока.

Рис. 7. Схема с расщепленными полюсами

Существенным недостатком этого метода пуска однофазного электродвигателя является постоянная потеря мощности и снижение КПД мотора. Поэтому его применяют только в электрических машинах до 100 кВт.

Область применения

Однофазные электродвигатели находят широкое применение в бытовых устройствах или промышленных аппаратах малой механизации. Они охватывают относительно маломощное однофазное оборудование, которое питается от 220В.

Это различные станки для обработки древесины, металла, пластика и т.д. Также однофазные электродвигатели используются в установках сельскохозяйственной отрасли для смешивания зерновых, изготовления бетона и т.д. В быту их применяют в некоторых моделях микроволновок, вытяжек, стиральных машин и куллеров, питающихся от однофазного источника.

Видео по теме

Однофазные асинхронные двигатели

---

---

ЦЕЛИ

• описать основные операции следующих типов асинхронных двигателей:

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

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

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

КОНСТРУКЦИЯ ДВИГАТЕЛЯ РАЗДЕЛЕННОЙ ФАЗЫ

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

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

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

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

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

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

ил. 1 Ротор с короткозамкнутым ротором из литого алюминия.

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

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

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

Принцип работы

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

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

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

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

S = 120 x f / 4

S = синхронная скорость

f = частота в герцах

S = 120 x 60/4 = 1800 об / мин

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

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

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

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

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

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

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

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

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

ил. 5 Изменение направления вращения при двухфазной индукции мотор.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

КОНДЕНСАТОР ПУСК, ВПУСКНОЙ ДВИГАТЕЛЬ

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

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

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

Принцип работы

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

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

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

• конденсатор может закоротить сам себя, о чем свидетельствует более низкий пусковой ток. крутящий момент.

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

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

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

ил. 10 Подключения для конденсаторного пуска, асинхронный двигатель

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

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

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

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

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

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

КОНДЕНСАТОР ПУСК, КОНДЕНСАТОР РАБОТАЮЩИЙ ДВИГАТЕЛЬ

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

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

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

ил. 12 Подключения для конденсаторного запуска, двигателя конденсаторного хода.

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

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

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

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

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

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

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

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

НАЦИОНАЛЬНЫЙ КОД ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КОДА

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

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

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

РЕЗЮМЕ

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

ВИКТОРИНА

1. Перечислите основные части асинхронного двигателя с расщепленной фазой.

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

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

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

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

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

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

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

9. Какое ограничение у конденсаторного пуска асинхронного двигателя?

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

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

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

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

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

| Electrical4U

Мы используем однофазную систему питания более широко, чем трехфазную, для бытовых, коммерческих и, в некоторой степени, промышленных целей.Потому что однофазная система более экономична, чем трехфазная, а потребности в электроэнергии в большинстве домов, магазинов и офисов невелики, и их легко удовлетворить с помощью однофазной системы.

Однофазные двигатели просты в конструкции, дешевы по стоимости, надежны и просты в ремонте и обслуживании. Благодаря всем этим преимуществам, однофазный двигатель находит свое применение в пылесосах, вентиляторах, стиральных машинах, центробежных насосах, воздуходувках, стиральных машинах и т. Д.

Однофазные двигатели переменного тока далее классифицируются как:

1. Однофазные асинхронные двигатели или асинхронные двигатели .
2. Однофазные синхронные двигатели.
3. Коллекторные двигатели.

В этой статье будут представлены основные положения, описание и принцип работы однофазного асинхронного двигателя .

Конструкция однофазного асинхронного двигателя

Как и любой другой электродвигатель, асинхронный двигатель также имеет две основные части, а именно ротор и статор.

Статор:
Как видно из названия, статор является неподвижной частью асинхронного двигателя. Однофазное питание переменного тока подается на статор однофазного асинхронного двигателя.

Ротор:
Ротор — это вращающаяся часть асинхронного двигателя. Ротор соединяет механическую нагрузку через вал. Ротор однофазного асинхронного двигателя представляет собой ротор с короткозамкнутым ротором.

Конструкция однофазного асинхронного двигателя почти аналогична трехфазному асинхронному двигателю с короткозамкнутым ротором. Но в случае однофазного асинхронного двигателя статор имеет две обмотки вместо одной трехфазной обмотки в трехфазном асинхронном двигателе.

Статор однофазного асинхронного двигателя

Статор однофазного асинхронного двигателя имеет многослойную штамповку для уменьшения потерь на вихревые токи по периферии.На его штамповке предусмотрены прорези для крепления статора или основной обмотки. Штамповки изготовлены из кремнистой стали для уменьшения потерь на гистерезис. Когда мы подаем однофазный источник переменного тока на обмотку статора, создается магнитное поле, и двигатель вращается со скоростью, немного меньшей, чем синхронная скорость N _s . Синхронная скорость N _с определяется как
, где
f = частота напряжения питания,
P = количество полюсов двигателя.

Конструкция статора однофазного асинхронного двигателя аналогична конструкции трехфазного асинхронного двигателя, за исключением двух отличий в части обмотки однофазного асинхронного двигателя.

1. Во-первых, однофазные асинхронные двигатели в основном снабжены концентрическими катушками. Мы можем легко отрегулировать количество витков на банку с помощью концентрических катушек. Распределение mmf почти синусоидальное.
2. За исключением двигателя с экранированными полюсами, асинхронный двигатель имеет две обмотки статора, а именно основную обмотку и вспомогательную обмотку. Эти две обмотки расположены в пространственном квадратуре друг к другу.

Ротор однофазного асинхронного двигателя

Конструкция ротора однофазного асинхронного двигателя аналогична конструкции трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.Ротор имеет цилиндрическую форму с прорезями по всей периферии. Прорези не параллельны друг другу, а немного перекошены, так как перекос предотвращает магнитную блокировку зубцов статора и ротора и делает работу асинхронного двигателя более плавной и тихой (т.е. менее шумной).

Ротор с короткозамкнутым ротором состоит из алюминиевых, латунных или медных стержней. Эти алюминиевые или медные шины называются проводниками ротора и помещаются в пазы на периферии ротора. Медные или алюминиевые кольца постоянно замыкают проводники ротора, называемые концевыми кольцами.

Для обеспечения механической прочности эти проводники ротора прикреплены к концевому кольцу и, следовательно, образуют полную замкнутую цепь, напоминающую клетку, и поэтому получил свое название как асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Поскольку концевые кольца постоянно замыкают стержни, электрическое сопротивление ротора очень мало, и невозможно добавить внешнее сопротивление, поскольку стержни постоянно закорачиваются. Отсутствие контактного кольца и щеток делает конструкцию однофазного асинхронного двигателя очень простой и надежной.

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

ПРИМЕЧАНИЕ. Мы знаем, что для работы любого электродвигателя, будь то двигатель переменного или постоянного тока, нам требуются два потока, поскольку взаимодействие этих двух потоков создает требуемый крутящий момент.
Когда мы подаем однофазный источник переменного тока на обмотку статора однофазного асинхронного двигателя, переменный ток начинает течь через статор или главную обмотку. Этот переменный ток создает переменный поток, называемый основным потоком.Этот основной поток также связывается с проводниками ротора и, следовательно, разрезает проводники ротора.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея в роторе индуцируется ЭДС. Поскольку цепь ротора замкнута, ток начинает течь в роторе. Этот ток называется током ротора. Этот ток ротора создает магнитный поток, называемый потоком ротора. Поскольку этот поток создается по принципу индукции, двигатель, работающий по этому принципу, получил название асинхронного двигателя.Теперь есть два потока, один из которых является основным, а другой называется потоком ротора. Эти два потока создают желаемый крутящий момент, необходимый двигателю для вращения.

Почему однофазный асинхронный двигатель не запускается автоматически?

Согласно теории вращения двойного поля, мы можем разделить любую переменную величину на две составляющие. Каждый компонент имеет величину, равную половине максимальной величины переменной величины, и оба эти компонента вращаются в противоположном направлении друг к другу.Например, поток φ можно разделить на две составляющие

Каждая из этих составляющих вращается в противоположном направлении i. e если один _м /2 вращается по часовой стрелке, тогда другой _м /2 вращается против часовой стрелки.

Когда мы подаем однофазный источник переменного тока на обмотку статора однофазного асинхронного двигателя, он создает магнитный поток величиной φ _м . Согласно теории вращения двойного поля, этот переменный поток φ _м делится на две составляющие величиной φ _м /2.Каждый из этих компонентов будет вращаться в противоположном направлении с синхронной скоростью N _s .

Назовем эти две составляющие потока прямой составляющей потока, φ _f и обратной составляющей потока, φ _b . Результирующая этих двух составляющих потока в любой момент времени дает значение мгновенного потока статора в этот конкретный момент.

Теперь в исходном состоянии и прямая, и обратная составляющие магнитного потока точно противоположны друг другу.Кроме того, обе эти составляющие потока равны по величине. Таким образом, они компенсируют друг друга, и, следовательно, чистый крутящий момент, испытываемый ротором в состоянии пуска, равен нулю. Таким образом, однофазные асинхронные двигатели не являются самозапускающимися двигателями.

Способы создания однофазного асинхронного двигателя в качестве самозапуска

Из приведенной выше темы мы можем легко сделать вывод, что однофазные асинхронные двигатели не самозапускаются, потому что создаваемый поток статора имеет переменную природу и при запуске две составляющие этого магнитного потока компенсируют друг друга, и, следовательно, нет чистого крутящего момента.Решение этой проблемы состоит в том, что если мы сделаем поток статора вращающимся типом, а не переменным типом, который вращается только в одном конкретном направлении. Тогда асинхронный двигатель станет самозапускающимся.

Теперь для создания этого вращающегося магнитного поля нам потребуются два переменных потока, имеющих между собой некоторый угол разности фаз. Когда эти два потока взаимодействуют друг с другом, они создают результирующий поток. Этот результирующий поток вращается по своей природе и вращается в пространстве только в одном определенном направлении.

После запуска двигателя мы можем удалить дополнительный магнитный поток. Двигатель будет продолжать работать только под действием основного магнитного потока. В зависимости от методов изготовления асинхронного двигателя в качестве самозапускающегося двигателя, в основном существует четыре типа однофазных асинхронных двигателей , а именно:

1. Асинхронный двигатель с расщепленной фазой,
2. Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском,
3. Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском ,
4. Асинхронный двигатель с экранированными полюсами.
5. Двигатель с постоянным разделенным конденсатором или двигатель с однозначным конденсатором.

Сравнение однофазных и трехфазных асинхронных двигателей

1. Однофазные асинхронные двигатели просты в конструкции, надежны и экономичны при малой мощности по сравнению с трехфазными асинхронными двигателями.
2. Коэффициент электрической мощности однофазных асинхронных двигателей ниже по сравнению с трехфазными асинхронными двигателями.
3. Однофазные асинхронные двигатели того же размера вырабатывают около 50% выходной мощности, чем трехфазные асинхронные двигатели.
4. Пусковой момент также низкий для асинхронных двигателей / однофазных асинхронных двигателей.
5. Эффективность однофазных асинхронных двигателей ниже, чем у трехфазных асинхронных двигателей.

Однофазные асинхронные двигатели просты, прочны, надежны и дешевле для небольших номиналов. Они доступны с номинальной мощностью до 1 кВт.

Однофазная асинхронная машина — MATLAB и Simulink

В этом примере показана работа однофазного асинхронного двигателя в режимах работы конденсаторного запуска и конденсаторного запуска-работы.

H. Ouquelle и Louis-A.Dessaint (Ecole de technologie superieure, Монреаль)

Описание

В этой модели используются два однофазных асинхронных двигателя соответственно в режимах конденсатор-пуск и конденсатор-пуск-работа, для сравнения их рабочие характеристики, такие как крутящий момент, пульсация крутящего момента, КПД и коэффициент мощности. Оба двигателя имеют номинальную мощность 1/4 л.с., 110 В, 60 Гц, 1800 об / мин и питаются от однофазного источника питания 110 В. У них одинаковые обмотки статора (основная и вспомогательная) и беличьи клетки ротора.

Двигатель 1 Двигатель работает в конденсаторном режиме. Его вспомогательная обмотка, включенная последовательно с пусковым конденсатором емкостью 255 мкФ, отключается, когда его скорость достигает 75% от номинальной скорости. Пусковой конденсатор используется для обеспечения высокого пускового момента.

Двигатель 2 работает в конденсаторном режиме пуск-пуск. В этом режиме работы используются два конденсатора: рабочий и пусковой. Во время пуска вспомогательная обмотка также подключается последовательно с конденсатором емкостью 255 мкФ, но после достижения скорости отключения вспомогательная обмотка остается подключенной последовательно с конденсатором 21.Рабочий конденсатор 1 мкФ. Это значение конденсатора оптимизировано для уменьшения пульсаций крутящего момента. Двигатель работает эффективно с высоким коэффициентом мощности.

Два двигателя сначала запускаются без нагрузки при t = 0. Затем в момент времени t = 2 секунды, когда двигатели достигли своего установившегося режима, на вал внезапно прикладывается крутящий момент 1 Нм (номинальный крутящий момент).

Моделирование

Запустите моделирование. Блок Scope отображает следующие сигналы для двигателя с конденсаторным пуском (желтые линии) и двигателя с конденсатором (пурпурные линии): общий ток (основная + вспомогательная обмотка), ток основной обмотки, ток вспомогательной обмотки, напряжение конденсатора, скорость ротора и электромагнитный момент.Механическая мощность, коэффициент мощности и КПД двигателя 1 и двигателя 2 вычисляются в подсистеме обработки сигналов и отображаются на 3 блоках дисплея.

В течение периода пуска, пока выключатель остается замкнутым (от t = 0 до t = 0,48 с), все формы сигналов идентичны. После размыкания переключателя наблюдаются различия, как описано ниже.

1. Конденсаторный пуск:

Обратите внимание на пульсации крутящего момента 120 Гц, которые вызывают механические колебания ротора 120 Гц и снижают КПД двигателя.Пульсации крутящего момента от пика до пика составляют около 3 Н, или 300% от номинальной нагрузки, когда двигатель работает без нагрузки. Обратите внимание, что пусковой конденсатор остается заряженным при максимальном напряжении, когда вспомогательная обмотка отключена.

2. Конденсатор-пуск-работа:

Обратите внимание, что пульсации крутящего момента существенно уменьшены. Номинал рабочего конденсатора оптимизирован для минимизации пульсаций крутящего момента при полной нагрузке. Величина пульсаций крутящего момента составляет 2 Нм от пика до пика (200% от номинального крутящего момента) без нагрузки, тогда как она всего 0.04 Н-м от пика до пика (4% от номинального крутящего момента) при полной нагрузке. Коэффициент мощности и КПД при полной нагрузке (соответственно 90% и 75%) выше, чем у двигателя с конденсаторным пуском (соответственно 61% и 74%).

Однофазный асинхронный двигатель

: работа схем и применение

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

Определение однофазного асинхронного двигателя

Однофазные асинхронные двигатели — это простые двигатели, которые работают от однофазного тока А.C. и в котором крутящий момент создается из-за индукции электричества, вызванного переменными магнитными полями. Однофазные асинхронные двигатели бывают разных типов в зависимости от условий запуска и различных факторов. Их-

1). Двигатели с расщепленной фазой.

• Двигатели с резистивным пуском.
• Двигатели емкостные пусковые.
• Двигатель с постоянным разделенным конденсатором.
• Конденсаторный двигатель с двумя номиналами.

2). Асинхронные двигатели с расщепленными полюсами.

3).Асинхронный двигатель с резистивным пуском.

4). Отталкивание — пуск асинхронного двигателя.

Конструкция однофазного асинхронного двигателя

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

Поскольку питание переменного тока используется для работы однофазного асинхронного двигателя, необходимо учитывать определенные потери, такие как — потери на вихревые токи, потери на гистерезис. Для устранения потерь на вихревые токи статор имеет пластинчатую штамповку. Для уменьшения потерь на гистерезис эти штамповки обычно изготавливают из кремнистой стали.

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

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

Схема

, ​​эквивалентная однофазному асинхронному двигателю

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

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

Эквивалентная схема однофазного асинхронного двигателя

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

Схема однофазного асинхронного двигателя в состоянии покоя ротора

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

Основная обмотка однофазных асинхронных двигателей питается однофазным напряжением А.C. ток. Это создает флуктуирующий магнитный поток вокруг ротора. Это означает, что при изменении направления переменного тока изменяется направление генерируемого магнитного поля. Этого условия недостаточно, чтобы ротор вращался. Здесь применяется принцип теории двойного вращающегося поля.

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

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

Почему однофазный асинхронный двигатель не запускается автоматически?

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

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

Способы пуска однофазного асинхронного двигателя

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

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

Существуют различные способы определения однофазных асинхронных двигателей. Обычно эти двигатели выбираются в зависимости от способа их запуска. Эти методы можно отнести к

.

• Двухфазный пуск.
• Пуск с расщепленными полюсами.
• Пуск отталкивающего двигателя
• Нехватка пуска.

При пусках с расщепленной фазой статор имеет два типа обмоток — основная обмотка и вспомогательная обмотка, соединенные параллельно.Двигатели с данным типом пуска —

• Двигатели с резистивной фазой.
• Электродвигатели с конденсаторной фазой.
• Конденсаторы запускают и запускают двигатели.
• Двигатель конденсаторный.

Однофазный индукционный конденсаторный электродвигатель

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

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

Применение однофазного асинхронного двигателя

Эти двигатели находят применение в вентиляторах, холодильниках, кондиционерах, пылесосах, стиральных машинах, центробежных насосах, инструментах, мелкой сельскохозяйственной технике, воздуходувках и т. Д.Они в основном используются для маломощных устройств с постоянной скоростью, таких как сельскохозяйственные инструменты и оборудование, где трехфазное питание недоступно. Двигатели от 1/400 кВт до 1/25 кВт используются в игрушках, фенах и т.д.

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

Источник изображения: Цепи однофазных асинхронных двигателей

Однофазный двигатель

— Типы, применение, преимущества и недостатки

10 января 2017 г. — Однофазный двигатель — Типы, применение, преимущества и недостатки

В зависимости от типа машины и области применения, некоторые двигатели будут работать лучше, чем другие.Если вы используете меньшее оборудование, которое требует меньше мощности, однофазный двигатель лучше всего подойдет для ваших нужд.

Хотя этот тип двигателя обычно служит годами, со временем он изнашивается. Если вы хотите заменить однофазный двигатель, у Bonfiglio есть ряд BS — однофазных двигателей. Эти двигатели изготовлены в соответствии с применимыми стандартами IEC и относятся к закрытому типу, с внешней вентиляцией и постоянно подключенным рабочим конденсатором. Если вы заинтересованы в установке нового однофазного двигателя, запросите предложение у Гордона Рассела сегодня.Продолжайте читать, чтобы узнать больше об однофазных двигателях.

Разница между однофазным и трехфазным

Есть два типа двигателей: однофазный двигатель и трехфазный двигатель. Однофазные двигатели требуют меньшего обслуживания, чем трехфазные, и часто служат годами дольше. Эти двигатели обычно используются в устройствах и оборудовании, требующих более низких уровней мощности, или когда использование трехфазного двигателя неэффективно.

Однофазные двигатели имеют конструкцию, аналогичную трехфазным двигателям, включая обмотку переменного тока, которая размещена на статоре, и короткозамкнутые проводники, помещенные в цилиндрический ротор.Самая большая разница между двумя двигателями заключается в том, что у однофазного двигателя к статору подается только одна фаза (отсюда и название).

Однофазные двигатели

Сводка

Типы: Есть несколько различных типов однофазных двигателей; Некоторые из них — это двухклапанные конденсаторы, конденсаторные пускатели, электродвигатели с расщепленной фазой, постоянные разделенные конденсаторы, двигатели с фазным ротором и электродвигатели с расщепленными полюсами. У каждого типа двигателя есть свои уникальные преимущества и недостатки.

Применение: Однофазные двигатели используются в оборудовании и машинах меньшего размера и требующих меньшей мощности (например, одной лошадиной силы).Сюда входит такое оборудование, как насосы, холодильники, вентиляторы, компрессоры и переносные дрели.

Эксплуатация: Однофазные асинхронные двигатели не могут запускаться самостоятельно без вспомогательной обмотки статора, приводимой в действие противофазным током. Вспомогательная обмотка двигателя с постоянным разделением конденсаторов имеет конденсатор, включенный последовательно с ней во время пуска и работы. Однофазные двигатели сами по себе не создают магнитного поля, поэтому их необходимо активировать выключателем, чтобы ротор вращался.Этот тип двигателя может работать только тогда, когда ротор приводится в движение и создается магнитное поле.

Преимущества: Однофазные двигатели обладают множеством преимуществ. Что касается стартеров, то однофазные двигатели дешевле в производстве, чем большинство других типов двигателей. Однофазные двигатели обычно требуют очень небольшого обслуживания, не часто требуют ремонта, а когда они требуются, их довольно легко завершить. Однофазные двигатели также прослужат годами, и обычно большинство отказов однофазных двигателей является результатом неправильного применения, а не производственным дефектом самого двигателя.

Недостатки: Хотя однофазные двигатели просты с точки зрения механики, это не означает, что они идеальны и ничего не может выйти из строя. Иногда они, как известно, работают медленно, перегреваются или даже не запускаются, перегреваются или работают медленно. Если при прикосновении к двигателю ощущается толчок, это означает, что двигатель неисправен, и его необходимо немедленно отремонтировать.

Заинтересованы в установке или модернизации однофазного двигателя Bonfiglioli? Позвоните Гордону Расселу по телефону (604) 940-1627 (Британская Колумбия) или (403) 340-8856 (Альберта).Или запросите расценки онлайн сегодня!

Однофазный асинхронный двигатель

— конструкция, работа и типы

Однофазный асинхронный двигатель — конструкция, работа и типы однофазных асинхронных двигателей

Однофазные двигатели более предпочтительны, чем трехфазные асинхронные двигатели для бытового использования. , коммерческие приложения. Поскольку от электросети доступно только однофазное питание. Таким образом, в этом типе применения нельзя использовать трехфазный асинхронный двигатель.

В следующем посте мы покажем конструкцию и различные типы однофазных асинхронных двигателей с рабочими характеристиками и приложениями.

Конструкция однофазного асинхронного двигателя

Однофазный асинхронный двигатель аналогичен трехфазному асинхронному двигателю с короткозамкнутым ротором, за исключением того, что на нем установлены две однофазные обмотки (вместо одной трехфазной обмотки в трехфазных двигателях). Статор и ротор обмотки обмотки размещены внутри статора, который свободно вращается с помощью установленных на валу двигателя подшипников.

Конструкция однофазного асинхронного двигателя аналогична конструкции трехфазного асинхронного двигателя.

Подобно трехфазному асинхронному двигателю, однофазный асинхронный двигатель также состоит из двух основных частей;

Связанная публикация: Машина постоянного тока — конструкция, работа, типы и применение

Статор

В статоре единственная разница заключается в обмотке статора. Обмотка статора однофазная, а не трехфазная.Сердечник статора такой же, как сердечник трехфазного асинхронного двигателя.

В однофазном асинхронном двигателе в статоре используются две обмотки, за исключением асинхронного двигателя с экранированными полюсами. Из этих двух обмоток одна обмотка является основной, а вторая — вспомогательной.

Сердечник статора ламинирован для уменьшения потерь на вихревые токи. Однофазное питание подается на обмотку статора (основная обмотка)

Ротор

Ротор однофазного асинхронного двигателя такой же, как ротор асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.Вместо обмотки ротора используются стержни ротора, которые замыкаются на конце концевыми кольцами. Следовательно, он проходит полный путь в цепи ротора. Стержни ротора прикреплены к концевым кольцам для увеличения механической прочности двигателя.

Прорези ротора наклонены под некоторым углом, чтобы избежать магнитного сцепления. К тому же это использовалось для того, чтобы мотор работал плавно и тихо.

На следующем рисунке показаны статор и ротор однофазного асинхронного двигателя.

Работа однофазного асинхронного двигателя

Однофазное питание переменного тока подается на обмотку статора (главную обмотку).Переменный ток, протекающий через обмотку статора, создает магнитный поток. Этот поток известен как основной поток.

Теперь предположим, что ротор вращается и находится в магнитном поле, создаваемом обмоткой статора. Согласно закону Фарадея, ток начинает течь в цепи ротора, это близкий путь. Этот ток известен как ток ротора.

Из-за тока ротора вокруг обмотки ротора образуется магнитный поток. Этот поток известен как поток ротора.

Есть два потока; Главный поток , который создается статором , а второй — поток ротора , который создается ротором .

Взаимодействие между главным потоком и потоком ротора, крутящий момент, создаваемый в роторе, и он начинает вращаться.

Поле статора имеет переменный характер. Скорость поля статора такая же, как синхронная скорость. Синхронная скорость двигателя зависит от числа полюсов и частоты питания.

Может быть представлен двумя вращающимися полями. Эти поля равны по величине и вращаются в противоположном направлении.

Допустим, Φ _м — это максимальное поле, индуцированное в основной обмотке.Таким образом, это поле разделено на две равные части: Φ _м /2 и Φ _м /2.

Из этих двух полей одно поле Φ _f вращается против часовой стрелки, а второе поле Φ _b вращается по часовой стрелке. Следовательно, результирующее поле равно нулю.

Φ _r = Φ _f — Φ _b

Φ _r = 0

Теперь рассмотрим результирующее поле в разные моменты времени.

При запуске двигателя индуцируются два поля, как показано на рисунке выше. Эти два поля имеют одинаковую величину и противоположное направление. Итак, результирующий поток равен нулю.

В этом состоянии поле статора не может разрезаться полем ротора, и результирующий крутящий момент равен нулю. Итак, ротор не может вращаться, но издает гудение.

Теперь представьте, что после поворота на 90 ° оба поля поворачиваются и указывают в одном направлении. Следовательно, результирующий поток является суммой обоих полей.

Φ _r = Φ _f + Φ _b

Φ _r = 0

В этом состоянии результирующее поле равно максимальному полю, создаваемому статором. Теперь оба поля вращаются отдельно, и это альтернативный характер.

Итак, оба поля сокращаются цепью ротора и индуцируются ЭДС в проводнике ротора. Из-за этой ЭДС в цепи ротора начинает течь ток, который индуцирует поток ротора.

Благодаря взаимодействию магнитного потока статора и магнитного потока ротора двигатель продолжает вращаться.T его теория известна как теория двойного вращения или теория двойного вращения .

Теперь, исходя из приведенного выше объяснения, мы можем сделать вывод, что однофазный асинхронный двигатель не самозапускается.

Чтобы сделать этот двигатель самозапускающимся двигателем, нам нужен поток статора, вращающийся по своей природе, а не по переменной природе. Это можно сделать разными способами.

Однофазный асинхронный двигатель можно классифицировать по способам пуска.

Типы однофазных асинхронных двигателей

Однофазные асинхронные двигатели классифицируются как;

• Асинхронный двигатель с расщепленной фазой
• Асинхронный двигатель с экранированными полюсами
• Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском
• Асинхронный двигатель с пусковым конденсатором
• Асинхронный двигатель с постоянным конденсатором

Асинхронный двигатель с расщепленной фазой

В этом типе двигателя, на том же сердечнике статора намотана дополнительная обмотка.Итак, в статоре две обмотки.

Одна обмотка называется основной обмоткой или рабочей обмоткой, а вторая обмотка называется пусковой обмоткой или вспомогательной обмоткой. Центробежный выключатель включен последовательно со вспомогательной обмоткой.

Вспомогательная обмотка представляет собой обмотку с высоким сопротивлением, а основная обмотка — с высокой индуктивностью. Вспомогательная обмотка имеет несколько витков небольшого диаметра.

Назначение вспомогательной обмотки — создать разность фаз между обоими потоками, создаваемыми основной обмоткой и обмоткой ротора.

Схема подключения показана на рисунке выше. Ток, протекающий через основную обмотку, равен I _M , а ток, протекающий через вспомогательную обмотку, равен I _A . Обе обмотки параллельны и питаются напряжением В.

Вспомогательная обмотка имеет большое сопротивление. Таким образом, ток I _A почти совпадает по фазе с напряжением питания V.

Основная обмотка имеет высокую индуктивность. Итак, ток I _M отстает от напряжения питания на большой угол.

Полный поток статора индуцируется результирующим током этих двух обмоток. Как показано на векторной диаграмме, результирующий ток представлен как (I). Это создаст разность фаз между потоками, и результирующий поток создаст вращающееся магнитное поле. И мотор начинает вращаться.

Вспомогательная обмотка используется только для запуска двигателя. Эта обмотка бесполезна в рабочем состоянии. Когда двигатель достигает 75–80% синхронной скорости, центробежный переключатель размыкается.Итак, вспомогательная обмотка отключена от схемы. А двигатель работает только от основной обмотки.

Разность фаз, создаваемая этим методом, очень мала. Следовательно, пусковой момент этого двигателя плохой. Таким образом, этот двигатель используется в устройствах с низким пусковым моментом, таких как вентилятор, нагнетатель, измельчитель, насосы и т. Д. конструкция и принцип работы.Этот тип двигателя не требует вспомогательной обмотки.

Этот двигатель имеет явный полюс статора или выступающий полюс, а ротор такой же, как у асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Полюса статора сконструированы специально для создания вращающегося магнитного поля.

Полюс этого двигателя разделен на две части; заштрихованная часть и незатененная часть. Его можно создать, разрезав шест на неравные расстояния.

Медное кольцо помещается в небольшую часть столба. Это кольцо представляет собой высокоиндуктивное кольцо, известное как заштрихованное кольцо или заштрихованная полоса.Часть, в которой проходит заштрихованное кольцо, называется заштрихованной частью шеста, а оставшаяся часть — незатененной частью.

Конструкция этого двигателя показана на рисунке ниже.

Когда переменное питание проходит через обмотку статора, в обмотке статора индуцируется переменный поток. Из-за этого потока некоторое количество потока будет связываться с заштрихованным кольцом, и ток будет течь через заштрихованное кольцо.

Согласно закону Ленца, ток, проходящий через катушку, имеет противоположную природу, и поток, создаваемый этой катушкой, будет противодействовать основному потоку.

Заштрихованное кольцо представляет собой высокоиндуктивную катушку. Таким образом, он будет противодействовать основному потоку, когда оба потока направлены в одном направлении, и будет увеличивать основной поток, когда оба потока направлены в противоположном направлении.

Таким образом, он создаст разность фаз между основным магнитным потоком (потоком статора) и потоком ротора. Благодаря этому методу разность фаз очень меньше. Следовательно, пусковой момент намного меньше. Он используется в игрушечных двигателях, вентиляторах, воздуходувках, проигрывателях и т. Д.

Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском

Этот тип двигателя является усовершенствованной версией асинхронного двигателя с расщепленной фазой.Недостатком индукции с расщепленной фазой является низкий крутящий момент. Потому что в этом двигателе создаваемая разность фаз намного меньше.

Этот недостаток компенсируется в этом двигателе с помощью конденсатора, включенного последовательно со вспомогательной обмоткой. Принципиальная схема этого двигателя показана на рисунке ниже.

В этом двигателе используется конденсатор сухого типа. Он предназначен для использования с переменным током. Но этот конденсатор не используется для продолжительной работы.

В этом методе также используется центробежный переключатель, который отключает конденсатор и вспомогательную обмотку, когда двигатель работает на 75-80% синхронной скорости.

Ток через вспомогательный будет опережать напряжение питания на некоторый угол. Этот угол больше, чем угол, увеличенный в асинхронном двигателе с расщепленной фазой.

Итак, пусковой момент этого двигателя очень высок по сравнению с асинхронным двигателем с расщепленной фазой. Пусковой момент этого двигателя на 300% больше момента полной нагрузки.

Из-за высокого пускового момента этот двигатель используется в приложениях, где требуется высокий пусковой момент, например, в станках с реечным приводом, компрессорах, сверлильных станках и т.д. В двигателе два конденсатора включены параллельно во вспомогательную обмотку. Из этих двух конденсаторов один конденсатор используется только для пуска (пусковой конденсатор), а другой конденсатор постоянно подключен к двигателю (рабочий конденсатор).

Принципиальная схема этого рисунка показана на рисунке ниже.

Пусковой конденсатор имеет высокое значение емкости, а рабочий конденсатор — низкое значение емкости. Пусковой конденсатор соединен последовательно с центробежным переключателем, который размыкается, когда скорость двигателя составляет 70% от синхронной скорости.

В рабочем состоянии как рабочая, так и вспомогательная обмотки соединены с двигателем. Пусковой момент и КПД этого двигателя очень высоки.

Следовательно, это может использоваться в приложениях, где требуется высокий пусковой крутящий момент, например, в холодильнике, кондиционере, потолочном вентиляторе, компрессоре и т. Д.

Асинхронный двигатель с постоянным конденсатором

Конденсатор низкой емкости постоянно подключен к вспомогательная обмотка. Здесь конденсатор имеет малую емкость.

Конденсатор используется для увеличения пускового момента, но он низкий по сравнению с конденсаторным пусковым асинхронным двигателем.

Принципиальная схема и векторная диаграмма этого двигателя показаны на рисунке ниже.

Коэффициент мощности и КПД этого двигателя очень высоки, а также он имеет высокий пусковой крутящий момент, составляющий 80% крутящего момента при полной нагрузке.

Этот тип двигателя используется в таких приложениях, как вытяжной вентилятор, нагнетатель, нагреватель и т.д. От 0,5 до 15 л.с., и тем не менее они широко используются для различных целей, таких как:

• Часы
• Холодильники, морозильники и обогреватели
• Вентиляторы, настольные вентиляторы, потолочные вентиляторы, вытяжные вентиляторы, воздухоохладители и водоохладители.
• Воздуходувки
• Стиральные машины
• станки
• Сушилки
• Типографы, фотостаты и принтеры
• Водяные насосы и погружные
• Компьютеры
• Шлифовальные машины
• Сверлильные станки
• Прочие инструменты, оборудование и приспособления для дома и т. Д.

Похожие сообщения:

Что такое трехфазный двигатель и как он работает?

Трехфазные двигатели (также численно обозначаемые как трехфазные двигатели) широко используются в промышленности и стали рабочей лошадкой многих механических и электромеханических систем из-за их относительной простоты, проверенной надежности и длительного срока службы.Трехфазные двигатели являются одним из примеров типа асинхронного двигателя, также известного как асинхронный двигатель, который работает на принципах электромагнитной индукции. Хотя существуют также однофазные асинхронные двигатели, эти типы асинхронных двигателей реже используются в промышленных приложениях, но широко используются в бытовых приложениях, таких как пылесосы, компрессоры холодильников и кондиционеры, из-за использования однофазных двигателей. фаза переменного тока в домах и офисах. В этой статье мы обсудим, что такое трехфазный двигатель, и опишем, как он работает.Чтобы получить доступ к другим ресурсам о двигателях, обратитесь к одному из наших других руководств по двигателям, посвященным двигателям переменного тока, двигателям постоянного тока, асинхронным двигателям, или к более общей статье о типах двигателей. Полный список статей о моторах можно найти в разделе статей по теме.

Что такое трехфазное питание?

Чтобы понять трехфазные двигатели, полезно сначала понять трехфазную мощность.

При производстве электроэнергии переменный ток (AC), создаваемый генератором, имеет характеристику, состоящую в том, что его амплитуда и направление меняются со временем.Если отображать графически с амплитудой на оси y и временем на оси x, соотношение между напряжением или током в зависимости от времени будет напоминать синусоидальную волну, как показано ниже:

Рисунок 1 — Однофазный переменный ток

Изображение предоставлено: Фуад А. Саад / Shutterstock.com

Электроэнергия, подаваемая в дома, является однофазной, что означает, что имеется один токоведущий провод плюс нейтраль и заземление. В трехфазном питании, которое используется в промышленных и коммерческих условиях для запуска более крупного оборудования, которое требует большей мощности, есть три проводника электрического тока, каждый из которых работает с разностью фаз 120 ^o из 2π / 3. радианы друг от друга.Если смотреть графически, каждая фаза будет выглядеть как отдельная синусоида, которая затем объединяется, как показано на изображении ниже:

Рисунок 2 — Трехфазное электрическое питание со сдвигом фаз 120

^o между каждой фазой

Изображение предоставлено: teerawat chitprung / Shutterstock.com

Трехфазные двигатели питаются от электрического напряжения и тока, которые генерируются как трехфазная входная мощность и затем используются для выработки механической энергии в виде вращающегося вала двигателя.

Что такое трехфазный двигатель?

Трехфазные двигатели — это тип двигателя переменного тока, который является конкретным примером многофазного двигателя. Эти двигатели могут быть асинхронными двигателями (также называемыми асинхронными двигателями) или синхронными двигателями. Двигатели состоят из трех основных компонентов — статора, ротора и корпуса.

Статор состоит из ряда пластин из легированной стали, вокруг которых намотана проволока, образуя индукционные катушки, по одной катушке на каждую фазу источника электроэнергии.Катушки статора питаются от трехфазного источника питания.

Ротор также содержит индукционные катушки и металлические стержни, соединенные в цепь. Ротор окружает вал двигателя и представляет собой компонент двигателя, который вращается для выработки механической энергии на выходе двигателя.

Корпус двигателя удерживает ротор с валом двигателя на комплекте подшипников для уменьшения трения вращающегося вала. Корпус имеет торцевые крышки, которые удерживают подшипниковые опоры и вентилятор, прикрепленный к валу двигателя, который вращается при вращении вала двигателя.Вращающийся вентилятор втягивает окружающий воздух снаружи корпуса и заставляет воздух проходить через статор и ротор для охлаждения компонентов двигателя и рассеивания тепла, которое генерируется в различных катушках из-за сопротивления катушки. Кожух также обычно имеет выступающие механические ребра снаружи, которые служат для дальнейшего отвода тепла в наружный воздух. Торцевая крышка также обеспечит место для электрических соединений для трехфазного питания двигателя.

Как работает трехфазный двигатель?

Трехфазные двигатели работают по принципу электромагнитной индукции, который был открыт английским физиком Майклом Фарадеем еще в 1830 году.Фарадей заметил, что когда проводник, такой как катушка или проволочная петля, помещается в изменяющееся магнитное поле, в проводнике возникает наведенная электродвижущая сила или ЭДС. Он также заметил, что ток, протекающий в проводнике, таком как провод, будет генерировать магнитное поле и что магнитное поле будет изменяться, когда ток в проводе изменяется по величине или направлению. Это выражается в математической форме, связывая ротор электрического поля со скоростью изменения магнитного потока во времени:

Эти принципы составляют основу для понимания того, как работает трехфазный двигатель.

На рисунке 3 ниже показан закон индукции Фарадея. Обратите внимание, что наличие ЭДС зависит от движения магнита, которое приводит к изменению магнитного поля.

Рисунок 3 — Принцип электромагнитной индукции

Изображение предоставлено: Фуад А. Саад / Shutterstock.com

Для асинхронных двигателей, когда статор питается от трехфазного источника электроэнергии, каждая катушка генерирует магнитное поле, полюса которого (северный или южный) меняют положение, когда переменный ток колеблется в течение полного цикла.Поскольку каждая из трех фаз переменного тока сдвинута по фазе на 120 ^o , магнитная полярность трех катушек не одинакова в один и тот же момент времени. Это состояние приводит к тому, что статор создает так называемое RMF или вращающееся магнитное поле. Поскольку ротор находится в центре катушек статора, изменяющееся магнитное поле статора индуцирует ток в катушках ротора, что, в свою очередь, приводит к возникновению противоположного магнитного поля, создаваемого ротором. Поле ротора стремится выровнять свою полярность относительно поля статора, в результате к валу двигателя прикладывается чистый крутящий момент, и он начинает вращаться, пытаясь выровнять свое поле.Обратите внимание, что в трехфазном асинхронном двигателе нет прямого электрического соединения с ротором; магнитная индукция вызывает вращение двигателя.

В трехфазных асинхронных двигателях ротор стремится поддерживать соосность с RMF статора, но никогда не достигает этого, поэтому асинхронные двигатели также называют асинхронными двигателями. Явление, которое заставляет скорость ротора отставать от скорости RMF, известно как скольжение, что выражается как:

, где N _r — скорость ротора, а N _s — синхронная скорость вращающегося поля (RMF) статора.

Синхронные двигатели работают аналогично асинхронным двигателям, за исключением того, что в случае синхронного двигателя поля статора и ротора синхронизированы, так что RMF статора заставляет ротор вращаться с точно такой же скоростью вращения (в синхронизация — следовательно, скольжение равно 0). Для получения дополнительной информации о том, как это сделать, обратитесь к статьям о реактивных двигателях и бесщеточных двигателях постоянного тока. Обратите внимание, что синхронные двигатели, в отличие от асинхронных двигателей, не нуждаются в питании от сети переменного тока.

Контроллеры двигателей для трехфазных двигателей

Скорость, создаваемая трехфазным двигателем переменного тока, является функцией частоты источника переменного тока, поскольку она является источником RMF в обмотках статора. Поэтому некоторые контроллеры двигателей переменного тока работают, используя вход переменного тока для генерации модулированной или управляемой частоты на входе двигателя, тем самым управляя скоростью двигателя. Другой подход, который можно использовать для управления скоростью двигателя, — это изменение скольжения (описанное ранее).Если скольжение увеличивается, скорость двигателя (то есть скорость ротора) уменьшается.

Чтобы узнать больше о подходах к управлению двигателями, просмотрите нашу статью о контроллерах двигателей переменного тока.

Сводка

В этой статье представлено краткое обсуждение того, что такое трехфазные двигатели и как они работают. Чтобы узнать больше о двигателях, ознакомьтесь с нашими соответствующими статьями, перечисленными ниже. Для получения информации о других продуктах обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Источники:

1. https://kebblog.com/how-a-3-phase-ac-induction-motor-works/
2. https://www.engineering.com/ElectronicsDesign/ElectronicsDesignArticles/ArticleID/15848/Three-Phase-Electric-Power-Explained.aspx
3. http://www.oddparts.com/oddparts/acsi/defines/poles.htm
4. http://www.gohz.com/how-to-determine-the-pole-number-of-an-induction-motor
5. https://www.elprocus.com/induction-motor-types-advantages/
6. https: // www.intechopen.com/books/electric-machines-for-smart-grids-applications-design-simulation-and-control/single-phase-motors-for-household-applications
7. https://www.worldwideelectric.net/resource/construction-ac-motors/

Прочие изделия для двигателей

Больше от Machinery, Tools & Supplies

.

No related posts.