Мастеровым от мастерового.: Подключение однофазного двигателя.

Прежде чем приступить к подключению любого электродвигателя, необходимо быть полностью уверенным, что двигатель рабочий. Провести полную ревизию для проверки качества подшипников, отсутствия люфтов на посадочных местах ротора и в крышках двигателя. Провести проверку обмоток на замыкание между собой и на корпус.

Так-же при подключении необходимо соблюдать технику безопасности, быть предельно внимательным и работать без спешки.

Для подключения однофазного электродвигателя с пусковой обмоткой нам понадобится включатель с пусковым контактом — ПНВС. Число после букв означает силу тока на которую рассчитан данный выключатель. В предыдущей статье я рассказал как определить тип двигателя, трёхфазный он или однофазный. И если вы сомневаетесь в том, конденсаторный это двигатель или с пусковой обмоткой, то вам необходимо сначала подключить двигатель как с пусковой обмоткой и если он не запустится значит он конденсаторный.

Для того, чтобы узнать какая из двух обмоток является рабочей, необходимо измерить их сопротивление. Та катушка, которая будет иметь меньшее сопротивление является рабочей. Исключение составляет очень небольшой процент конденсаторных двигателей, у которых и рабочая обмотка и конденсаторная одинаковы и имеют одно сопротивление.

Пусковая обмотка подключается только для запуска двигателя и после того как двигатель набрал обороты — отключается. В работе остаётся только рабочая обмотка. Правильно намотанный двигатель, с проведённой ревизией без нагрузки на валу выходит на положенные обороты не больше чем за несколько секунд, но чаще — мгновенно. Поэтому при пробном пуске двигатель должен быть надёжно закреплён.

Чтобы запустить двигатель с пусковой обмоткой необходимо подключить его по такой схеме:

Один конец рабочей и пусковой соединяем вместе и подключаем к одной из крайних клейм кнопки. Это будет общий провод. Второй конец рабочей обмотки подключаем ко второй крайней клейме кнопки. А оставшийся провод пусковой катушки соединяем со средней клеймой кнопки. При этом мы задействуем клеймы только с одной стороны кнопки. Три клеймы с другой стороны пока остаются свободными. К двум крайним из них подключаем сетевой шнур. А к центральной клейме подводим перемычку от той крайней клеймы, напротив которой подсоединён один рабочий провод.
Закрываем крышку кнопки, закрепляем двигатель, делаем пробное включение-выключение кнопки чтобы убедится в её работоспособности и знать что она находится в выключенном состоянии. Включаем вилку в розетку, нажимаем кнопку пуск и удерживаем до набора двигателем оборотов. Но не более нескольких секунд. Затем кнопку отпускаем. Если двигатель гудит, но вращаться не начинает, значит двигатель конденсаторный и подключать его нужно по другой схеме.

Для подключения конденсаторного двигателя пусковая кнопка не нужна. Поэтому подойдёт любой подходящий по мощности пускатель, тумблер или выключатель который может смыкать и размыкать одновременно два контакта.

Соединяем один конец рабочей и один конец пусковой обмоток вместе и подводим к одной из клейм выключателя. Вторые концы обмоток подключаем к разным выводам конденсатора и при этом провод от рабочей катушки подводим ещё и к второй клейме выключателя. На противоположенные клеймы выключателя подключаем сетевой шнур.

 Переключаем тумблер в положение выключено, проверяем надёжность закрепления двигателя, включаем вилку в розетку и включаем тумблер. Двигатель без нагрузки на валу должен запуститься мгновенно.

Для того, чтобы однофазный двигатель вращался в другую сторону, необходимо поменять выводы одной из обмоток местами.

Если нам необходимо чтобы двигатель вращался и в одну и в другую стороны, то необходимо поставить тумблер реверса. Причём поставить его так, чтоб мы не могли переключить его во время работы двигателя. Это касается конденсаторного двигателя. Тумблер должен быть на 2 или 3 положения и иметь шесть выводов.


 В одном положении два средних вывода замыкаются с двумя крайними, а в другом с двумя другими крайними. Подключаем два провода одной из катушек двигателя к центральным клеймам переключателя, а крайнии клеймы соединяем по диагонали и отводим от них два провода которые подключаем туда, откуда отключили концы обмотки. Теперь при переключении тумблера двигатель будет запускаться в другую сторону.

Схема реверса однофазного двигателя с пусковой обмоткой и кнопкой ПНВ.

О том как подобрать конденсатор к конденсаторному двигателю я расскажу в одной из следующих статей.

Статья дополняется.

Однофазный асинхронный двигатель: как устроен и работает

Принцип работы и подключение однофазного электродвигателя 220в

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

Электромоторы этого типа находят применение в основном в маломощных устройствах:

Выпускаются модели с мощностью от 5 Вт до 10 кВт.

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

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

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

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

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

Во время работы, происходит обтекание обмоток переменными электрическими полями:

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

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

Основные типы однофазных индукционных электродвигателей

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

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

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

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

Выделяют четыре основных типа электродвигателей:

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

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

• индукционный двигатель с реостатным пуском (RSIR) и

• двигатель с постоянным разделением емкости (PSC).

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

Как подключить асинхронный двигатель на 220В

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

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

• Трехфазный
• Переключение на нужное напряжение
  • Увеличение напряжения
  • Уменьшение напряжения
• Однофазный

Схемы подключения

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

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

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

Переключение скоростей с помощью переключателя

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

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

Подключение двухскоростного двигателя. Схема на переключателе ПКП.

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

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

Переключение скоростей с помощью контакторов

При запуске с помощью контакторов схема будет выглядеть аналогично:

Схема включения двигателя на разных скоростях на контакторах

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

Подключение однофазного асинхронного двигателя

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

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

С пусковой емкостью

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

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

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

С рабочей емкостью

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

Схема обеспечивает хорошие характеристики при работе в номинальном режиме.

С обоими конденсаторами

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

Расчет емкостей

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

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

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

Подключение однофазного синхронного электродвигателя

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

Метод разгона

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

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

1. Вручную;
2. С использованием второго двигателя.

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

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

Асинхронный пуск синхронного мотора

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

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

Основные схемы подключения

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

однофазный асинхронный двигатель и конденсатор

Различают три основные способа запуска однофазного асинхронного двигателя через:

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

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

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

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

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

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

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

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

Как подключить

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

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

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

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

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

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

Подключение

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

аподключение с пусковым и рабочим кондсенсаторами

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

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

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

Существует 3 схемы включения однофазного двигателя:

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

Подключение электромотора с пусковым сопротивлением:

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

Подключение мотора с конденсаторным пуском:

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

Принцип действия

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

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

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

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

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

Схемы подключения однофазных асинхронных двигателей

С пусковой обмоткой

Для подключения двигателя с пусковой обмоткой потребуется кнопка, у которой один из контактов после включения размыкается. Эти размыкающиеся контакты надо будет подключить к пусковой обмотке. В магазинах есть такая кнопка — это ПНВС. У нее средний контакт замыкается на время удержания, а два крайних остаются в замкнутом состоянии.

Внешний вид кнопки ПНВС и состояние контактов после того как кнопка «пуск» отпущена»

Сначала при помощи измерений определяем какая обмотка рабочая, какая — пусковая. Обычно вывод от мотора имеет три или четыре провода.

Рассмотрим вариант с тремя проводами. В этом случае две обмотки уже объединены, то есть один из проводов — общий. Берем тестер, измеряем сопротивление между всеми тремя парами. Рабочая имеет самое меньшее сопротивление, среднее значение — пусковая обмотка, а наибольшее — это общий выход (меряется сопротивление двух последовательно включенных обмоток).

Если выводов четыре, они звонятся попарно. Находите две пары. Та, в которой сопротивление меньше — рабочая, в которой больше — пусковая. После этого соединяем один провод от пусковой и рабочей обмотки, выводим общий провод. Итого остается три провода (как и в первом варианте):

• один с рабочей обмотки — рабочий;
• с пусковой обмотки;
• общий.

С этими тремя проводами и работаем дальше — используем для подключения однофазного двигателя.

Со всеми этими

• Подключение однофазного двигателя с пусковой обмоткой через кнопку ПНВС

подключение однофазного двигателя

Все три провода подключаем к кнопке. В ней тоже имеется три контакта. Обязательно пусковой провод «сажаем на средний контакт (который замыкается только на время пуска), остальные два — на крайние (произвольно)

К крайним входным контактам ПНВС подключаем силовой кабель (от 220 В), средний контакт соединяем перемычкой с рабочим (обратите внимание! не с общим). Вот и вся схема включения однофазного двигателя с пусковой обмоткой (бифилярного) через кнопку

Конденсаторный

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

Схемы подключения однофазного конденсаторного двигателя

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

Схема с двумя конденсаторами

Есть еще третий вариант подключение однофазного двигателя (асинхронного) — установить оба конденсатора. Получается нечто среднее между описанными выше вариантами. Эта схема и реализуется чаще всего. Она на рисунке выше в середине или на фото ниже более детально. При организации данной схемы тоже нужна кнопка типа ПНВС, которая будет подключать конденсатор только не время старта, пока мотор «разгонится». Потом подключенными останутся две обмотки, причем вспомогательная через конденсатор.

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

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

Подбор конденсаторов

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

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

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

Изменение направления движения мотора

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

Как подобрать конденсатор для однофазного электродвигателя или трехфазного

Что делать, если требуется подключить двигатель к источнику, рассчитанному на другой тип напряжения (например, трехфазный двигатель к однофазной сети)? Такая необходимость может возникнуть, в частности, если нужно подключить двигатель к какому-либо оборудованию (сверлильному или наждачному станку и пр.). В этом случае используются конденсаторы, которые, однако, могут быть разного типа. Соответственно, надо иметь представление о том, какой емкости нужен конденсатор для электродвигателя, и как ее правильно рассчитать.

Что такое конденсатор

Конденсатор состоит из двух пластин, расположенных друг напротив друга. Между ними помещается диэлектрик. Его задача – снимать поляризацию, т.е. заряд близкорасположенных проводников.

Существует три вида конденсаторов:

• Полярные. Не рекомендуется использовать их в системах, подключенных к сети переменного тока, т.к. вследствие разрушения слоя диэлектрика происходит нагрев аппарата, вызывающий короткое замыкание.
• Неполярные. Работают в любом включении, т.к. их обкладки одинаково взаимодействуют с диэлектриком и с источником.
• Электролитические (оксидные). В роли электродов выступает тонкая оксидная пленка. Считаются идеальным вариантом для электродвигателей с низкой частотой, т.к. имеют максимально возможную емкость (до 100000 мкФ).

Как подобрать конденсатор для трехфазного электродвигателя

Задаваясь вопросом: как подобрать конденсатор для трехфазного электродвигателя, нужно принять во внимание ряд параметров.

Чтобы подобрать емкость для рабочего конденсатора, необходимо применить следующую расчетную формулу: Сраб.=k*Iф / U сети, где:

• k – специальный коэффициент, равный 4800 для подключения «треугольник» и 2800 для «звезды»;
• Iф – номинальное значение тока статора, это значение обычно указывается на самом электродвигателе, если же оно затерто или неразборчиво, то его измеряют специальными клещами;
• U сети – напряжение питания сети, т.е. 220 вольт.

Таким образом вы рассчитаете емкость рабочего конденсатора в мкФ.

Еще один вариант расчета – принять во внимание значение мощности двигателя. 100 Ватт мощности соответствуют примерно 7 мкФ емкости конденсатора. Осуществляя расчеты, не забывайте следить за значением тока, поступающего на фазную обмотку статора. Он не должен иметь большего значения, чем номинальный показатель.

В случае, когда пуск двигателя производится под нагрузкой, т.е. его пусковые характеристики достигают максимальных величин, к рабочему конденсатору добавляется пусковой. Его особенность заключается в том, что он работает примерно в течение трех секунд в период пуска агрегата и отключается, когда ротор выходит на уровень номинальной частоты вращения. Рабочее напряжение пускового конденсатора должно быть в полтора раза выше сетевого, а его емкость – в 2,5-3 раза больше рабочего конденсатора. Чтобы создать необходимую емкость, вы можете подключить конденсаторы как последовательно, так и параллельно.

Как подобрать конденсатор для однофазного электродвигателя

Асинхронные двигатели, рассчитанные на работу в однофазной сети, обычно подключаются на 220 вольт. Однако если в трехфазном двигателе момент подключения задается конструктивно (расположение обмоток, смещение фаз трехфазной сети), то в однофазном необходимо создать вращательный момент смещения ротора, для чего при запуске применяется дополнительная пусковая обмотка. Смещение ее фазы тока осуществляется при помощи конденсатора.

Итак, как подобрать конденсатор для однофазного электродвигателя?

Чаще всего значение общей емкости Сраб+Спуск (не отдельного конденсатора) таково: 1 мкФ на каждые 100 ватт.

Есть несколько режимов работы двигателей подобного типа:

• Пусковой конденсатор + дополнительная обмотка (подключаются на время запуска). Емкость конденсатора: 70 мкФ на 1 кВт мощности двигателя.
• Рабочий конденсатор (емкость 23-35 мкФ) + дополнительная обмотка, которая находится в подключенном состоянии в течение всего времени работы.
• Рабочий конденсатор + пусковой конденсатор (подключены параллельно).

Если вы размышляете: как подобрать конденсатор к электродвигателю 220в, стоит исходить из пропорций, приведенных выше. Тем не менее, нужно обязательно проследить за работой и нагревом двигателя после его подключения. Например, при заметном нагревании агрегата в режиме с рабочим конденсатором, следует уменьшить емкость последнего. В целом, рекомендуется выбирать конденсаторы с рабочим напряжением от 450 В.

Как выбрать конденсатор для электродвигателя – вопрос непростой. Для обеспечения эффективной работы агрегата нужно чрезвычайно внимательно рассчитать все параметры и исходить из конкретных условий его работы и нагрузки.

Как подключить однофазный электродвигатель, схема запуска

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

Содержание:

1. Отличие от трехфазных двигателей
2. Как это работает
3. Основные схемы подключения
4. Другие способы

Подбор конденсатора

Отличие от трехфазных двигателей

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

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

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

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

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

Схема подключения коллекторного электродвигателя в 220В

Схема подключения однофазного асинхронного двигателя (схема звезда)

Как это работает

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

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

Основные схемы подключения

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

однофазный асинхронный двигатель и конденсатор

Различают три основные способа запуска однофазного асинхронного двигателя через:

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

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

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

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

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

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

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

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

Другие способы

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

С экранированными полюсами и расщепленной фазой

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

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

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

С асимметричным магнитопроводом статора

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

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

Подбор конденсатора

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

Керамический и электролитический конденсатор

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

Как подключить электродвигатель к бытовой сети

Человек окружен электродвигателями. Их устанавливают в стиральные машины, настенные часы, автомобили, электроинструменты, и даже в игрушечные машинки. Они популярны в силу своей неприхотливости и прочности.

Как же подключить электродвигатель? Для работы обычного асинхронного двигателя достаточно двух проводов – фазы и нуля. Однако подключение усложняется, если речь идет о трехфазном варианте. Чтобы разобраться в тонкостях подключений, необходимо понимать базовые принципы электрики.

Почему применяют запуск однофазного двигателя через конденсатор?

Однофазный асинхронный двигатель – это электромотор, запитанный от сети переменного тока. Он состоит из нескольких компонентов:

• корпуса двигателя;
• ротора;
• статор.
• проводов электропитания.

В корпусе устройства располагается статор. Он состоит из рабочей и пусковой обмотки. На них подается электрический ток, который вызывает электромагнитное поле. Действие токов раскручивает ротор, установленный посередине статора. При этом необходимо учитывать, что запуск двигателя происходит принудительно. На рабочую обмотку подают ток, при этом пусковую обмотку запускают в ручном режиме, через кнопку.

Такая схема позволяет включить двигатель без дополнительных компонентов, но данная компоновка может привести к поломке двигателя. Дело в том, что сама по себе рабочая обмотка не раскручивает мотор. Она создает пульсирующее магнитное поле, силы которой не хватает на первоначальную раскрутку ротора. Рабочий контур будет ждать подключения пусковой обмотки. Она дает толчок ротору, позволяет подключиться к работе основной обмотке.

В противном случае рабочая обмотка будет находиться под постоянным напряжением. Из-за высокого сопротивления она начинает греться и постепенно приходит в негодность. Для исправления данной ситуации используют конденсаторы. Они делают старт двигателя безопасным, сохраняет ресурс обмоток.

ВНИМАНИЕ: Для определения типа обмотки используют мультиметр. С его помощью определяют сопротивление на выходах проводов из асинхронного двигателя. Прибор показывает меньшее сопротивление на рабочем контуре, большее на пусковой обмотке.

Подключение конденсаторов для запуска однофазных электродвигателей

Конденсатор – это компонент электрической цепи, накапливающий в себе заряд электрического тока. Данный элемент может снижать или повышать нагрузку на компоненты электроприборов. В системе переменного тока он проводит колебания переменного тока посредством циклической перезарядки конденсатора, замыкаясь так называемым током смещения. Емкость элемента измеряют в фарадах (Ф) или микрофарадах (мкФ).

Конструктивно данный элемент представляет собой две пластины или обкладки, посредине которых находится диэлектрик, толщина которого намного меньше размеров обкладок. Конденсатор позволяет накапливать больший или меньший ток, необходимый для корректной работы элементов электрической цепи.

Различают три вида конденсаторов:

1. Полярные. Не используются в сетях переменного тока из-за быстрого разрушения прослойки диэлектрика. Это приводит к короткому замыканию цепи.
2. Неполярные. Работают в сетях переменного и постоянного тока. Их обкладки одинаково взаимодействуют с источником и диэлектриком.
3. Электролитические или оксидные. В этом конденсаторе используют тонкую оксидную пленку в качестве электродов. Это позволяет работать с максимально возможной емкостью конденсатора. Используют на моторах с низкой частотой вращения.

Из этого следует, что для подключения к асинхронному однофазному двигателю более всего подходит неполярный конденсатор.

Для асинхронного двигателя используют конденсаторы:

• рабочие;
• пусковые (стартовые).

Первая группа элементов направлена на снижения тока на основной контур обмотки мотора. Она бережет статор от перенапряжения. Стартовые конденсаторы работают кратковременно – до 3 секунд. Они включаются в самом начале работы двигателя.

Подключение конденсатора и разных контуров обмотки может проходить в различной последовательности. Это влияет на производительность мотора и его эксплуатационные характеристики.

ВАЖНО. Для корректной работы конденсатора нужно правильно рассчитать объем данного компонента. В электрике существует правило: на 100 Ватт мощности берут примерно 7 мкФ емкости рабочего конденсатора. Для пускового элемента данный параметр увеличивается в 2.5 раза. На практике данные показатели могут незначительно отличаться. Это происходит из-за конструктивных особенностей разных двигателей, а также общей выработки устройства.

Какой вариант подключения двигателя лучше всего?

Рассмотрим схему подключения данного элемента в цепи асинхронного двигателя. Конденсаторы устанавливают в разрыв питания на выходах основной и пусковой обмотки.

Их можно комбинировать следующим образом:

1. Установка пускового конденсатора, включающегося на короткий промежуток времени для снятия нагрузки на основную обмотку. При этом емкость элемента рассчитывают исходя из пропорции: на 1 кВт мощности мотора – конденсатор 70 мкФ.
2. Установка рабочего конденсатора в контур основной обмотки. В этом случае пусковая обмотка подключена напрямую и работает постоянно. Для такой схемы работы выбирают конденсатор, мощностью в пределах 23-35 мкФ.
3. Пусковой и рабочий конденсатор устанавливаются параллельно.

Эти схемы рассчитаны на подключение асинхронного двигателя на 220в. Данные пропорции носят рекомендательный характер и подбираются индивидуально для каждого типа мотора. Для подбора оптимальной комбинации стоит внимательно следить за работой агрегата.

Например, если мотор начинает сильно перегреваться после установки рабочего конденсатора, стоит понизить его мощность в два раза. Рекомендуется устанавливать конденсаторы с рабочим напряжением не менее 450В.

Зная, как подключается однофазный асинхронный двигатель в сеть 220В, можно подключить любой подобный агрегат без особых опасений. Главное четко представлять схему подключения и иметь под рукой хотя бы один пусковой конденсатор.

Однако для серьезных рабочих станков такой вариант неуместен. Дело в том, что на мощном электроинструменте ставят трехфазные двигатели, которые не получится подключить напрямую в стандартную сеть 220В. Чтобы запитать трехфазный асинхронный двигатель в бытовую сеть, потребуется изучить внутреннюю схему подключения его обмоток.

Способы подключения трехфазных электродвигателей

В электротехнике есть два типа коммутации питания трехфазного асинхронного двигателя:

• методом звезды;
• методом треугольника.

Перечисленные типы подключений используют на всех типах трехфазных электромоторов. От того, какой метод применен, зависит характер работы двигателя, его максимальные нагрузки. Так двигатели с подключением типа «звезда» обладают плавным запуском, но не могут работать на максимальной нагрузке, заявленной в техническом паспорте. Моторы с «треугольником» наоборот быстро стартуют и могут выдавать максимальную мощь.

Как определить схему подключения обмоток?

Распознать метод обмотки довольно просто. Это можно сделать двумя способами:

Посмотреть номерную табличку на двигателе. Обычно на ней отображены все технические данные, касающиеся работы двигателя. Среди прочего можно встретить два символа:

• геометрическую фигуру треугольника;
• звезду из трех лучей.

Необходимо сопоставить, какой из символов в таблице находится под значением 380В. Это может выглядеть следующим образом: 220/380В и рядом с ними символы «треугольник»/«звезда». Данное обозначение говорит, что на моторе, подсоединенном в сеть 380В, работает обмотка звезда.

Однако не всегда на моторе есть подобная табличка. Она может отсутствовать или быть затертой. Данный способ определения больше подходит для новых двигателей, которые никто не ремонтировал и не обслуживал. Старый агрегат лучше проверить самостоятельно. Для этого потребуется второй способ распознания типа обмотки.

Раскрутить блок управления и посмотреть на клеммник. На нем можно увидеть 6 выводов проводов. Соответственно – 3 начала и три конца обмотки. В зависимость от типа коммутации, этих выходов можно говорить о методе обмотки:

• Метод «звезда». В этом случае три выхода соединены одной перемычкой. Три оставшихся входа подключены к отдельной фазе друг за другом.
• Метод «треугольник». Каждые два вывода проводов последовательно соединены перемычками. Таким образом обмотки переходят друг в друга. При этом провода питания подведены к каждому входу индивидуально.

Данный способ дает полную картину того, как работает двигатель и по какой схеме он подключен. Зная это, можно подключить мотор к сети 220В.

ИНФОРМАЦИЯ: в редких случаях, раскрутив блок управления, можно обнаружить в нем не 6 контактов, а только 3. Это говорит о том, что схема коммутации находится в самом двигателе – под защитным кожухом со стороны торца.

Подключаем трехфазный двигатель к 220В

Данный способ подразумевает подключение трехфазного асинхронного двигателя к электросети 220В посредством конденсатора. Чтобы подключение было правильным, необходимо соблюсти несколько условий:

1. Схема подключения для двигателя – треугольник. Если на двигателе выводы соединены по методу звезды, необходимо их перекоммутировать.
2. Конденсатор подбирают по принципу: на каждые 100Вт – 10 мкФ.
3. Способ подходит для простых двигателей, без внутренних блоков управления и предустановленных конденсаторов.

Для наглядности объяснения обозначим выводы от 1 до 6. Алгоритм подключения:

1. Работаем только с группой выводов, располагающейся с одной стороны (например, с 1-го по 3-ий).
2. Берем выводы 1 и 2 и подсоединяем на них провода конденсатора.
3. Берем провод питания, который будет подключаться к сети 220В. Подключаем один конец провода питания к 1-му выводу, второй на 3-ий вывод. Второй вывод не трогаем, на нем запитан конденсатор и больше ничего!
4. Запускаем двигатель.

Этот способ прост и безопасен. Также перед самим подключением рекомендуется прозвонить все обмотки на предмет «пробития» на корпус, а также целостности самих контуров.

Заключение

Подключить любой асинхронный двигатель к бытовой сети намного проще, чем это может показаться. Главное – знать схемы подключения, а также уметь обращаться с мультиметром.

Реверс однофазного конденсаторного двигателя — Всё о электрике

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Схема подключения двигателя через конденсатор

Есть 2 типа однофазных асинхронных двигателей — бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные. Их различие в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле (в холодильниках). Это нужно потому, что после разгона она снижает КПД.

В конденсаторных однофазных двигателях конденсаторная обмотка работает все время. Две обмотки — основная и вспомогательная, они смещены относительно друг друга на 90°. Благодаря этому можно менять менять направление вращения. Конденсатор на таких двигателях обычно крепится к корпусу и по этому признаку его несложно опознать.

Схема подключения однофазного двигателя через конденсатор

При подключении однофазного конденсаторного двигателя есть несколько вариантов схем подключения. Без конденсаторов электромотор гудит, но не запускается.

• 1 схема — с конденсатором в цепи питания пусковой обмотки — хорошо запускаются, но при работе мощность выдают далеко не номинальную, а намного ниже.
• 3 схема включения с конденсатором в цепи подключения рабочей обмотки дает обратный эффект: не очень хорошие показатели при пуске, но хорошие рабочие характеристики. Соответственно, первую схему используют в устройствах с тяжелым пуском, а с рабочим конденсором — если нужны хорошие рабочие характеристики.
• 2 схема — подключения однофазного двигателя — установить оба конденсатора. Получается нечто среднее между описанными выше вариантами. Эта схема и используется чаще всего. Она на втором рисунке. При организации данной схемы тоже нужна кнопка типа ПНВС, которая будет подключать конденсатор только не время старта, пока мотор «разгонится». Потом подключенными останутся две обмотки, причем вспомогательная через конденсатор.

Схема подключения трёхфазного двигателя через конденсатор

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

Максимальной мощности двигателя на 380 В в сети 220 В можно достичь используя соединение типа треугольник. Кроме минимальных потерь по мощности, неизменным остается и число оборотов двигателя. Здесь каждая обмотка используется на свое рабочее напряжение, отсюда и мощность.

Важно помнить: трехфазные электродвигатели обладают более высокой эффективностью, чем однофазные на 220 В. Поэтому если есть ввод на 380 В — обязательно подключайте к нему — это обеспечит более стабильную и экономичную работу устройств. Для пуска мотора не понадобятся различные пусковики и обмотки, потому что вращающееся магнитное поле возникает в статоре сразу после подключения к сети 380 В.

Онлайн расчет емкости конденсатора мотора

Введите данные для расчёта конденсаторов — мощность двигателя и его КПД

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

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

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

Пусковые конденсаторы для моторов

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

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

Реверс направления движения двигателя

Если после подключения мотор работает, но вал крутится не в том направлении, которое вам надо, можно поменять это направление. Это делают поменяв обмотки вспомогательной обмотки. Такую операцию может делать двухпозиционный переключатель, на центральный контакт которого подключается вывод от конденсатора, а на два крайних вывода от «фазы» и «нуля».

Реверс однофазного двигателя

Однофазным называется такой асинхронный двигатель, на статоре которого имеется лишь одна рабочая обмотка, напрямую питаемая от единственной фазы сети. Есть в однофазном двигателе и вспомогательная (пусковая) обмотка, которая используется только в момент старта двигателя, для того чтобы придать ротору начальный импульс, фактически пусковая обмотка включается с целью вывести ротор из положения равновесия, иначе бы он не сдвинулся с места без посторонней помощи, и его пришлось бы сталкивать как-то иначе.

Как и в любом двигателе, в однофазном тоже имеются ротор, который вращается, и статор, который неподвижен, а служит лишь для создания изменяющегося во времени магнитного поля. Рабочая и пусковая обмотки расположены на статоре друг относительно друга под прямым углом, причем рабочая обмотка занимает вдвое больше пазов, чем пусковая.

Можно сказать, что в момент пуска такой двигатель работает как двухфазный, а после — переходит в однофазный рабочий режим. Ротор однофазного асинхронного двигателя по конструкции самый обычный — короткозамкнутый (типа «беличья клетка») или цилиндрический (полый).

Что получилось бы, если б пусковой обмотки на статоре вообще не было, или она была бы, но не использовалась. В этом случае, при включении двигателя в сеть, в рабочей обмотке появилось бы пульсирующее магнитное поле, и ротор бы попал в условия пронизывающего его изменяющегося магнитного потока.

Но если ротор изначально неподвижен, а мы внезапно подали переменный ток лишь в рабочую обмотку, то ротор с места не сдвинется, потому что суммарный вращательный момент (против часовой стрелки и по часовой стрелке) будет равен нулю, несмотря на индуцируемые в роторе ЭДС, и нет причин для вращения, ведь возникающие силы Ампера друг друга точно компенсируют.

Но совсем другое дело, если ротор подтолкнуть, – тогда он продолжит вращение в том же направлении, что и стартовый толчок, ведь теперь не только по закону электромагнитной индукции в роторе наведутся ЭДС и возникнут соответствующие токи, которые по закону Ампера станут от магнитного поля отталкиваться, но и (поскольку ротор уже имеет вращение) результирующий момент по направлению толчка окажется большим, чем момент против направления толчка. В итоге получим продолжение вращения ротора.

Чтобы пусковая обмотка смогла ротор в начальный момент толкнуть, она должна быть не просто смещена в пространстве относительно рабочей обмотки, но еще и ток в ней должен быть сдвинут по фазе относительно тока рабочей обмотки, тогда совместное действие двух этих обмоток статора окажется эквивалентно не просто пульсирующему магнитному полю, но уже вращающемуся магнитному полю. А это – как раз то, что необходимо для разгона ротора в момент пуска однофазного двигателя.

Для смещения по фазе тока в пусковой обмотке, как правило применяют необходимой емкости конденсатор, включенный последовательно с пусковой обмоткой, и создающий сдвиг фаз в 90 градусов. Это стандартное решение для двигателя с расщепленной фазой.

Как только двигатель включается в сеть, оператор нажимает на кнопку выключателя, который подает питание к цепи пусковой обмотки, и как только обороты достигнут необходимого значения соответствующего номиналу при данной частоте сети, кнопку отпускают.

Для получения реверса однофазного двигателя с конденсаторным пуском, достаточно обеспечить условие, когда пусковой толчок будет подаваться в другом направлении, чем подавался изначально. Это достигается путем изменения относительного порядка чередования фаз в рабочей и пусковой обмотках.

Для обеспечения данных условия, необходимо переключить рабочую или пусковую обмотку, то есть поменять «полярность» подключения ее выводов к сети либо к сети и к конденсатору. Это несложно реализовать, поскольку на однофазном двигателе есть клеммник, на который выведены каждый из концов как пусковой, так и рабочей обмоток. Рабочая обмотка имеет меньшее активное сопротивление, чем пусковая, поэтому ее несложно найти при помощи мультиметра. Лучшее решение — разместить выводы пусковой обмотки на двухполюсный переключатель без фиксации.

Реверсивное подключение однофазного асинхронного двигателя своими руками

Перед выбором схемы подключения однофазного асинхронного двигателя важно определить, сделать ли реверс. Если для полноценной работы вам часто нужно будет менять направление вращения ротора, то целесообразно организовать реверсирование с использованием кнопочного поста. Если одностороннего вращения вам будет достаточно, то подойдет самая простая схема без возможности переключения. Но что делать, если после подсоединения по ней вы решили, что направление нужно все же поменять?

Постановка задачи

Предположим, что у уже подсоединенного с использованием пускозарядной емкости асинхронного однофазного двигателя изначально вращение вала направлено по часовой стрелке, как на картинке ниже.

Уточним важные моменты:

• Точкой А отмечено начало пусковой обмотки, а точкой В – ее окончание. К начальной клемме A подсоединен провод коричневого, а к конечной – зеленого цвета.
• Точкой С помечено начало рабочей обмотки, а точкой D – ее окончание. К начальному контакту подсоединен провод красного, а к конечному – синего цвета.
• Направление вращения ротора обозначено с помощью стрелок.

Ставим перед собой задачу – сделать реверс однофазного двигателя без вскрытия его корпуса так, чтобы ротор начал вращаться в другую сторону (в данном примере против движения стрелки часов). Ее можно решить тремя способами. Рассмотрим их подробнее.

Вариант 1: переподключение рабочей намотки

Чтобы изменить направление вращения двигателя, можно только поменять местами начало и конец рабочей (постоянной включенной) обмотки, как это показано на рисунке. Можно подумать, что для этого придется вскрывать корпус, доставать намотку и переворачивать ее. Этого делать не нужно, потому что достаточно поработать с контактами снаружи:

1. Из корпуса должны выходить четыре провода. 2 из них соответствуют началам рабочей и пусковой намоток, а 2 – их концам. Определите, какая пара принадлежит только рабочей обмотке.
2. Вы увидите, что к этой паре подсоединены две линии: фаза и ноль. При отключенном двигателе произведите реверс путем перекидывания фазы с начального контакта намотки на конечный, а нуля – с конечного на начальный. Или наоборот.

В результате получаем схему, где точки С и D меняются между собой местами. Теперь ротор асинхронного двигателя будет вращаться в другую сторону.

Вариант 2: переподключение пусковой намотки

Второй способ организовать реверс асинхронного мотора 220 Вольт – поменять местами начало и конец пусковой обмотки. Делается это по аналогии с первым вариантом:

1. Из четырех проводов, выходящих из коробки мотора, выясните, какие из них соответствуют отводкам пусковой намотки.
2. Изначально конец В пусковой обмотки соединялся с началом С рабочей, а начало А подключалось к пускозарядному конденсатору. Сделать реверс однофазного двигателя можно, подключив емкость к выводу В, а начало С с началом А.

После описанных выше действий получаем схему, как на рисунке выше: точки А и В поменялись местами, значит ротор стал обращаться в противоположную сторону.

Вариант 3: смена пусковой обмотки на рабочую, и наоборот

Организовать реверс однофазного мотора 220В теми способами, что описаны выше, можно только при условии, что из корпуса выходят отводки от обеих обмоток со всеми началами и концами: А, В, С и D. Но часто встречаются моторы, в которых производитель намеренно оставил снаружи только 3 контакта. Этим он обезопасил устройство от различных «самоделок». Но все же выход есть.

На рисунке выше изображена схема такого, «проблемного», мотора. У него выходят из корпуса только три провода. Они помечены коричневым, синим и фиолетовым цветами. Зеленая и красная линии, соответствующие концу В пусковой и началу С рабочей намотки, соединены между собой внутри. Доступ к ним без разборки двигателя мы получить не сможем. Поэтому изменить вращение ротора одним из первых двух вариантов не представляется возможным.

В этом случае поступают так:

1. Снимают конденсатор с начального вывода А;
2. Подсоединяют его к конечному выводу D;
3. От проводов А и D, а также фазы, пускают отводки (можно сделать реверс с использованием ключа).

Посмотрите на рисунок выше. Теперь, если подключить фазу к отводку D, то ротор вращается в одну сторону. Если же фазный провод перекинуть на ветку A, то можно изменить направление вращения в противоположную сторону. Реверс можно осуществлять, вручную разъединяя и соединяя провода. Облегчить работу поможет использование ключа.

Важно! Последний вариант реверсивной схемы подключения асинхронного однофазного мотора неправильный. Его можно использовать, только если соблюдаются условия:

• Длина пусковой и рабочей намоток одинакова;
• Площадь их поперечного сечения соответствует друг другу;
• Эти провода изготовлены из одного и того же материала.

Все эти величины влияют на сопротивление. Оно у обмоток должно быть постоянным. Если вдруг длина или толщина проводов отличаются друг от друга, то после того, как вы организуете реверс, окажется, что сопротивление рабочей намотки станет таким же, как было раньше у пусковой, и наоборот. Это может стать и причиной того, что мотор не сможет запуститься.

Внимание! Даже если длина, толщина и материал обмоток совпадают, работа при измененном направлении вращения ротора не должна быть продолжительной. Это чревато перегревом и выходом из строя двигателя. КПД при этом тоже оставляет желать лучшего.

Осуществить реверс асинхронного мотора 220В просто, если концы обмоток отводятся из корпуса наружу. Сложнее его организовать, когда выводов всего три. Рассмотренный нами третий способ реверсирования подходит только для кратковременного включения двигателя в сеть. Если работа с обратным вращением обещает быть продолжительной, то мы рекомендуем вскрыть коробку для переключения методами, описанными в 1 и 2 варианте: так безопасно для агрегата, и сохраняется КПД.

{SOURCE}

Однофазный электродвигатель 220В – АИРе и АИР ⋙ каталог, цены, характеристики

Асинхронные однофазные электродвигатели 220В (АИРе) – это бытовые или маломощные промышленные двигатели для подключения к однофазной сети 220 Вольт 50 Гц. Линейка мощностей – 120 Вт до 3 кВт. Стандартная маркировка для компактных китайских, советских, украинских и белорусских двигателей – АИРе. Имеют унифицированное устройство, габаритные размеры, схемы подключения, монтажные исполнения фланцевое и на лапах.

Также возможно подключение трехфазных двигателей АИР до 5,5 кВт к 1ф сети 220В через конденсатор с потерей до 35% номинальной мощности.
Заказать двигатель АИРе

Каталог двигателей АИРе

Мощность		Модели однофазных электродвигателей на 220В
кВт	Вт	3000 об/мин	1500 об/мин
0,25	250	АИРЕ56В2	АИРЕ63А4
0,25	250	АИРЕ56В2	АИРЕ63А4
0,37	370	АИРЕ63А2	АИРЕ63В4
0,55	550	АИРЕ63В2	АИРЕ71А4
0,75	750	АИРЕ71А2	АИРЕ71В4
1,1	1100	АИРЕ71С2	АИРЕ80А4
1,5	1500	АИРЕ80А2	АИРЕ80С4
		—	АИРЕ90L4
2,2	2200	АИРЕ80С2	АИРЕ100S4
		АИРЕ90LA2	—
3	3000	АИРЕ90L2	—
		АИРЕ100L2

Технические характеристики

Бытовые однофазные электродвигатели АИРе работают в паре с конденсатором от сети переменного тока, частотой 50 Гц, напряжением 220, 230 В. Cтепень защиты мини двигателя IP54, класс нагревостойкости F, климат: У2, У3, УХЛ4.

Технические характеристики электродвигателей АИРЕ
Маркировка двигателя	Мощность, кВт	Об/мин	Напряжение, В	Ток, А	КПД, %	Коэф. мощн	Мпуск/ Мном	Iпуск/ Iном	Масса, кг
АИРЕ 56A2	0,12	2800	220	1,0	56	0,95	0,4	4,0	3,3
АИРЕ 56A4	0,12	1400	220	1,2	50	0,94	0,82	3,7	3,5
АИРЕ 56B2	0,18	2800	220	1,6	56	0,92	0.6	3,8	3,5
АИРЕ 56B4	0,18	1400	220	1,7	51	0,95	1,2	4,0	4,0
АИРЕ 56C2	0,25	2800	220	2,0	60	0,95	0,85	3,9	4,2
АИРЕ 63A2	0,37	2800	220	2,9	62	0,95	1,3	4,8	9,1
АИРЕ 63A4	0,25	1400	220	2,2	55	0,95	1,7	4,0	6,5
АИРЕ 63B2	0,55	2800	220	4,2	63	0,95	1,9	4,8	9,3
АИРЕ 63B4	0,37	1400	220	3,0	59	0,95	2,5	4,0	7,1
АИРЕ 71A2	0,55	2800	220	4,1	64	0,95	2,6	4,5	11
АИРЕ 71A4	0,37	1400	220	2,9	62	0,95	2,9	4,0	8,5
АИРЕ 71B2	0,75	2790	220	5,2	67	0,92	0,4	4,0	9,6
АИРЕ 71B4	0,55	1340	220	4,3	64	0,92	0,4	3,5	9,6
АИРЕ 71C2	1,1	2790	220	7,4	68	0,95	0,4	4,0	10,5
АИРЕ 71C4	0,75	1390	220	5,1	66	0,92	0,4	3,5	10,3
АИРЕ 80B2	1,5	2790	220	10,0	69	0,95	0,4	4,5	15,1
АИРЕ 80B4	1,1	1350	220	7,2	71	0,95	0,32	4,0	15,1
АИРЕ 80C2	2,2	2790	220	13,9	73	0,95	0,3	4,5	15,9
АИРЕ 80C4	1,5	1350	220	9,8	72	0,95	0,32	4,5	15,1
АИРЕ 90L2	3,0	2800	220	18,2	79	0,95	0,45	3,4	28,1
АИРЕ 100S4	2,2	1440	220	17,6	75	0,95	0,4	3,2	27,9

Устройство

1. Кожух вентилятора
2. Подшипниковые щиты
3. Подшипники
4. Конденсаторы
5. Борно
6. Статор
7. Ротор
8. Вал
9. Центробежный переключатель
10. Вентилятор
    

Маркировки подшипников

Габарит	Маркировка однофазного двигателя	Маркировки подшипника
		Приводной конец вала	Со стороны вентилятора
63	АИРЕ63А2, АИРЕ63В2, АИРЕ63А4, АИРЕ63В4	6201-2RZ
71	АИРЕ71А2, АИРЕ71А4, АИРЕ71С2, АИРЕ71В4, АИРЕ71B2, АИРЕ71C4	6202-2RZ
80	АИРЕ80А2, АИРЕ80А4, АИРЕ80B2, АИРЕ80B4, АИРЕ80C2, АИРЕ80C4	6204-2RZ
90	АИРЕ90L2, АИРЕ90LA2, АИРЕ90L4	6205-2RZ
100	АИРЕ100L2, АИРЕ100S4	6206-2RZ

Схема подключения, пускатели, выключатели и реверс

Однофазные электродвигатели имеют рабочую и пусковую обмотку. У них одинаковое количество пазов и мощность. При этом пусковая обмотка подключена к сети через рабочий конденсатор – фазосдвигающий элемент.

Для достижения более высокого момента необходимо параллельно к рабочему конденсатору подключить пусковой. Емкость которого обычно в 2-3 раза превышает рабочий. Вот пример подключения однофазного конденсаторного двигателя с тяжелым пуском:

Схема подключения обмоток для прямого вращения и реверса

Для подключения двигателя в прямом направлении, нужно подать переменное напряжение 220В на клеммы W2 и V1, а перемычки поставить между клемм U1-W2 и V1-U2.

Подключить с реверсом — изменить вращение вала однофазного конденсаторного двигателя. Питание подается на клеммы W2 и V1, но перемычки на U1-V1 и W2-U2.

Подключение трехфазных двигателей к однофазной сети 220В через конденсатор

Промышленные трехфазные электродвигатели АИР и 4А нередко пытаются приспособить для привода самодельных станков. Для этого необходимо правильно подключить его к однофазной сети 220В.

Самый простой и эффективный способ — подключение третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор. При этом полезная мощность достигает 65% возможной мощности в трехфазном режиме. Для нормальной работы двигателя АИР с конденсаторным пуском, емкость конденсатора нужно менять, в зависимости от частоты вращения.

Где купить однофазный двигатель в Украине

При покупке однофазного двигателя помимо технических характеристик необходимо определиться с ценовой категорией и производителем. Системы качества предложат выбор и помогут в нем разобраться. От советских и белорусских однофазных моторов до современных китайских и украинских. Форма оплаты – с НДС, без НДС с чеком, наложенным платежом по Украине.

Цены и производители

Более надежные украинские и белорусские двигатели имеют наибольшую цену. Китайские однофазники бывают различного уровня качества – от самых дешевых с минимальным запасом ресурса и устойчивости к нагрузкам до соизмеримых по надежности и цене с отечественными АИРе. Фланцевое исполнение повышает стоимость на 5%.

Подбирайте асинхронные однофазные двигатели под сеть 220В со специалистами Систем Качества – высокоскоростные и низкоскоростные, под бытовые или промышленные нужды, от маломощных до 4 и 5,5 кВт.

Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском

— характеристика его фазовой диаграммы и применение

A Двигатели с конденсаторным пуском — это однофазные асинхронные двигатели, в которых в цепи вспомогательной обмотки используется конденсатор для увеличения разности фаз между током в основной и вспомогательной обмотках. Само название «конденсатор запускает» показывает, что в двигателе для запуска используется конденсатор. На рисунке ниже показана схема подключения двигателя с конденсаторным пуском.

Состав:

Конденсаторный пусковой двигатель имеет ротор с сепаратором и две обмотки на статоре. Они известны как основная обмотка и вспомогательная или пусковая обмотка. Две обмотки разнесены на 90 градусов. Конденсатор C _S включен последовательно с пусковой обмоткой. В цепь также включен центробежный выключатель S _C .

Диаграмма Phasor двигателя конденсаторного пуска показана ниже.

I _M — это ток в основной обмотке, который отстает от вспомогательного тока I _A на 90 градусов, как показано на векторной диаграмме выше. Таким образом, однофазный питающий ток разделяется на две фазы. Две обмотки электрически смещены друг от друга на 90 градусов, а их MMF равны по величине, но разнесены по фазе на 90 градусов.

Двигатель действует как сбалансированный двухфазный двигатель. Когда двигатель приближается к своей номинальной скорости, вспомогательная обмотка и пусковой конденсатор автоматически отключаются центробежным переключателем, установленным на валу двигателя.

Характеристики конденсаторного пускового двигателя

Конденсаторный пусковой двигатель развивает гораздо более высокий пусковой крутящий момент, примерно в 3–4,5 раза превышающий крутящий момент полной нагрузки. Для получения высокого пускового момента необходимы два условия. Они следующие: —

• Емкость пускового конденсатора должна быть большой.
• Клапан сопротивления пусковой обмотки должен быть низким.

Электролитические конденсаторы порядка 250 мкФ используются из-за высокого номинального значения Var, необходимого для конденсатора.

Характеристика крутящего момента и скорости двигателя показана ниже.

Характеристика показывает, что пусковой момент высокий. Стоимость этого двигателя больше по сравнению с двигателем с расщепленной фазой из-за дополнительной стоимости конденсатора. Конденсаторный пуск двигателя можно реверсировать, сначала приведя двигатель в состояние покоя, а затем поменяв местами соединения одной из обмоток.

Применение конденсаторного пускового двигателя

Различные области применения двигателя следующие: —

• Эти двигатели используются для нагрузок с большей инерцией, когда требуется частый запуск.
• Используется в насосах и компрессорах
• Используется в компрессорах холодильников и кондиционеров.
• Они также используются для конвейеров и станков.

Двигатели с конденсаторным пуском

: схема и объяснение того, как конденсатор используется для запуска однофазного двигателя

Однофазный асинхронный двигатель может быть выполнен с возможностью самозапуска различными способами. Один из часто используемых методов — это двигатели с расщепленной фазой. Другой метод — это индукционные двигатели с конденсаторным пуском.

Индукционные двигатели с конденсаторным пуском

Нам известно об активности конденсатора в чистой цепи переменного тока. Когда конденсатор вводится таким образом, напряжение отстает от тока на некоторый фазовый угол. В этих двигателях необходимая разность фаз между Is и Im достигается за счет включения конденсатора последовательно с обмоткой стартера. В этих двигателях используются конденсаторы электролитического типа, которые обычно видны, поскольку они установлены вне двигателя как отдельный блок. (щелкните изображение, чтобы увеличить его).

Во время пуска, поскольку конденсатор включен последовательно с обмоткой пускателя, ток через обмотку пускателя Is приводит к напряжению V, приложенному к цепи. Но ток через основную обмотку Im по-прежнему отстает от приложенного напряжения V. Таким образом, чем больше разница между Is и Im, тем лучше результирующее вращающееся магнитное поле.

Когда двигатель достигает примерно 75% скорости полной нагрузки, центробежный переключатель S размыкается, отсоединяя обмотку стартера и конденсатор от основной обмотки.Из векторной диаграммы важно отметить, что разность фаз между Im и Is составляет почти 80 градусов по сравнению с 30 градусами в асинхронном двигателе с расщепленной фазой. Таким образом, асинхронный двигатель с конденсаторным пуском создает лучшее вращающееся магнитное поле, чем двигатели с расщепленной фазой. Из векторной диаграммы видно, что ток через обмотку пускателя Is опережает напряжение V на небольшой угол, а ток через основную обмотку Im отстает от приложенного напряжения. Следует принимать во внимание, что результирующий ток I небольшой и почти синфазен с приложенным напряжением V.

Крутящий момент, развиваемый асинхронным двигателем с расщепленной фазой, прямо пропорционален синусу угла между Is и Im. Также угол составляет 30 градусов в случае двигателей с расщепленной фазой. Но в случае асинхронных двигателей с конденсаторным пуском угол между Is и Im составляет 80 градусов. Тогда очевидно, что только увеличение угла (с 30 градусов до 80 градусов) увеличивает пусковой крутящий момент почти вдвое по сравнению со стандартным асинхронным двигателем с расщепленной фазой.Кривая характеристики «скорость-крутящий момент» показывает пусковой и рабочий крутящие моменты асинхронного двигателя с конденсаторным пуском.

Типы двигателей

Существуют различные типы двигателей с конденсаторным пуском, разработанные и используемые в различных областях. Это:

1. Одно напряжение, внешне реверсивное,
2. Одно напряжение, нереверсивное,
3. Одно напряжение, реверсивное, с термостатом,
4. Одно напряжение, нереверсивное, с магнитным переключателем Тип,
5. Двухвольтный, нереверсивный тип,
6. Двухвольтный, реверсивный тип,
7. Одно-напряжение, трехпроводный, реверсивный тип,
8. Одно-напряжение, мгновенно-реверсивный тип,
9. Двухскоростной тип , и
10. Двухскоростной с двухконденсаторным типом.

Эти двигатели могут использоваться для различных целей в зависимости от потребностей пользователя. Пусковые характеристики, характеристики скорости / момента каждого из вышеперечисленных двигателей могут быть проанализированы перед их использованием в работе.

Моя следующая статья об однофазных двигателях с расщепленными полюсами; Вы можете прочитать это здесь.

Кредиты изображений:

www.tpub.com

www.allaboutcircuits.com

Машины A / C-D / C от A.K & B.L. Тераджа.

Для чего нужен конденсатор?

Для электродвигателя переменного тока с постоянным разделением конденсаторов (также известного как электродвигатели переменного тока с конденсаторным пуском и запуском) для правильной работы требуется конденсатор. Выпейте чашечку кофе, и мы объясним, почему.

Простой эксперимент …

Чтобы показать, насколько важен конденсатор, мы можем начать с простого эксперимента. Используйте однофазный двигатель переменного тока с постоянным разделенным конденсатором и подключите его подводящие провода непосредственно к однофазному источнику питания (без конденсатора).Скорее всего, двигатель не будет работать с нагрузкой, если вал не будет вращаться под действием внешней силы (это намного проще с двигателем с выключенным круглым валом). Это потому, что нам нужны как минимум две фазы для создания вращающегося магнитного поля в статоре. Здесь и вступает в силу конденсатор.

Что делает конденсатор?

Первоначально называемый «конденсатором», конденсатор представляет собой пассивный электронный компонент, который содержит по крайней мере два проводника (пластины), разделенные изолятором (диэлектриком).Проводники могут быть тонкими пленками из металла, алюминиевой фольги или дисков. Изолятор может быть стеклянным, керамическим, полиэтиленовым, воздушным или бумажным. При подключении к источнику напряжения конденсатор сохраняет электрический заряд в виде электростатического поля между своими проводниками.

По сравнению с батареей, батарея использует химические вещества для хранения электрического заряда и медленно разряжает его через цепь. На это могут уйти годы. Конденсатор выделяет свою энергию гораздо быстрее — за секунды или меньше.Типичный пример применения — вспышка вашей камеры.

ВНИМАНИЕ: Поскольку конденсатор держит электрический заряд, никогда не касайтесь его клемм. Если по какой-то причине это необходимо, убедитесь, что электрический заряд полностью разряжен.

Для чего нужен конденсатор для двигателей?

Конденсатор предназначен для создания многофазного источника питания от однофазного источника питания.При многофазном питании двигатель может:

1. Установите направление вращения.
2. Обеспечьте пусковой момент двигателя и увеличивайте крутящий момент во время работы.

Все двигатели переменного тока компании

Oriental Motor представляют собой двигатели с постоянным разделением конденсаторов (конденсаторный пуск и работа). Эти двигатели содержат основную обмотку и вторичную вспомогательную обмотку. Конденсатор включен последовательно со вспомогательной обмоткой, и это приводит к тому, что ток во вспомогательной обмотке отстает по фазе с током в основной обмотке на 90 электрических градусов (четверть всего цикла).Теперь мы создали многофазный блок питания от однофазного блока питания.

Без конденсатора	С конденсатором

Какой конденсатор используется в двигателе Oriental Motor?

В

Oriental Motor используются конденсаторы с электродами для осаждения из паровой фазы, признанные UL. В конденсаторах этого типа в качестве элемента используется металлизированная бумага или пластиковая пленка. Этот конденсатор также известен как «самовосстанавливающийся (SH) конденсатор».Хотя в большинстве предыдущих конденсаторов использовались бумажные элементы, в последние годы пластиковый пленочный конденсатор стал широко распространенным благодаря своей компактной конструкции.

Номинальное время проводимости

Номинальное время проводимости — это минимальный расчетный срок службы конденсатора при работе при номинальной нагрузке, номинальном напряжении, номинальной температуре и номинальной частоте. Стандартная продолжительность жизни — 40 000 часов. Конденсатор, который ломается в конце срока службы, может задымиться или загореться. Мы рекомендуем заменять конденсатор по истечении расчетного времени проводимости, чтобы избежать потенциальных проблем.

Конденсатор безопасности

Некоторые конденсаторы оснащены функцией безопасности, которая позволяет безопасно и полностью удалить конденсатор из цепей для предотвращения дыма и / или возгорания в случае пробоя диэлектрика. В продукции Oriental Motor используются конденсаторы с признанными UL функциями безопасности, которые прошли проверку на ток короткого замыкания UL 810 по стандарту UL 810.

Как оцениваются конденсаторы и почему это важно?

Конденсаторы

имеют номинальную емкость, рабочее напряжение, допуск, ток утечки, рабочую температуру и эквивалентное последовательное сопротивление…так далее. Для согласования двигателя двумя наиболее важными характеристиками являются емкость и рабочее напряжение. Номинальное напряжение обычно примерно в два раза превышает значение номинального входного напряжения двигателя в вольтах (на самом деле есть формула для определения емкости двигателя, но мы сохраним ее на потом). Для наших компактных двигателей переменного тока единицей измерения емкости является «микрофарада» или мкФ. Эти характеристики указаны как на этикетке двигателя, так и на этикетке конденсатора.

Этикетка двигателя с рекомендованным конденсатором	Этикетка конденсатора

Использование конденсатора с другой емкостью может увеличить вибрацию двигателя, тепловыделение, потребление энергии, изменение крутящего момента и нестабильную работу.Если емкость слишком велика, крутящий момент двигателя увеличится, но может возникнуть перегрев и чрезмерная вибрация. Если емкость слишком мала, крутящий момент упадет. Использование конденсатора, напряжение которого превышает номинальное, может привести к повреждению, а конденсатор может задымиться или загореться.

Нужен ли мне правильный конденсатор для двигателей переменного тока Oriental Motor?

Нет. Каждый однофазный двигатель переменного тока Oriental Motor включает в себя специальный конденсатор, размер которого рассчитан на работу двигателя с максимальной эффективностью и производительностью.Подбор конденсаторов не требуется.

Что произойдет, если я использую другой конденсатор?

Чтобы двигатель работал с максимальной эффективностью, всегда используйте специальный конденсатор, входящий в комплект поставки двигателя. Выделенный конденсатор создает электрический фазовый сдвиг на 90 от вспомогательной (конденсаторной) фазы к основной фазе. Использование неподходящего конденсатора может сместить это значение в сторону от 90 градусов, и в результате неэффективность может привести к перегреву двигателя с непостоянными характеристиками крутящего момента или скорости.

Размер специального конденсатора рассчитан таким образом, чтобы двигатель создавал идеальную кривую крутящего момента / скорости. Обратите внимание на «Номинальная скорость» и «Номинальный крутящий момент». В этой рабочей точке (где эти две точки пересекаются на кривой) достигается наибольшая эффективность. Каждый двигатель рассчитан на номинальную нагрузку. Вот почему увеличение номинала — не лучший способ подобрать двигатели переменного тока.

Разница в емкости конденсатора повлияет как на номинальную скорость, так и на номинальный крутящий момент, поскольку рабочая точка смещается от максимальной эффективности.Если вы используете два одинаковых двигателя с совершенно разными конденсаторами, вы получите совершенно разные результаты.

При потере максимальной эффективности увеличивается тепловыделение двигателя. Избыточный нагрев может привести к ухудшению качества смазки подшипников и сокращению срока службы двигателя. Однако полезно знать, что если температура обмотки достигает 130 ° F, цепь тепловой защиты внутри двигателя срабатывает и отключает двигатель до тех пор, пока он не остынет.

Как подключить конденсатор?

Для 3-проводного двигателя переменного тока подключите красный и белый провода к противоположным клеммам конденсатора.Подключите черный провод к стороне N (нейтраль) источника питания. Для однонаправленной работы просто подключите L (под напряжением) сторону источника питания к клеммной коробке либо к красному проводнику (по часовой стрелке), либо к белому проводу (против часовой стрелки), чтобы начать вращение. УКАЗАНИЕ: 2 ближайших терминала соединены внутри. Для двунаправленной работы используйте однополюсный двухпозиционный переключатель (SPDT) между проводом под напряжением и клеммами конденсатора для переключения направления.

Однако для переключения направления асинхронного двигателя необходимо дождаться полной остановки двигателя.Для реверсивных двигателей направление может быть переключено мгновенно.

Теперь, когда вы знаете важность конденсаторов, не упускайте их. В этом случае используйте этикетку двигателя, чтобы определить подходящий конденсатор. Следите за новостями, чтобы получить больше советов по устранению неполадок.

Пуск однофазного двигателя — нарушение напряжения

Основы пуска однофазного двигателя: Однофазный двигатель, подключенный к однофазному источнику питания, не будет вращаться, поскольку обмотки не создают вращающееся магнитное поле.В течение одного полупериода сигнала переменного тока крутящий момент будет создаваться в одном направлении, а затем в противоположном направлении в течение следующего полупериода, тем самым нейтрализуя крутящий момент ротора. Однако двигатель можно повернуть вручную, и он продолжит вращаться в том направлении, в котором был повернут. Это ненадежный способ запуска двигателя. Для запуска двигателя необходимо создать вращающееся магнитное поле . Есть несколько различных способов реализовать подключение однофазного двигателя, которое приводит к вращающемуся магнитному полю.Их:

* Конденсаторный пуск Мотор

* Навсегда Двигатель с разделенным конденсатором

* Конденсаторный пусковой конденсаторный двигатель

* Двигатель с разделенной фазой

Конденсаторный пусковой двигатель Двигатели

с конденсаторным пуском — это однофазные асинхронные двигатели с двумя обмотками: основная обмотка и пусковая обмотка, в которых пусковая обмотка имеет последовательно соединенный конденсатор . Ток, проходящий через пусковую обмотку (с конденсатором), будет иметь разность фазового угла 90 градусов (в идеале) по сравнению с током, протекающим через основную обмотку.Из-за этой разности фаз создается результирующее вращающееся магнитное поле статора, которое вращает ротор. Схема однофазного двигателя с конденсаторным пуском показана ниже.

Конденсаторный пусковой двигатель

После запуска двигателя и достижения желаемой скорости центробежный переключатель, установленный на роторе, размыкает переключатель, тем самым отключая конденсатор от цепи. Такое расположение позволяет использовать конденсатор с кратковременным номиналом и, следовательно, снизить стоимость двигателя.

Конденсаторный пуск двигателя — Диаграмма вектора

Двигатели с конденсаторным пуском используются для жестких пусковых нагрузок, таких как компрессоры, конвейеры, насосы и некоторые машины инструменты.

Двигатели с постоянным разделенным конденсатором

Постоянный разделительный конденсатор (PSC) Двигатели имеют две обмотки, называемые основной и вспомогательной обмотками. Конденсатор постоянно включен последовательно со вспомогательной обмоткой. Основная и вспомогательная обмотки электрически установлены под углом 90 градусов.Кроме того, из-за наличия конденсатора ток, протекающий через вспомогательную обмотку, будет опережать ток в основной обмотке (ток в конденсаторе опережает напряжение). Благодаря этому в статоре создается чистое вращающееся магнитное поле, которое заставляет ротор вращаться.

Паспортная табличка двигателя с постоянным разделенным конденсатором показана выше. В этом случае производитель рекомендует конденсатор емкостью 15 мкФ с номинальным напряжением 370 В переменного тока.

Двигатели с постоянным разделенным конденсатором (PSC) Двигатели с постоянными разделенными конденсаторами (PSC) -Фазовая диаграмма

Выбор конденсатора — это компромисс между стоимостью, пусковым моментом и рабочими характеристиками.Двигатели PSC тихие и обладают высоким КПД. Двигатели PSC используются в вентиляторах, нагнетателях в системах отопления и кондиционирования воздуха.

PSC Показан двигатель с подключенным конденсатором

Конденсатор пусковой конденсатор Рабочий двигатель

Сбалансированная двухфазная работа двигателя при пуске и на другой скорости может быть достигнута путем параллельного подключения двух конденсаторов при пуске, в результате чего конденсатор запускает двигатель с конденсатором . При запуске оба конденсатора будут включены в цепь, и как только скорость достигнет примерно 80%, пусковой конденсатор откроется, и в цепи будет только рабочий конденсатор. Пусковой конденсатор представляет собой большой электролитический конденсатор, а рабочий конденсатор обычно из маслонаполненной бумаги / полимера с низкими потерями и меньшей стоимости. Большой пусковой конденсатор дает двигателю больший пусковой крутящий момент, а рабочий конденсатор используется для улучшения рабочих характеристик.

Конденсаторные двигатели с двумя номиналами работают тихо, плавно и имеют более высокий КПД.

конденсатор пусковой конденсатор запуск двигателя

Электродвигатель с разделенной фазой

Асинхронный двигатель с расщепленной фазой имеет две обмотки — основную и пусковую.В пусковой обмотке используются провода меньшего размера (более тонкие), которые имеют более высокое сопротивление и меньшее количество витков (меньшая индуктивность и меньшее соотношение X / R), чем основная обмотка. Это приводит к тому, что ток пусковой обмотки будет больше совпадать по фазе с приложенным напряжением по сравнению с основной обмоткой. Эта разность фаз, которая не является идеальной 90 градусами, а больше около 30 градусов или меньше, достаточна для создания небольшого вращающегося магнитного поля и запуска двигателя. Крутящий момент для таких двигателей будет низким из-за неидеальной разности фаз между токами обмоток.

Асинхронный двигатель с расщепленной фазой

После запуска двигателя установленный на роторе центробежный выключатель отключает пусковую обмотку, и двигатель продолжает работать на основной обмотке. Пусковой ток такого двигателя обычно выше, чем у двигателей с конденсаторным пуском, а рабочие характеристики не уступают другим типам пускателей однофазных двигателей.

Схема мотор-вектор с расщепленной фазой

Асинхронные двигатели с расщепленной фазой используются для запуска легко запускаемых нагрузок, таких как вентиляторы, пилы и т. Д.

Дополнительная информация : Калькулятор двигателя, Калькулятор пускового тока двигателя

Тип двигателей | Бэй Мотор Продактс

Двигатель с экранированными полюсами

Двигатели с экранированными полюсами являются оригинальным типом однофазных асинхронных двигателей переменного тока. Также называется однофазным асинхронным двигателем, просто подключив его к одной линии напряжения, и для его вращения требуется внешний конденсатор. Различные типы однофазных асинхронных двигателей различаются в зависимости от метода их запуска.Четыре основных типа — это разделенная фаза, конденсаторный запуск, постоянный разделенный конденсатор и конденсаторный запуск / работа конденсатора.

Двигатель с расщепленной фазой

Двигатель с расщепленной фазой использует переключающее устройство для отключения пусковой обмотки, когда двигатель достигает 75% своей номинальной скорости. Хотя этот тип имеет простую конструкцию, что делает его менее дорогим для коммерческого использования, он также имеет низкие пусковые моменты и высокие пусковые токи.

Конденсаторный пусковой двигатель

Конденсаторный пусковой двигатель — это конденсаторный двигатель с расщепленной фазой, в котором конденсатор включен последовательно с пусковой обмоткой для создания большего пускового момента.Этот двигатель более дорогой из-за требуемых коммутационных и конденсаторных компонентов.

Постоянный разделенный конденсатор

Двигатель с постоянным разделенным конденсатором не имеет пускового переключателя. Для этого типа конденсатор постоянно подключен к обмотке пускателя. Поскольку для этого требуется конденсатор для непрерывного использования, он не обеспечивает пусковую мощность, поэтому пусковые моменты обычно малы. Эти двигатели не будут работать при высоких пусковых нагрузках.Однако они имеют низкие пусковые токи, более тихую работу и более высокий срок службы / надежность, что делает их хорошим выбором для высоких циклов. Они также являются наиболее надежными конденсаторными двигателями из-за отсутствия пускового переключателя. Различные конструкции обеспечивают более высокий КПД и коэффициент мощности при номинальных нагрузках.

Конденсаторный пуск / Конденсаторный двигатель

Конденсаторный пусковой / конденсаторный двигатель имеет как пусковой, так и пусковой конденсатор в цепи. После достижения полного пуска пусковой конденсатор отключается.Этот тип двигателя имеет более высокий пусковой ток, меньшие токи нагрузки и более высокий КПД. Недостатком является стоимость двух конденсаторов и переключающего устройства. Надежность также играет важную роль в механизме переключения.

Технология

Для сравнения, эти типы асинхронных двигателей с разделенным сопротивлением обеспечивают пусковой крутящий момент от низкого до среднего, и это ограничивает их применениями с низким энергопотреблением, для которых они лучше всего подходят. В этих двигателях используется одна вспомогательная обмотка меньшего размера, чем обычно, что создает более низкую скорость индукции и гораздо более высокое сопротивление, чем в других типах.Такие простые модели можно использовать только при низкой нагрузке и небольшом пусковом приводе.

Для некоторых применений, таких как небольшие вентиляторы, шлифовальные машины и нагреватели, не требуются более высокие пусковые моменты, но в большинстве случаев, чем больше крутящий момент при запуске двигателя, тем большую нагрузку можно приложить к машине. Однофазный двигатель с высоким пусковым крутящим моментом часто бывает дороже, чем более простые двигатели с разделенной индукцией. Однако разница в мощности может окупиться для разных промышленных нужд.От однофазного двигателя с высоким пусковым моментом можно ожидать другого уровня производительности, это может сэкономить время и энергию.

Переменные токи, протекающие в однофазном двигателе, одновременно достигают своих пиковых значений; это составляет одну единственную фазу. В трехфазных системах пиковые значения тока достигаются последовательно, в три отдельных этапа. По сравнению с трехфазными системами, эти двигатели не обладают таким же высоким КПД, но могут работать бесконечно долго при минимальном техническом обслуживании.

Электродвигатели асинхронные

имеют разные классификации в зависимости от источника электроэнергии и типа конструкции. Двигатели асинхронного типа, также называемые асинхронными двигателями, работают с использованием переменного тока (AC), создаваемого электромагнитной индукцией, в отличие от коммутаторов, обычно используемых в двигателях переменного тока других типов. Асинхронные двигатели используются в промышленности, а также в стандартных устройствах, таких как холодильники, стиральные машины, посудомоечные машины и сушилки для одежды.

Электродвигатели индукционного типа были первоначальным двигателем переменного тока, который должен был быть создан; Никола Тесла придумал прототип в 1883 году. Эти асинхронные двигатели имеют очень простую конструкцию и управление по сравнению с современными двигателями переменного тока, но они по-прежнему очень прочные, тихие и долговечные. Асинхронные двигатели отличаются тем, что они используют индуцированный ток в роторе для создания вращательного движения.

Асинхронные двигатели

состоят из двух простых частей: статора с медной обмоткой и узла якоря или ротора.Обмотки статора удерживаются в пазах вокруг статора с соблюдением баланса между количеством северных и южных полюсов. Сборка ротора производится в нескольких вариантах: роторы с короткозамкнутым ротором, роторы с контактным кольцом и роторы со сплошным сердечником.

Эти двигатели лучше всего подходят для нужд малой мощности и приложений, где было бы неэффективно использовать более мощные механизмы. Многие однофазные двигатели идеально подходят для применений с низким моментом инерции, в то время как другие спроектированы с учетом требований к высокому пусковому крутящему моменту.

Зачем однофазным асинхронным двигателям конденсаторы

Однофазный асинхронный двигатель — популярный двигатель рабочей лошадки с преимуществами дешевизны, надежности и возможности прямого подключения к однофазной сети, что делает их особенно распространенными в быту и небольших коммерческая техника. Однако, в отличие от трехфазных двигателей, они не запускаются автоматически и требуют дополнительной обмотки, приводимой в действие конденсатором, для ускорения с места.

Вращающиеся магнитные поля

Для запуска асинхронного двигателя в статоре должно создаваться вращающееся магнитное поле (RMF), которое вызывает вращение и крутящий момент в роторе.Поскольку статор физически не движется, вращение магнитного поля создается взаимодействием между электромагнитными силами, возникающими в обмотках статора. В трехфазном двигателе, когда на каждую обмотку подается напряжение, которое на 120 градусов не совпадает по фазе с другими обмотками, сумма создаваемых сил представляет собой вектор, который непрерывно вращается. Это означает, что трехфазное питание может вызывать крутящий момент в роторе в состоянии покоя, а трехфазные двигатели могут запускаться самостоятельно без дополнительных компонентов.

Однако однофазный асинхронный двигатель питается от однофазного источника питания, который проходит через единственную обмотку статора. Одна обмотка статора сама по себе не может создать RMF — она ​​просто создает импульсное магнитное поле, состоящее из двух противоположных полей, разнесенных на 180 градусов.

Это создает две проблемы:

Во-первых, двигатель не запускается автоматически, потому что магнитное поле, создаваемое статором, не вращается.

Во-вторых, хотя одна обмотка может приводить в движение двигатель, когда он набирает скорость, она не создает постоянного крутящего момента в роторе во время полного оборота, что приводит к снижению эффективности и производительности.Ротор испытывает максимальный крутящий момент при проскальзывании примерно 10% (разница во вращении ротора и обмотки статора). Следовательно, ротор будет проводить большую часть каждого оборота с очень низким крутящим моментом.

Вспомогательная обмотка

В однофазных асинхронных двигателях для решения этих проблем используется вторая обмотка статора, называемая «вспомогательной обмоткой» или «пусковой обмоткой». Эта обмотка поворачивается на 90 градусов от основной обмотки, и с помощью конденсатор, изменяющий фазу напряжения питания, на него подается напряжение, не совпадающее по фазе с напряжением, подаваемым на основную обмотку.Это означает, что взаимодействие между двумя обмотками создает вращающееся магнитное поле, и двигатель может запускаться самостоятельно.

Однофазные асинхронные двигатели используют два конденсатора с разными характеристиками на разных этапах их работы.

Пусковые конденсаторы

Пусковой конденсатор — это конденсатор, который используется для обеспечения пускового момента двигателя. Это электролитические конденсаторы со значением емкости от 50 мкФ до 1500 мкФ.Они имеют относительно высокие потери и низкий КПД и не рассчитаны на продолжительную работу; их необходимо отключить, как только двигатель наберет скорость, используя центробежный выключатель или какое-либо реле.

Рабочие конденсаторы

Рабочие конденсаторы используются для сглаживания крутящего момента двигателя во время каждого оборота, повышая эффективность и производительность. Обычно он намного меньше пускового конденсатора, часто менее 60 мкФ, и масляного типа, чтобы уменьшить потери энергии.

Ограничения

Даже с дополнительной вспомогательной обмоткой однофазный асинхронный двигатель имеет несколько ограничений по сравнению с трехфазным двигателем. Фазовый сдвиг, обеспечиваемый рабочим конденсатором, изменяется в зависимости от скорости двигателя, что означает, что эффективность не постоянна, поскольку двигатель изменяет скорость. На КПД также влияет RMF, создаваемый двумя обмотками статора. Это не так близко к идеальному кругу, как трехфазный RMF, а это означает, что крутящий момент все еще значительно изменяется во время каждого оборота, снижая производительность и увеличивая вибрацию.Компоненты, необходимые для самозапуска однофазных асинхронных двигателей, в том числе конденсаторы и центробежный выключатель, обеспечивают возможность теплового и механического износа, что приводит к проблемам при обслуживании.

Для более крупных промышленных применений, требующих высокой эффективности, работающих в областях, где доступно трехфазное питание, трехфазный двигатель может лучше подойти.

Сводка

Однофазные асинхронные двигатели обычно используются везде, где используется однофазное питание.Когда они оснащены пусковым конденсатором, они могут развивать достаточный пусковой момент для самозапуска, а рабочий конденсатор повышает их эффективность и производительность во время работы.

Однофазные электродвигатели: характеристики и применение

Там, где трехфазное питание недоступно или непрактично, на помощь приходят однофазные двигатели. Хотя им не хватает более высокого КПД, чем у их трехфазных собратьев, однофазные двигатели — правильного размера и номинала — могут прослужить весь срок службы при минимальном техническом обслуживании.

Иногда производственный брак может привести к преждевременному отказу двигателя. Однако большинство отказов происходит из-за неправильного применения. Обратите особое внимание на требования к применению, прежде чем выбирать двигатель для замены вышедшего из строя или для новой конструкции. Неправильный выбор типа двигателя и мощности может привести к повторному отказу двигателя и простоям оборудования. Очевидно, что вы не хотите указывать двигатель слишком маленького размера для приложения, что приведет к электрическим напряжениям, вызывающим преждевременный отказ двигателя.Но также не следует указывать двигатель слишком мощным — либо из-за его мощности, либо из-за присущих ему конструктивных характеристик. Это также может иметь серьезные последствия. Например, двигатель с высоким заторможенным ротором и крутящим моментом пробоя может повредить оборудование, которым он управляет. Кроме того, работа двигателя при нагрузке ниже полной номинальной неэффективна, так как вы тратите деньги на потерю мощности.

Ключ: во-первых, выберите двигатель в соответствии с приложением, но, что не менее важно, необходимо понимать характеристики основных типов однофазных двигателей — характеристики, которые лежат в основе согласования двигателя с применением.

Как правило, многофазный двигатель с короткозамкнутым ротором переменного тока, подключенный к многофазной линии, развивает пусковой крутящий момент. Двигатель с короткозамкнутым ротором, подключенный к однофазной сети, не развивает пусковой крутящий момент, но, будучи запущен каким-либо внешним способом, он работает примерно как многофазный двигатель. Многие типы однофазных двигателей различаются в основном способами их запуска.

Двухфазный

Двигатель с расщепленной фазой, также называемый асинхронным двигателем / двигателем с асинхронным двигателем, вероятно, является самым простым однофазным двигателем, предназначенным для промышленного использования, хотя и несколько ограниченным.Он имеет две обмотки: пусковую и главную, Рисунок 1 . Пусковая обмотка сделана из провода меньшего калибра и с меньшим количеством витков относительно основной обмотки, чтобы создать большее сопротивление, таким образом, поле пусковой обмотки находится под другим электрическим углом, чем у основной обмотки, и заставляет двигатель вращаться. Основная обмотка из более толстого провода обеспечивает работу двигателя в остальное время.

Двигатель с расщепленной фазой использует механизм переключения, который отключает пусковую обмотку от основной обмотки, когда двигатель достигает примерно 75% номинальной скорости.В большинстве случаев это центробежный переключатель на валу двигателя.

Простая конструкция электродвигателя с расщепленной фазой обычно делает его менее дорогим, чем другие типы однофазных электродвигателей для промышленного использования. Однако это также ограничивает производительность. Пусковой крутящий момент низкий, обычно от 100 до 175% от номинальной нагрузки. Кроме того, двигатель развивает высокий пусковой ток, примерно от 700 до 1000% от номинального. Следовательно, продолжительное время пуска приводит к перегреву пусковой обмотки и выходу ее из строя; поэтому не используйте этот двигатель, если вам нужен высокий пусковой момент.

Другие характеристики двигателя с расщепленной фазой: Максимальный рабочий крутящий момент составляет от 250 до 350% от нормального. Кроме того, тепловая защита затруднена, потому что высокий ток заторможенного ротора по сравнению с рабочим током затрудняет поиск предохранителя с достаточно коротким временем срабатывания, чтобы предотвратить перегорание пусковой обмотки. И эти двигатели обычно рассчитаны на одно напряжение, что ограничивает гибкость применения.

Хорошее применение для электродвигателей с расщепленной фазой включает небольшие измельчители, небольшие вентиляторы и воздуходувки, а также другие приложения с низким пусковым моментом и потребляемой мощностью от 1/20 до 1/3 л.с.Избегайте применений, требующих высокой частоты цикла или большого крутящего момента.

Конденсаторный пуск / индукционный пуск

Вот настоящий двигатель широкого применения для промышленных условий. Думайте об этом как о двигателе с расщепленной фазой, но с усиленной пусковой обмоткой, которая включает в себя конденсатор в цепи для обеспечения пускового «наддува», Рисунок 2 . Как и двигатель с расщепленной фазой, двигатель с конденсаторным пуском также имеет пусковой механизм — механический или твердотельный электронный переключатель. Это отключает не только пусковую обмотку, но и конденсатор, когда двигатель достигает примерно 75% номинальной скорости.

Двигатели с конденсаторным пуском / асинхронные двигатели имеют ряд преимуществ перед двигателями с расщепленной фазой. Конденсатор включен последовательно с пусковой цепью, поэтому он создает больший пусковой крутящий момент, обычно от 200 до 400% от номинальной нагрузки. А пусковой ток, обычно от 450 до 575% от номинального, намного ниже, чем у разделенной фазы из-за большего диаметра провода в пусковой цепи. Это обеспечивает более высокую продолжительность цикла и надежную тепловую защиту.

Двигатель с запуском от конденсатора / индукционным пуском дороже, чем сопоставимый двигатель с расщепленной фазой, из-за дополнительной стоимости пускового конденсатора.Но область применения намного шире из-за более высокого пускового момента и меньшего пускового тока. Используйте двигатели в широком спектре приложений с ременным приводом, таких как небольшие конвейеры, большие нагнетатели и насосы, а также во многих приложениях с прямым или редукторным приводом. Это рабочие лошадки промышленных двигателей общего назначения.

Конденсатор постоянный разделенный

Двигатель с постоянным разделенным конденсатором (PSC), Рис. 3 , не имеет ни пускового переключателя, ни конденсатора, предназначенного исключительно для запуска.Вместо этого он имеет рабочий конденсатор, постоянно включенный последовательно с пусковой обмоткой. Это делает пусковую обмотку вспомогательной обмоткой, когда двигатель достигает рабочей скорости. Поскольку рабочий конденсатор должен быть рассчитан на непрерывное использование, он не может обеспечить пусковой импульс пускового конденсатора. Типичный пусковой крутящий момент двигателей PSC низкий, от 30 до 150% от номинальной нагрузки, поэтому эти двигатели не предназначены для применения в условиях, когда запускаются с трудом. Однако, в отличие от двигателей с расщепленной фазой, двигатели PSC имеют низкий пусковой ток, обычно менее 200% от номинального тока нагрузки, что делает их идеальными для приложений с высокой частотой цикла.Момент пробоя варьируется в зависимости от типа конструкции и области применения, хотя обычно он несколько ниже, чем у двигателя с капстартом.

Двигатели

PSC имеют несколько преимуществ. Им не нужен пусковой механизм, поэтому их можно легко реверсировать. Конструкции можно легко изменить для использования с регуляторами скорости. Они также могут быть разработаны для обеспечения оптимального КПД и высокого коэффициента мощности при номинальной нагрузке. И они считаются самыми надежными из однофазных двигателей, в основном потому, что не требуется пусковой выключатель.

Двигатели с постоянными разделенными конденсаторами имеют широкий спектр применения в зависимости от конструкции. К ним относятся вентиляторы, воздуходувки с низким начальным крутящим моментом и устройства с прерывистой цикличностью, такие как регулирующие механизмы, приводы ворот и открыватели гаражных ворот, многие из которых также нуждаются в мгновенном реверсировании.

Конденсаторный пуск / конденсаторный запуск Этот тип, , рис. 4 , сочетает в себе лучшее из конденсаторного двигателя / асинхронного двигателя и двигателя с постоянным разделением конденсаторов. В нем есть пусковой конденсатор, включенный последовательно со вспомогательной обмоткой, как у конденсаторного пускового двигателя, для обеспечения высокого пускового момента.И, как и двигатель PSC, он также имеет рабочий конденсатор, который включен последовательно со вспомогательной обмоткой после того, как пусковой конденсатор отключен от цепи. Это допускает высокий момент пробоя или перегрузки.

Еще одно преимущество двигателя с конденсаторным пуском / конденсаторным запуском: он может быть рассчитан на более низкий ток полной нагрузки и более высокий КПД. Среди прочего, это означает, что он работает при более низкой температуре, чем другие типы однофазных двигателей сопоставимой мощности.

Единственным недостатком двигателя с пусковым пуском / пуском по капле является его более высокая цена — в основном из-за большего количества конденсаторов и пускового выключателя.Но это электростанция, способная справляться с приложениями, слишком требовательными для любого другого типа однофазного двигателя. К ним относятся деревообрабатывающее оборудование, воздушные компрессоры, водяные насосы высокого давления, вакуумные насосы и другие приложения с высоким крутящим моментом, требующие от 1 до 10 л.с.

Шестигранник

В отличие от всех рассмотренных выше типов однофазных двигателей, двигатели с расщепленными полюсами имеют только одну главную обмотку и не имеют пусковой обмотки, Рисунок 5 . Запуск осуществляется с помощью конструкции, которая кольцевит непрерывной медной петлей вокруг небольшой части каждого полюса двигателя.Это «затеняет» эту часть полюса, заставляя магнитное поле в кольцевой области отставать от поля в неокрашенной части. Реакция двух полей заставляет вал вращаться.

Поскольку электродвигатель с экранированными полюсами не имеет пусковой обмотки, пускового переключателя или конденсатора, он электрически прост и недорог. Кроме того, скорость можно регулировать просто путем изменения напряжения или с помощью многоточечной обмотки. С механической точки зрения конструкция двигателя с расщепленными полюсами позволяет производить крупносерийное производство. Фактически, это обычно считается «одноразовыми» двигателями — их намного дешевле заменить, чем ремонтировать.

Двигатель с расщепленными полюсами имеет много положительных характеристик, но также имеет ряд недостатков. Его низкий пусковой крутящий момент обычно составляет от 25 до 75% крутящего момента при полной нагрузке. Это двигатель с высоким скольжением и скоростью вращения на 7–10% ниже синхронной скорости. Кроме того, он очень неэффективен, обычно ниже 20%.

Низкая начальная стоимость подходит для двигателей с расщепленными полюсами для маломощных или легких условий эксплуатации. Возможно, наиболее часто они используются в многоскоростных вентиляторах для домашнего использования. Но низкий крутящий момент, низкая эффективность и менее прочные механические характеристики делают двигатели с экранированными полюсами непрактичными для большинства промышленных или коммерческих применений, где нормой является более высокая частота цикла или непрерывный режим работы.

Приведенная выше информация содержит рекомендации по определению правильного типа двигателя для вашего приложения. Однако есть особые случаи и приложения, в которых допустимо отклонение от этих рекомендаций. Обязательно обратитесь к производителю двигателя за технической поддержкой в ​​этих областях.

Конденсаторы Пусковой конденсатор. Электролитический пусковой конденсатор помогает двигателю достичь наиболее выгодных фазовых углов между пусковой и главной обмотками для достижения максимального крутящего момента заторможенного ротора на каждый ампер заторможенного ротора.Он отключается от цепи пуска, когда двигатель достигает примерно 75% скорости полной нагрузки. Пусковой конденсатор рассчитан на кратковременный режим работы. Продолжительное приложение напряжения к конденсатору приведет к преждевременному выходу из строя, если не немедленному разрушению. Типичные характеристики пусковых конденсаторов двигателя находятся в диапазоне от 100 до 1000 микрофарад (мкФ) и от 115 до 125 В переменного тока. Однако для специальных приложений требуются конденсаторы на напряжение от 165 до 250 В переменного тока, которые физически больше, чем конденсаторы с более низким номинальным напряжением при той же емкости.Емкость — это мера того, сколько заряда конденсатор может хранить по отношению к приложенному напряжению. Рабочий конденсатор. Конструкция аналогична пусковым конденсаторам, за исключением электролита. Они предназначены для непрерывной работы в цепи запуска конденсаторного двигателя / двигателя с конденсаторным питанием. Они выдерживают более высокие напряжения в диапазоне от 250 до 370 В переменного тока. У них также меньшая емкость, обычно менее 65 мкФ.

Кевин Хейнеке — инженер-электрик в группе двигателей переменного тока Leeson Electric Corp., Графтон, Висконсин.