Однофазный асинхронный двигатель: как устроен и работает » сайт для электриков

Почему применяется запуск двигателя 220 В через конденсатор?

Для начала определимся с терминологией. Конденсатор (лат. condensatio — «накопление») – это электронный компонент, хранящий электрический заряд и состоящий из двух близкорасположенных проводников (обычно пластин), разделенных диэлектрическим материалом. Пластины накапливают электрический заряд от источника питания. Одна из них накапливает положительный заряд, а другая – отрицательный.

Метод подключения двигателя через конденсатор – этот способ применяют для достижения мягкого пуска агрегата. На статоре однофазного движка с короткозамкнутым ротором размещают дополнительно к основной электрообмотке ещё одну. Две обмотки соотнесены между собой на угол 90. Одна из них является рабочей, её предназначение заставить работать мотор от сети 220 В, другая – вспомогательная, нужна для запуска.

Рассмотрим схемы подключения конденсаторов:

• с выключателем,
• напрямую, без выключателя;
• параллельное включение двух электролитов.

Как подобрать конденсаторы для запуска электродвигателя

Функция стабилизаторов сводится к тому, что они выполняют роль емкостных наполнителей энергии для выпрямителей фильтров стабилизаторов. Также они могут производить передачу сигнала между усилителями. Для запуска и работы в течение продолжительного количества времени, в системе переменного тока для асинхронных двигателей тоже используют конденсаторы. Время работы такой системы можно варьировать с помощью емкости выбранного конденсатора.

Первым и единственно главным параметром вышеупомянутого инструмента является емкость. Она зависит от площади активного подключения, который изолирован слоем диэлектрика. Этот слой практически невиден человеческому глазу, небольшое количество атомных слоев формируют ширину пленки.

Электролит используют в том случае, если нужно восстановить слой оксидной пленки. Для правильной работы аппарата нужно чтоб система была подключена к сети с переменным током в 220 В и имела четко выраженную полярность.

То есть конденсатор создан для того, чтоб накапливать, хранить и передавать определенное количество энергии. Так зачем они нужны, если можно подключить источник питания напрямую к двигателю. Все тут не так просто. Если подключить двигатель непосредственно к источнику питания, то в лучшем случае он не будет работать, в худшем сгорит.

Для того чтоб трехфазный мотор работал в однофазной цепи нужен аппарат, который сможет сдвинуть фазу на 90° на рабочем (третьем) выводе. Также конденсатор играет роль, такой себе катушки индуктивности, за счет того что через него проходит переменный ток — его скачки нивелируются за чет того что, перед работой, в конденсаторе отрицательные и положительные заряды равномерно накапливаются на пластинах, а потом передаются принимающему устройству.

Всего существует 3 основных вида конденсаторов:

Выбираем конденсаторы

Существует формула, по которой емкость можно рассчитать. Правда, для схемы звезда и треугольника она отличается коэффициентом. Для схемы звезда формула вот такая:

С=2800*I/U, где I – это ток, который можно замерить в питающем проводе клещами, U – это напряжение однофазной сети – 220 В.

Формула для треугольника:

С=4800*I/U.

Здесь загвоздка может быть только в определение силы тока, просто клещей может не оказаться под рукой, поэтому предлагаем упрощенный вариант формулы:

С=66*Р, где Р – это мощность электродвигателя, которая наносится на шильдик мотора или в его паспорте. По сути, получается так, что емкость рабочего конденсатора в размере 7 мкФ должно хватить на 0,1 кВт мощности двигателя. Обычно электрики берут именно это соотношение, когда перед ними ставиться вопрос, как подключить асинхронный двигатель с 380 на 220 В

И еще один момент – конденсатор контролирует силу тока, поэтому так важно правильно подобрать его емкость. И самое главное в подключении двигателя добиться того, чтобы значение тока при эксплуатации электродвигателя не поднималось выше номинальной величины

Что касается пускового конденсатора, то его обязательно устанавливают в схему, если при пуске мотора действует хотя бы минимальная нагрузка. Включается он обычно буквально на пару секунд, пока ротор не наберет свои обороты. После чего он просто отключается. Если по каким-то причинам пусковой конденсатор не отключится, то произойдет перекос фаз, и двигатель перегреется.

Есть еще один показатель, на который необходимо обратить внимание при выборе. Это напряжение

Правило здесь одно: напряжение конденсатора должно быть больше напряжения в однофазной сети на 1,5.

Как рассчитать емкость

Емкость конденсатора, который устанавливается в схему подключения трехфазного электродвигателя, подсоединяемого к сети напряжением в 220В, зависит от самой схемы. Для этого существуют специальные формулы.

Соединение звездой:

Cр = 2800•I/U, где Ср – это емкость, I – сила тока, U – напряжение. Если производится подсоединение треугольником, то используется та же формула, только коэффициент 2800 меняется на 4800.

Хотелось бы обратить ваше внимание на тот факт, что сила тока (I) на бирке мотора не указывается, поэтому ее надо будет рассчитать по вот этой формуле:

I = P/(1.73•U•n•cosф), где Р- это мощность электрического двигателя, n – КПД агрегата, cosф – коэффициент мощности, 1,73 – это поправочный коэффициент, он характеризует соотношение между двумя видами токов: фазным и линейным.

Так как чаще всего подключение трехфазного двигателя к однофазной сети 220В производится по треугольнику, то емкость конденсатора (рабочего) можно подсчитать по более простой формуле:

C = 70•Pн, здесь Рн – это номинальная мощность агрегата, измеряемая в киловаттах и обозначаемая на бирке прибора. Если разобраться в этой формуле, то можно понять, что существует достаточно простое соотношение: 7 мкФ на 100 Вт. К примеру, если устанавливается мотор мощностью 1 кВт, то для него необходим конденсатор на 70 мкФ.

Как определить, точно ли подобран конденсатор? Это можно проверить только в рабочем режиме.

• Если в процессе эксплуатации мотор перегревается, то, значит, емкость прибора больше требуемой.
• Низкая мощность двигателя, значит, емкость занижена.

Даже расчет может привести к неправильному выбору, ведь условия эксплуатации мотора будут влиять на его работу. Поэтому рекомендуется начинать подбор с низких величин, и при необходимости наращивать показатели до необходимых (номинальных).

Что касается пусковой емкости, то здесь в первую очередь учитывается, какой пусковой момент необходим для запуска электродвигателя

Хотелось бы обратить ваше внимание на то, что пусковая емкость и емкость пускового конденсатора – это не одно и то же. Первая величина – это сумма емкостей рабочего и пускового конденсаторов

В качестве рабочих можно использовать бумажные, металлизированные или пленочные аналоги. При этом необходимо учитывать тот факт, что допустимое напряжение должно быть в полтора раза быть больше номинального. Как видите, подобрать точно конденсатор под электродвигатель достаточно непростым. Даже расчет является процессом неточным.

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.

{SOURCE}

Схемы подключения

 Варианты подключения двигателя через конденсатор:

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

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

Схема с пусковым конденсатором

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

Схема подключения пускового конденсатора

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

Соединения, центробежный выключатель на валу ротора

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

Некоторые элементы

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

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

Варианты схемы подключения конденсаторов

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

Схема с рабочим конденсатором

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

Комбинированная схема с двумя конденсаторами

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

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

Схема подключения электродвигателя 380 на 220 вольт с конденсатором

Есть еще один вариант подключения электродвигателя мощность в 380 Вольт, который приходит в движение без нагрузки. Для этого также необходим конденсатор в рабочем состоянии.

Один конец подключается к нулю, а второй — к выходу треугольника с порядковым номером три. Чтобы изменить направление вращения электромотора, стоит подключить его к фазе, а не к нулю.

Схема подключения электродвигателя 220 вольт через конденсаторы

В случае когда мощность двигателя более 1,5 Киловатта или он при старте работает сразу с нагрузкой, вместе с рабочим конденсатором необходимо параллельно установить и пусковой. Он служит увеличению пускового момента и включается всего на несколько секунд во время старта. Для удобства он подключается с кнопкой, а все устройство — от электропитания через тумблер или кнопку с двумя позициями, которая имеет два фиксированных положения. Для того чтобы запустить такой электромотор, необходимо все подключить через кнопку (тумблер) и держать кнопку старта, пока он не запустится. Когда запустился – просто отпускаем кнопку и пружина размыкает контакты, отключая стартер

Специфика заключается в том, что асинхронные двигатели изначально предназначаются для подключения к сети с тремя фазами в 380 В или 220 В.

Р = 1,73 * 220 В * 2,0 * 0,67 = 510 (Вт) расчет для 220 В

Р = 1,73 * 380 * 1,16 * 0,67 =510,9 (Вт) расчет для 380 В

По формуле становится понятно, что электрическая мощность превосходит механическую. Это необходимый запас для компенсации потерь мощности при старте — создании вращающегося момента магнитного поля.

Существуют два типа обмотки — звездой и треугольником. По информации на бирке мотора можно определить какая система в нем использована.

Схема подключения электродвигателя на 220В через конденсатор

Подключение электродвигателя к однофазной сети – это ситуация, которая встречается достаточно часто. Особенно такое подключение требуется на загородных участках, когда трехфазные электродвигатели используются под какие-то приспособления. К примеру, для изготовления наждака или самодельного сверлильного аппарата. Кстати, мотор стиральной машины через конденсатор производится. Но как это сделать правильно? Необходима схема подключения электродвигателя на 220В через конденсатор. Давайте разбираться в ней.

Начнем с того, что существует две стандартные схемы подключения электродвигателя к трехфазной сети: звезда и треугольник. Оба вида подключения создают условия, при которых в обмотках статора двигателя попеременно проходит ток. Он создает внутри вращающееся магнитное поле, которое действует на ротор, заставляя его вращаться. Если подключается трехфазный электродвигатель в однофазную сеть, то вот этот вращающийся момент не создается. Что делать? Вариантов несколько, но чаще всего электрики устанавливают в схему конденсатор.

Что при этом получается?

• Скорость вращения не изменяется.
• Мощность сильно падает. Конечно, говорить о конкретных цифрах здесь не приходиться, потому что падение мощности будет зависеть от разных факторов. К примеру, от условий эксплуатации самого двигателя, от схемы подключения, от конденсаторов, а, точнее, от их емкости. Но в любом случае потери будут составлять от 30 до 50 процентов.

Необходимо отметить, что не все электродвигатели могут работать от однофазной сети. Лучше всего работают асинхронные виды. У них даже на бирках указаны, что можно проводить подключение и на трехфазную сеть, и на однофазную. При этом обязательно указывается величина напряжения – 127/220 или 220/380В. Меньший показатель предназначен для схемы треугольник, больший для звезды. На картинке ниже показано обозначение.

Обратите внимание в рисунке на нижнюю бирку (Б). Она говорит о том, что двигатель можно подключить только через звезду

С этим придется смириться и получить аппарат с низкой мощностью. Если есть желание изменить ситуацию, то придется разобрать двигатель и вывести еще три конца обмоток, после чего провести подключение по треугольнику.

И еще один очень важный момент. Если вы устанавливаете в однофазную сеть электродвигатель с напряжением 127/220 вольт, то понятно, что к сети напряжением 220В можно подключиться через звезду. Потери мощности гарантированы. Но сделать в данном случае ничего нельзя. Если будет произведено подключение этого прибора через треугольник – мотор просто сгорит.

Схема подключения однофазного двигателя через конденсатор

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

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

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

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

Статья по теме: Виды электромонтажных работ по смете

Заключение

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

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

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

Принцип работы двигателя

Чтобы понять, как работают электродвигатели асинхронные трехфазные, необходимо провести один несложный эксперимент. Для этого вам понадобиться обычный магнит подковообразного типа и медный стержень. При этом магнит надо хорошо закрепить к рукоятке, с помощью которой его можно крутить на одном месте вокруг своей оси. Медный стержень закрепляется в подшипниках и устанавливается в пространство между концами (полюсами) магнита-подковы. То есть, стержень оказывается как бы внутри магнита, а, точнее сказать, внутри его плоскости вращении.

Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя

Теперь надо просто вращать магнитное устройство за ручку. Лучше по часовой стрелке. Так как между полюсами есть магнитное поле, то оно также будет вращаться. При этом поле будет пересекать или рассекать своими силовыми линиями медный стержень-цилиндр. И тут включается закон электромагнитной индукции. То есть, внутри медного стержня начнут возникать вихревые токи. Они, в свою очередь, начнут образовывать свое собственное магнитное поле, которое будет взаимодействовать с основным магнитным полем.

При этом стержень начнет вращаться в ту же сторону, что и магнит. И вот тут возникает один момент, который также лежит в принципе работы электродвигателя. О нем было уже упомянуто. Если скорость вращения стержня будет такое же, как у магнита, то их силовые линии пересекаться не будут. То есть, вращения не будет в виду отсутствия вихревых токов.

И еще пару нюансов:

• Магнитное поле вращается с той же скоростью, что и сам магнит, поэтому скорость называют синхронной.
• А вот стержень вращается с меньшей скоростью, поэтому ее и называют асинхронной. Отсюда, в принципе, название и самого электрического мотора.

Кстати, определить величину скольжения несложно, для этого необходимо воспользоваться формулой:

S=n-n1/n, где

• S – это величина скольжения;
• n – скорость вращения магнита;
• n1 – скорость вращения ротора.

чем отличаются и как их реализовать на практике

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

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

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

Блок: 1/6 | Кол-во символов: 519
Источник: https://ElectrikBlog.ru/odnofaznyj-asinhronnyj-dvigatel-shema-podklyucheniya-s-puskovoj-obmotkoj-i-kondensatornym-zapuskom/

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.

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 1092
Источник: https://2shemi.ru/shema-podklyucheniya-dvigatelya-cherez-kondensator/

Устройство кухонной вытяжки: принципиальная схема

Основными компонентами любой вытяжки являются:

• вытяжной вентилятор с электродвигателем;
• схема переключения скоростей;
• лампы освещения;
• фильтры.

Стандартная электрическая схема кухонной вытяжки

Вытяжной вентилятор

Вентилятор, без сомнения, является главным элементом данного аппарата. Именно он обеспечивает движение воздушных потоков через фильтрационные элементы, на которых задерживается жир. Вращение вентилятора в вытяжках обеспечивается, как правило, много скоростным асинхронным двигателем.

К сведению! Конструкция много скоростного электродвигателя переменного тока включает короткозамкнутый ротор и статор с несколькими независимыми обмотками. Изменение частоты вращения двигателя достигается за счет разного подключения статорных обмоток.

Схема включения трех скоростного двигателя: когда переключатель находится в положении L,частота вращения минимальная, в положении H – максимальная

Сам вентилятор может иметь осевую или тангенциальную конструкцию. С точки зрения производительности, вторые предпочтительнее первых, поскольку способны создавать более стабильный воздушный поток. С точки зрения надежности, ситуация аналогичная – потеря одной лопасти практически не скажется на работоспособности тангенциальной конструкции, чего не скажешь про осевую. Поэтому ремонт кухонной вытяжки с заменой запчастей вытяжного вентилятора в тангенциальных моделях осуществляется реже.

Переключатель скоростей

Переключение скоростей в разных моделях может реализовываться посредством:

• кнопок;
• ползункового переключателя;
• сенсора.

Первые два варианта являются самыми простыми. С помощью кнопок или передвижного рычажка коммутируются необходимые контакты, подавая напряжение на обмотки электродвигателя. Именно благодаря своей простоте, такие переключатели считаются достаточно надежными. Все, что может с ними произойти, это окисление или подгорание контактов. Но даже в этом случае ремонт не отличается особой сложностью.

Сенсорным управлением оснащаются более дорогие модели. Панель имеет дополнительную подсветку и выглядит очень стильно. Впрочем, ремонтопригодность сенсора невысокая. Зачастую приходится полностью менять вышедший из строя блок управления, который стоит немалых денег.

Кнопочный переключатель скоростей кухонной вытяжки

Осветительные приборы

Освещение варочной поверхности является важным моментом в процессе приготовления пищи. Современные вытяжки могут оснащаться лампами накаливания, галогенными или светодиодными приборами, мощность и количество которых зависят от модели устройства.

Обратите внимание! Наиболее экономными являются светодиодные лампы. При одинаковом световом потоке они потребляют в 8-10 раз меньше мощности, чем лампы накаливания. Кроме того, их ресурс составляет более 30 000 часов.

В большинстве случаев ремонт кухонной вытяжки, у которой перегорела лампа подсветки, может осуществить своими руками любая домохозяйка. Однако бывают ситуации, когда требуется более профессиональный подход с использованием измерительных приборов.

Подсветка варочной поверхности

Фильтрационные элементы

В кухонных вытяжках могут использоваться два вида фильтров: жировой и угольный. Жироулавливающий фильтр устанавливается на всех без исключения моделях, поскольку без него внутренние компоненты прибора очень быстро покроются маслянистой пленкой, что впоследствии приведет к их поломке. По количеству применений подобные фильтрационные элементы делятся на одноразовые и многоразовые. Первые изготавливаются из акрила, синтепона или флизелина и подлежат замене каждые 2-3 месяца. Вторые производятся из металла, поэтому их срок службы равнозначен сроку службы самой вытяжки.

Угольные фильтры устанавливаются в рециркуляционных моделях и предназначены для удаления запаха. Основу данных элементов составляет активированный уголь – качественный адсорбент, который очень хорошо поглощает всевозможные газы. Поскольку ресурс угольных фильтров не безграничен, они подлежат периодической замене, приблизительно 1 раз в 3-4 месяца.

Металлический жироулавливающий фильтр

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 4041
Источник: http://KitchenGuide.su/remont/remont-kuxonnyx-vytyazhek.html

С чего обязательно следует начинать подключение двигателя: 2 важных момента, проверенные временем

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

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

Важное предупреждение

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

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

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

Как состояние подшипников влияет на работу двигателя

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

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

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

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

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

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

Что надо учитывать в конструкции статорных обмоток и как их подготовить

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Техническое состояние изоляции обмоток

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

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

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

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 5544
Источник: https://ElectrikBlog.ru/odnofaznyj-asinhronnyj-dvigatel-shema-podklyucheniya-s-puskovoj-obmotkoj-i-kondensatornym-zapuskom/

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.

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 972
Источник: https://2shemi.ru/shema-podklyucheniya-dvigatelya-cherez-kondensator/

Как отличить конструкцию однофазного асинхронного электродвигателя и определить его тип по статистической таблице

Привожу выдержку из книги Алиева И И про асинхронные двигатели, вернее таблицу основных электрических характеристик.

Как видите, промышленностью массово выпущены модели с:

• повышенным сопротивлением пусковой обмотки;
• пусковым конденсатором;
• рабочим конденсатором;
• пусковым и рабочим конденсатором;
• экранированными полюсами.

А еще здесь не указаны более новые разработки, называемые АЭД — асинхронные энергосберегающие двигатели, обеспечивающие:

• значительное снижение реактивной мощности;
• повышение КПД;
• уменьшение потребления полной мощности при той же нагрузке на вал, что и у обычных моделей.

Их конструкторское отличие: внутри зубцов сердечника статора выполнены углубления. В них жестко вставлены постоянные магниты, взаимодействующие с вращающимся магнитным полем.

Во всем этом многообразии вам предстоит разбираться самостоятельно с неизвестной конструкцией. Здесь большую помощь может оказать техническое описание или шильдик на корпусе.

Я же дальше рассматриваю только две наиболее распространенные схемы запуска АД в работу.

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

Онлайн расчет емкости конденсатора мотора

Введите данные для расчёта конденсаторов — мощность двигателя и его КПД

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

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

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

Пусковые конденсаторы для моторов

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

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

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

Схема подключения асинхронного двигателя с пусковой обмоткой: последовательность сборки

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

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

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

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

Помечаем эти 3 конца уже понятной нам маркировкой:

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

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

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

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

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

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

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

Тогда кнопку запуска отпускают:

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

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

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

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

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

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

GjckfNo4rzY

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 3228
Источник: https://ElectrikBlog.ru/odnofaznyj-asinhronnyj-dvigatel-shema-podklyucheniya-s-puskovoj-obmotkoj-i-kondensatornym-zapuskom/

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».

Блок: 5/5 | Кол-во символов: 388
Источник: https://2shemi.ru/shema-podklyucheniya-dvigatelya-cherez-kondensator/

Схема подключения асинхронного двигателя с конденсаторным запуском: 3 технологии

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

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

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

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

Конденсатор подключают к выводам пусковой и рабочей обмоток.

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

Здесь получается, что:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Резистор Rо низкоомный и мощный выполняет роль токоограничивающего сопротивления.

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

Где взять номиналы главного и вспомогательного конденсаторов?

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

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

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

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

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

Как поменять направление вращения однофазного асинхронного двигателя: 2 схемы

Высока вероятность того, что АД запустили по одному из вышеперечисленных принципов, а он крутится не в ту сторону, что требуется для привода.

Другой вариант: на станке необходимо обязательно выполнять реверс для обработки деталей. Оба эти случаи поможет реализовать очередная разработка.

Возвращаю вас к начальной схеме, когда мы случайным образом объединяли концы главной и вспомогательной обмоток. Теперь нам надо сменить последовательность включения одной из них. Показываю на примере смены полярности пусковой обмотки.

В принципе так можно поступить и с главной. Тогда ток по этой последовательно собранной цепочке изменит направление одного из магнитных потоков и направление вращения ротора.

Для одноразового реверса этого переключения вполне достаточно. Но для станка с необходимостью периодической смены направления движения привода предлагается схема реверса с управлением тумблером.

Этот переключатель можно выбрать с двумя или тремя фиксированными положениями и шестью выводами. Подбирать его конструкцию необходимо по току нагрузки и допустимому напряжению.

Схема реверса однофазного АД с пусковой обмоткой через тумблер имеет такой вид.

Пускать токи через тумблер лучше от вспомогательной обмотки, ибо она работает кратковременно. Это позволит продлить ресурс ее контактов.

Реверс АД с конденсаторным запуском удобно выполнить по следующей схеме.

Для условий тяжелого запуска параллельно основному конденсатору через средний контакт с самовозвратом кнопки ПНВС подключают дополнительный конденсатор. Эту схему не рисую, она показана раньше.

Переключать положение тумблера реверса необходимо исключительно при остановленном роторе, а не во время его вращения. Случайная смена направления работы двигателя под напряжением связана с большими бросками токов, что ограничивает его ресурс.

Поэтому место расположения тумблера реверса на станке необходимо выбирать так, чтобы исключить случайное оперирование им во время работы. Устанавливайте его в углублениях конструкции.

Если у вас еще остались неясные моменты про однофазный асинхронный двигатель и схему подключения, то задавайте их в комментариях. Обязательно обсудим.

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

Кол-во блоков: 14 | Общее кол-во символов: 30283
Количество использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:

1. https://2shemi.ru/shema-podklyucheniya-dvigatelya-cherez-kondensator/: использовано 4 блоков из 5, кол-во символов 3956 (13%)
2. http://KitchenGuide.su/remont/remont-kuxonnyx-vytyazhek.html: использовано 3 блоков из 5, кол-во символов 7163 (24%)
3. https://ElectrikBlog.ru/odnofaznyj-asinhronnyj-dvigatel-shema-podklyucheniya-s-puskovoj-obmotkoj-i-kondensatornym-zapuskom/: использовано 6 блоков из 6, кол-во символов 16400 (54%)
4. https://onlineelektrik.ru/eoborudovanie/edvigateli/sxema-podklyucheniya-elektrodvigatelya-na-220v-cherez-kondensator.html: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 2764 (9%)

Схема подключения однофазного электродвигателя 220В (видео)

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

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

Обмотки электромотора

Укладка обмоток в статоре однофазного электродвигателя

Конструкция любого однофазного электродвигателя предполагает использование как минимум трех катушек. Две из них являются элементов конструкции статора,включены параллельно. Одна из них является рабочей, а вторая выполняет функции пусковой. Их клеммы выведены на корпус двигателя и используются для подключения к сети. Обмотка ротора выполнена короткозамкнутой. К сети подключатся две из них, остальные служат для коммутации.

Для изменения мощности рабочая катушка может формироваться из двух частей, которые включаются последовательно.

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

Особенности формирования вращающего момента

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

Варианты создания сдвига фаз

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

Для упрощения запуска двигателя с рабочим конденсатором, перед подачей на него тока от сети параллельно ему подключают вспомогательную емкость.

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

Конденсаторы

Схема подключения однофазных конденсаторных двигателей: а – с рабочей емкостью Ср, б – с рабочей емкостью Ср и пусковой емкостью Сп.

Электродвигатель может комплектоваться двумя разновидностями конденсаторов. Наличие емкости, включаемой последовательно спусковой обмоткой и пропускающей через себя ток для сдвига фазы, является обязательным. Ее значение заимствуется из паспортных данных электродвигателя и дублируется на его шильдике.

При отсутствии конденсатора нужной емкости допустимо применять любой другой с близким номиналом. При слишком сильном отклонении в меньшую сторону двигатель может не начать вращаться без ручной прокрутки его вала, а затем не будет развивать нужную мощность. При значительном превышении емкости начнется сильный нагрев.

Емкость дополнительного пускового компонента выбирается в два-три раза выше по сравнению с основным. Такая величина обеспечивает максимальный стартовый момент.

Для включения пускового элемента может использоваться как обычная кнопка, так и более сложные схемы.

Косвенное включение

Подключение однофазного двигателя

Основным компонентом схемы косвенного включения является магнитный пускатель, который включается в разрыв между выходом силовой сети и электродвигателем.

Силовые контакты этого блока выполнены как нормально разомкнутые. Магнитный пускатель по величине максимального протекающего через него тока относится к одной из семи нормированных групп. Из-за небольшой мощности однофазных электродвигателей обычно достаточно устройства первой группы, максимальное значение коммутируемого тока которого составляет 10 А.

Управляющая часть катушки предназначена для подключения к сетям с различным напряжением. Наиболее удобным является магнитный пускатель с управлением от 220в переменного тока.

Особенности применения магнитного пускателя

В управляющей части устройства предусмотрено несколько пар контактов, на которых собирается схема релейной автоматики. Один из них всегда является нормально замкнутым, а второй – нормально разомкнутым.

У кнопки «Пуск» рабочим считается нормально разомкнутый контакт, а у кнопки «Стоп» задействован нормально замкнутый элемент.

При выполнении подключения рассматриваемого устройства осуществляются соединения нескольких типов.

Схема подключения однофазного двигателя

Фаза, наряду с входной клеммой, подключается также к входу контакта кнопки «Стоп», а ноль соединяется с входной клеммой катушки, что обеспечивает протекание через нее управляющего тока.

Активный контакт кнопки «Пуск» при работающем двигателе шунтируется аналогичным элементом катушки. Для формирования этой цепи выполняются два дополнительных соединения, схема которых показана на рисунке выше:

• выход рабочего контакта кнопки «Стоп» параллельно соединяется с контактами выхода кнопки «Пуск» и входа управляющей катушки,
• выход нормально разомкнутого контакта управляющей катушки параллельно соединяется с ее выходной клеммой и с входом рабочего контакта кнопки «Пуск».

Заключение

Процесс подключения однофазного электромотора к сети 220в не отличается большой сложностью и фактически требует только желания, минимального набора простейших инструментов, наличия схемы соединений и аккуратности в работе. Из расходных материалов нужны только провода. Из-за опасности короткого замыкания и больших величин токов, протекающих через обмотки двигателя, необходимо обязательно выполнять требования техники безопасности и не забывать про старое, но очень действенное правило: «Семь раз отмерь, один раз отрежь».

где применяются, схема подключения с конденсатором

Функционирование однофазного электродвигателя основано на использовании переменного электрического тока посредством подсоединения к сетям с одной фазой. Напряжение в такой сети должно соответствовать стандартному значению 220 Вольт, частота — 50 Герц. Преимущественное применение моторы данного типа находят в бытовых устройствах, помпах, небольших вентиляторах и т.п.

Мощности однофазных моторов достаточно и для электрификации частных домов, гаражей или дачных участков. В этих условиях используется однофазная электрическая сеть с напряжением 220 В, что предъявляет некоторое требования к процессу подключения мотора. Здесь применяется специальная схема, предполагающая использование устройства с пусковой обмоткой.

Схема подключения однофазного двигателя через конденсатор

Однофазные электродвигатели 220в подключают к сети с применением конденсатора. Это обусловлено некоторыми конструктивными особенностями агрегата. Так, на статоре мотора обмотка с переменным током создает магнитное поле, импульсы которого компенсируются лишь при условии смены полярности с частотой 50 Гц. Несмотря на характерные звуки, которые издает однофазный двигатель, вращение ротора при этом не происходит. Крутящий момент создается за счет применения дополнительных пусковых обмоток.

Чтобы понять, как подключить однофазный электродвигатель через конденсатор, достаточно рассмотреть 3 рабочие схемы с применением конденсатора:

• пускового;
• работающего;
• работающего и пускового (комбинированная).

Каждая из перечисленных схем подключения подходит для использования при эксплуатации асинхронных однофазных электродвигателей 220в. Однако каждый вариант имеет свои сильные и слабые стороны, поэтому они заслуживают более детального ознакомления.

Идея применения пускового конденсатора состоит в его включении в цепь лишь в момент запуска мотора. Для этого схемой предусматривается наличие специальной кнопки, предназначенной для размыкания контактов после выхода ротора на заданный уровень скорости. Его дальнейшее вращение происходит под воздействием инерционной силы.

Поддержание вращательных движений на протяжении длительного промежутка времени обеспечивается магнитным полем основной обмотки однофазного двигателя с конденсатором. Функции переключателя при этом может выполнять специально предусмотренное реле.

Схема подключения однофазного электродвигателя через конденсатор предполагает наличие нажимной пружинной кнопки, разрывающей контакты в момент размыкания. Такой подход обеспечивает возможность снизить количество используемых проводов (допускается применение более тонкой пусковой обмотки). Во избежание возникновения коротких замыканий между витками рекомендуется применять термореле.

При достижении критически высоких температур этот элемент деактивирует дополнительную обмотку. Аналогичную функцию может выполнять центробежный выключатель, устанавливаемый для размыкания контактов в случаях превышения допустимых значений скорости вращения.

Для автоматического контроля скорости вращения и защиты мотора от перегрузов разрабатываются соответствующие схемы, а в конструкции агрегатов вносятся различные корректировочные компоненты. Установку центробежного выключателя можно произвести непосредственно на роторном валу либо на сопряженных с ним (прямым или редукторным соединением) элементах.

Воздействующая на груз центробежная сила способствует натяжению пружины, соединенной с контактной пластиной. Если скорость вращения достигает заданного значения, происходит замыкание контактов, подача тока на двигатель прекращается. Возможна передача сигнала другому управляющему механизму.

Существуют варианты схем, при которых в одном элементе конструкции предусматривается наличие центробежного выключателя и теплового реле. Подобное решение позволяет деактивировать двигатель посредством теплового компонента (в случае достижения критических температур) либо под воздействием раздвигающегося элемента центробежного выключателя.

В случае подключения двигателя через конденсатор часто происходит искажение линий магнитного поля в дополнительной обмотке. Это влечет за собой увеличение мощностных потерь, общее снижение производительности агрегата. Однако сохраняются хорошие показатели пуска.

Применение рабочего конденсатора в схеме подключение однофазного двигателя с пуcковой обмоткой предполагает ряд отличительных особенностей. Так, после пуска отключения конденсатора не происходит, вращение ротора осуществляется за счет импульсного воздействия со стороны вторичной обмотки. Это существенно увеличивает мощность двигателя, а грамотный побор емкости конденсатора позволяет оптимизировать форму электромагнитного поля. Однако пуск мотора становится более продолжительным.

Подбор конденсатора подходящей мощности производится с учетом токовых нагрузок, что позволяет оптимизировать электромагнитное поле. В случае изменения номинальных значений будет происходить колебание по всем остальным параметрам. Стабилизировать форму линий магнитных полей позволяет использование нескольких конденсаторов с разными емкостными характеристиками. Такой подход позволяет оптимизировать рабочие характеристики системы, однако предусматривает возникновение некоторых сложностей в процессах монтажа и эксплуатации.

Комбинированная схема подключения однофазного двигателя с пусковой обмоткой рассчитана на использование двух конденсаторов — рабочего и пускового. Это оптимальное решение для достижения средних рабочих характеристик.

Расчет емкости конденсатора мотора

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

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

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

Реверс направления движения двигателя

Не исключено, что после подключения однофазные электродвигатели будут вращаться в направлении, обратном необходимому. Исправить это несложно. Во время сборки схемы один провод был выведен, как общий, ещё один проводник был подан на кнопку. Для того чтобы изменить вращающееся магнитное направление электромотора, эти 2 провода необходимо поменять местами.

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.

Схема подключения однофазного электродвигателя на 220 вольт через конденсатор

Нередки случаи, когда необходимо подключить электродвигатель к сети 220 вольт — это происходит при попытках приобщить оборудование к своим нуждам, но схема не отвечает техническим характеристикам, указанным в паспорте такого оборудования. Мы постараемся разобрать в этой статье основные приемы решения проблемы и представим несколько альтернативных схем с описанием для подключения однофазного электродвигателя с конденсатом на 220 вольт. Почему так происходит? Например, в гараже необходимо подключение асинхронного электродвигателя на 220 вольт, который рассчитан на три фазы. При этом, необходимо сохранить КПД (коэффициент полезного действия), так поступают в случае, если альтернативы (в виде движка) просто не существует, потому как в схеме на три фазы легко образуется вращающееся магнитное поле, которое обеспечивает создание условий для вращения ротора в статоре. Без этого КПД будет меньше, по сравнению с трехфазной схемой подключения. Когда в однофазных движках присутствует только одна обмотка, мы наблюдаем картину, когда поле внутри статора не вращается, а пульсирует, то есть толчок для пуска не происходит, пока собственноручно не раскрутить вал. Для того, чтобы вращение могло происходить самостоятельно, добавляем вспомогательную пусковую обмотку. Это вторая фаза, она перемещена на 90 градусов и толкает ротор при включении. При этом двигатель все равно включен в сеть с одной фазой, так что название однофазного сохраняется. Такие однофазные синхронные моторы имеют рабочую и пусковую обмотки. Разница в том, что пусковая действует только при включении заводя ротор, работая всего три секунды. Вторая же обмотка включена все время. Для того, чтобы определить где какая, можно использовать тестер. На рисунке можно увидеть соотношение их со схемой в целом. Подключение электродвигателя на 220 вольт: мотор запускается путем подачи 220 вольт на рабочую и пусковую обмотки, а после набора необходимых оборотов нужно вручную отключить пусковую. Для того, чтобы фазу сдвинуть, необходимо омическое сопротивление, которое и обеспечивают конденсаторы индуктивности. Встречается сопротивление как в виде отдельного резистора, так и в части самой пусковой обмотки, которая выполняется по бифилярной технике. Она работает так: индуктивность катушки сохраняется, а сопротивление становиться больше из-за удлиненного провода из меди. Такую схему можно наблюдать на рисунке 1: подключение электродвигателя 220 вольт. Рисунок 1. Схема подключения электродвигателя 220 вольт с конденсатором Существуют также моторы, у которых обе обмотки непрерывно подключены к сети, они называются двухфазные, потому как поле внутри вращается, а конденсатор предусмотрен, чтобы сдвигать фазы. Для работы такой схемы, обе обмотки имеют провод с равным друг другу сечением. Схема подключения коллекторного электродвигателя на 220 вольт Где можно встретить в быту? Электрические дрели, некоторые стиральные машинки, перфораторы и болгарки имеют синхронный коллекторный двигатель. Он способен работать в сетях с одной фазой даже без пусковых механизмов. Схема такая: перемычкой соединяются концы 1 и 2, первый берет начало в якоре, второй – в статоре. Два кончика, которые остались, необходимо присоединить к питанию в 220 вольт. Подключение электродвигателя 220 вольт с пусковой обмоткой Внимание! Такая схема исключает блок электроники, а следовательно – мотор сразу же с момента старта, будет работать на полную мощность – на максимальных оборотах, при запуске буквально срываясь с силой от пускового электротока, который вызывает искры в коллекторе; существуют электромоторы с двумя скоростями. Их можно определить по трем концам в статоре, выходящим из обмотки. В этом случае скорость вала при подключении уменьшается, а риск деформации изоляции при старте – увеличивается; направление вращения можно изменить, для этого следует поменять местами окончания подключения в статоре или якоре. Схема подключения электродвигателя 380 на 220 вольт с конденсатором Есть еще один вариант подключения электродвигателя мощность в 380 Вольт, который приходит в движение без нагрузки. Для этого также необходим конденсатор в рабочем состоянии. Один конец подключается к нулю, а второй — к выходу треугольника с порядковым номером три. Чтобы изменить направление вращения электромотора, стоит подключить его к фазе, а не к нулю. Схема подключения электродвигателя 220 вольт через конденсаторы В случае, когда мощность двигателя более 1,5 Киловатта или он при старте работает сразу с нагрузкой, вместе с рабочим конденсатором необходимо параллельно установить и пусковой. Он служит увеличению пускового момента и включается всего на несколько секунд во время старта. Для удобства он подключается с кнопкой, а все устройство — от электропитания через тумблер или кнопку с двумя позициями, которая имеет два фиксированных положения. Для того, чтобы запустить такой электромотор, необходимо все подключить через кнопку (тумблер) и держать кнопку старта, пока он не запустится. Когда запустился – просто отпускаем кнопку и пружина размыкает контакты, отключая стартер Специфика заключается в том, что асинхронные двигатели изначально предназначаются для подключения к сети с тремя фазами в 380 В или 220 В. Важно! Для того чтобы подключить однофазный электромотор в однофазную сеть, необходимо ознакомиться с данными мотора на бирке и знать следующее: Р = 1,73 * 220 В * 2,0 * 0,67 = 510 (Вт) расчет для 220 В Р = 1,73 * 380 * 1,16 * 0,67 =510,9 (Вт) расчет для 380 В По формуле становиться понятно, что электрическая мощность превосходит механическую. Это необходимый запас для компенсации потерь мощности при старте — создании вращающегося момента магнитного поля. Существуют два типа обмотки — звездой и треугольником. По информации на бирке мотора можно определить какая система в нем использована. Это схема обмотки звездой Красные стрелки — это распределение напряжения в обмотках мотора, говорит о том, что на одной обмотке распределяется напряжение единичной фазы в 220 В, а двух других — линейного напряжения 380 В. Такой двигатель можно приспособить под однофазную сеть по рекомендациям на бирке: узнать для какого напряжения созданы обмотки, можно соединять их звездой или треугольником. Схема обмотки треугольником проще. По возможности лучше применить ее, так как двигатель будет терять мощность в меньшем количестве, а напряжение по обмоткам всюду будет равно 220 В. Это схема подключения с конденсатором асинхронного двигателя в однофазную сеть. Включает рабочие и пусковые конденсаторы. Пример: применяем конденсаторы ориентируясь на напряжение, минимум 300 или 400 В; емкость рабочих конденсаторов набирается путем параллельного их соединения; вычисляем таким образом: каждые 100 В — это еще 7мкФ, учитывая, что 1 кВт равен 70 мкФ; это пример параллельного соединения конденсаторов емкость для пуска должна превышать в три раза емкость рабочих конденсаторов. Важно! Если при старте не отключить вовремя пусковые конденсаторы, когда мотор наберет стандартные для него обороты, они приведут к большому перекосу по току во всех обмотках, что попросту заканчивается перегревом электромотора.

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.

Вспомогательная обмотка

— обзор

20.5.3 Стратегия управления для трехфазного источника напряжения SPIM на основе инвертора с рабочим конденсатором

Соответствующий рис. 20.5C, аналогичный трехфазный инвертор с источником напряжения, включая шеститранзисторный мост 20.12, рабочий конденсатор, подключенный к вспомогательной обмотке, является единственным отличием по сравнению с рис. 20.8. Из-за использования рабочего конденсатора потребность в высоком напряжении во вспомогательной обмотке снижается, но надежность и срок службы двигателя могут быть поставлены под угрозу из-за использованного конденсатора.

Рис. 20.12. Схема инвертора источника трехфазного напряжения и SPIM использует рабочий конденсатор во вспомогательной обмотке.

Как и в предыдущем случае, основная обмотка SPIM подключается между точками подключения трехфазного инвертора a и b , а вспомогательная обмотка подключается к точкам подключения c и b . Напряжение основной обмотки и напряжение вспомогательной обмотки могут быть представлены в формулах.(20.9a), (20.9b).

В отличие от предыдущего случая без рабочего конденсатора во вспомогательной обмотке, поскольку рабочий конденсатор может сделать сопротивление вспомогательной обмотки емкостным, и в результате ток основной обмотки и ток вспомогательной обмотки имеют фазовый сдвиг примерно 90 градусов, а напряжение основной обмотки В _{основной} и напряжение вспомогательной обмотки В _aux могут поддерживаться в фазе.Обратите внимание, что это сдвиг фазового угла может изменяться при разных скоростях, поскольку емкость вспомогательной обмотки зависит от частоты управления.

Блок управления для этого случая почти такой же, как и в предыдущем случае, показанном на рис. 20.9, поэтому для простоты повторять его здесь не будем.

Подобно модуляции напряжения в предыдущем случае, В _{основной} и В _{вспомогательный} могут быть получены на основе выходного напряжения трехфазного инвертора, как показано ниже:

(20.14) Va = Mcosω ∗ t + VDC / 2Vb = VDC / 2Vc = Acosω ∗ t + VDC / 2

, где M — амплитуда напряжения основной обмотки V _main , A — амплитуда напряжения вспомогательной обмотки В _aux , В _DC — напряжение промежуточного контура, а ω — регулируемая частота управляющих напряжений.

Затем, основываясь на формуле. (20.14), В _{основной} и В _{вспомогательный} для SPIM с рабочим конденсатором во вспомогательной обмотке можно представить как,

(20.15) Vmain = Va − Vb = Mcosω ∗ tVaux = Vc − Vb = Acosω ∗ t

Это можно наблюдать из уравнения. (20.15) что В _{основной} и В _{вспомогательный} имеют одинаковую частоту и находятся в фазе, что отличается от случая SPIM без рабочего конденсатора, описанного ранее. Однако с другой точки зрения, основываясь на характеристиках предложенной топологии с трехфазным инвертором, также возможно гибко подавать различные напряжения переменного тока (включая изменение амплитуды и частоты) на основную и вспомогательную обмотки в соответствии с требования к эксплуатации.Такая гибкость управляющих напряжений может рассматриваться как преимущество привода переменного тока этого типа.

Рис. 20.13 показывает векторную диаграмму двух управляющих напряжений в формуле. (20.15). Как видно из рис. 20.13, максимальное пиковое напряжение как В, _{, , так и В} и В _{вспомогательное} составляет 0,5 о.е. ( В _DC /2, при условии, что В _DC равно 1,0 о.е.). Эта характеристика модуляции накладывает определенные ограничения на производительность SPIM из-за ограниченного доступного напряжения промежуточного контура.

Рис. 20.13. Фазорная диаграмма двух управляющих напряжений В, _{, , основное, ,} и В, _{, , вспомогательное, ,} для SPIM с рабочим конденсатором.

Схема подключения однофазного двигателя премиум-класса с конденсатором для легких и тяжелых задач

Замечательно. Схема подключения однофазного двигателя с конденсатором , которая продается на Alibaba.com, предоставляет отличную возможность для различных организаций, от частных лиц до крупных организаций, повысить свою производительность.Они доступны в огромном количестве. Схема подключения однофазного двигателя с конденсатором различных форм, размеров и рабочих характеристик. Такое разнообразие гарантирует, что все покупатели, заинтересованные в этих инновационных товарах, найдут наиболее подходящие для удовлетворения их потребностей.

Чтобы обеспечить высочайшую производительность и надежность, сайт Alibaba.com предлагает. Схема подключения однофазного двигателя с конденсатором. производителей, которые поставляют бесспорно первоклассную продукцию.Они изготовлены из прочных материалов, которые выдерживают внешние и внутренние силы, такие как механические удары, химическое воздействие и тепло, среди прочего. В этом смысле они впечатляюще долговечны, а их производительность безупречна. Они просты в установке и обслуживании благодаря своей креативной форме и дизайну, которые позволяют оптимизировать работу с другими компонентами в более крупной системе. Это делает их удобными и популярными среди многих пользователей.

При покупке. Схема подключения однофазного двигателя с конденсатором указана на сайте, покупатели уверены в получении продукции высочайшего качества.Они поставляются ведущими мировыми брендами и производителями, которые соблюдают строгие требования к качеству и нормативным требованиям в энергетическом секторе. Возможность вторичной переработки и биоразлагаемость их материалов увеличивает их популярность среди пользователей, поскольку они поддерживают экологическую устойчивость. Они идеально подходят для людей и организаций, которые выступают за экологически чистую энергию и экологически чистые методы.

Изучение Alibaba.com обнаруживает непреодолимые скидки на эти товары. Все покупатели найдут для себя самое подходящее.Электросхема однофазного двигателя с конденсатором Опции в зависимости от мощности и бюджетных соображений. Благодаря своим высочайшим характеристикам эти предметы стоят всех денег, которые покупатели вкладывают в них.

На пути к экономичному однофазному двигателю

Энергетика и энергетика
Том 5 № 9 (2013 г.), Идентификатор статьи: 39781, 13 страниц DOI: 10.4236 / epe.2013.59058

На пути к экономичному однофазному двигателю

Махди Альшамасин

Факультет инженерных технологий, Прикладной университет Аль-Балка, Амман, Иордания

Электронная почта: [email protected]

Copyright © 2013 Mahdi Alshamasin . Это статья в открытом доступе, распространяемая под лицензией Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.

Поступила 06.09.2013 г .; отредактировано 6 октября 2013 г .; принято 13 октября 2013 г.

Ключевые слова: Производительность конденсаторного двигателя; Основная фаза; сбалансированная работа; симметрия; схемы подключения; контроль параметров балансировки; реактивные элементы; фактор силы; КПД

РЕФЕРАТ

Изучение баланса работы однофазных асинхронных двигателей представляет интерес в связи с необходимостью снижения энергопотребления и увеличения срока службы двигателей.В статье основное внимание уделяется повышению производительности двигателя путем балансировки работы фазы статора для наиболее часто используемых схем подключения однофазных асинхронных двигателей с конденсаторным питанием (SPCRIM) и трехфазных асинхронных двигателей (TPIM), работающих от однофазного источника питания ( СПС). Поэтому используется математическая модель для балансировки работы двигателя путем изменения напряжения питания частоты. Исследованы характеристики параметров балансировки, представлены различные методы балансировки двигателя и проведено сравнение этих методов балансировки.

1. Введение

Экономичные однофазные двигатели необходимы в настоящее время, поскольку потребляется огромное количество энергии из-за широкого использования этих двигателей в таких областях жизни, как: домашнее хозяйство, сельское хозяйство, промышленность и т. Д. [1-3 ].

За счет повышения производительности однофазных двигателей, ферм, нефтяных скважин, домов и удаленных мастерских, имеющих только однофазную линию, не нужно устанавливать дорогие трехфазные линии или прибегать к дорогостоящим инверторам или дизельным насосам.Кроме того, во многих приложениях может потребоваться использование трехфазного асинхронного двигателя в однофазной системе питания. Например, были обнаружены технические и экономические преимущества первоначальной установки однопроводной системы заземления (SWER) для электрификации сельских районов в отдаленных и холмистых регионах [4].

Для однофазного асинхронного двигателя с конденсаторным питанием (SPCRIM) и трехфазного асинхронного двигателя (TPIM), работающих от однофазного источника питания (SPS), ток полной нагрузки может иметь почти единичный коэффициент мощности, что снижает трансформаторы энергокомпании и потери при распределении.При сбалансированной работе двигателя КПД однофазных двигателей может превышать 90 процентов. Таким образом, характеристики однофазного двигателя могут быть улучшены и стать конкурентоспособными по сравнению с трехфазным двигателем в трехфазной сети. Использование SPCRIM — лучший выбор для конкуренции с трехфазными двигателями; в то время как рабочий конденсатор может улучшить КПД двигателя, пусковой крутящий момент и коэффициент мощности. Кроме того, использование дополнительных реактивных элементов приводит к надежной балансировке двигателя, чтобы гарантировать отличную производительность двигателя [5].

Фактически, SPCRIM и TPIM, питаемые от SPS, страдают от нагрева из-за эллиптического поля, вызванного асимметрией фазовых нагрузок [6]. Неравномерная работа фаз статора этих двигателей отрицательно отражается на температуре обмотки, коэффициенте мощности и КПД двигателя [7,8]. Поэтому устранение асимметричного действия имеет большое теоретическое и практическое значение.

Обычные схемы подключения SPCRIM и TPIM, работающих от SPS [9,10] с использованием постоянного значения емкости в цепи статора, питаемой напряжением постоянной частоты, не способны обеспечить сбалансированную работу фазы статора во всем диапазоне скольжения двигателя. [11].Это связано с эллиптичностью вращающегося поля, которое принимает круговую форму только при определенных условиях. В этом случае балансировка возможна только при определенном значении скольжения, а колебания нагрузки вызовут разбалансировку двигателя и вызовут нагрев обмоток двигателя [12]. Устранить асимметрию фазных нагрузок можно следующими способами:

1) Использование однофазного фазосдвигающего конденсатора и регулировка частоты источника питания.

2) Добавление внешнего реактивного сопротивления в цепь SPCRIM или TPIM, питающуюся от SPS.Это наиболее подходящий метод для обеспечения требуемых значений фазных токов и соответствующих углов между ними (строгая симметрия).

3) Переключение количества витков обмотки статора и регулировка величины фазосдвигающей емкости [13,14], что считается наиболее экономичным методом с точки зрения использования электроэнергии и нагрева двигателя. В этой статье разрабатывается математическая модель для балансировки работы двигателя путем изменения частоты напряжения питания и исследования характеристик параметров балансировки.Кроме того, в статье представлен расширенный обзор используемых методов балансировки, сравнение между ними посредством исследования поведения и ограничений каждого метода для наиболее часто используемых схем подключения асинхронных двигателей, питаемых от однофазного источника питания в практических приложениях.

2. Балансировка работы двигателя путем управления частотой питания

Создаваемое поле в SPCRIM и TPIM, работающих от SPS, может иметь прямолинейную, эллиптическую или круглую форму, в зависимости от реактивного сопротивления фазосдвигающего конденсатора.Конечно, машина будет иметь лучший КПД и коэффициент мощности, когда поле имеет круглую форму. Таким образом, фазные токи равны по величине, а фазовый угол между ними составляет 90 электрических градусов для SPCRIM или 120 электрических градусов для TPIM, работающего от SPS. Реактивным сопротивлением можно управлять, изменяя частоту напряжения питания, и при определенных условиях, при которых ток обратной последовательности становится равным нулю, работа двигателя сбалансирована [15]. Значение реактивного сопротивления конденсатора, которое удовлетворяет первому условию балансировки, может быть вычислено из следующего соотношения:

(1)

второе условие балансировки:

(2)

, где A и B — коэффициенты балансировки

2.1. Условия балансировки SPCRM с двумя обмотками, соединенными параллельно

Принципиальная схема SPCRIM с двумя обмотками, соединенными параллельно, показана на рисунке 1. Используя методы симметричных компонентов, несимметричные переменные двигателя могут быть разложены на прямую (прямую) последовательность и компоненты обратной (обратной) последовательности [16,17]. На рис. 2 показана эквивалентная схема этих компонентов [18].

Согласно методу симметричных компонент, фазные токи могут быть записаны как [16,19]

(3)

Рисунок 1.Принципиальная схема СПКРМ с двумя параллельно включенными обмотками.

(а) (б)

Рисунок 2. Пофазная эквивалентная схема; (а) Положительная последовательность, (б) Отрицательная последовательность.

(4)

Согласно закону Кирхгофа, напряжения, моделирующие SPCRM, равны

(5)

(6)

, где

Из уравнений (5) и (6) уравнение баланса (при который становится равным нулю) равно

(7)

Подстановка действительной и мнимой частей импедансов дает

(8)

Решение этого уравнения дает

(9)

(10)

Из уравнений (9) и (10) получаем

и

Таким образом, коэффициенты баланса равны

и

2.2. Условия балансировки трехфазного асинхронного двигателя, питаемого от однофазной сети

Принципиальная схема TPIM, подключенного по схеме треугольника и работающего от SPS, показана на рисунке 3.

Согласно законам Кирхгофа, напряжения и токи равны

( 11)

(12)

(13)

Подстановка симметричных составляющих для напряжений и токов в уравнения (11) и (12) дает [20]:

(14)

(15)

с сбалансированное состояние

(16)

следовательно,

(17)

это означает

(18)

(19)

Решая уравнения (18) и (19), мы получаем

В результате коэффициенты балансировки равны

и

. Используя те же процедуры анализа, можно получить коэффициенты балансировки для наименьших схем цепей SPCRIM и TPIM, подаваемых из SPS.Коэффициенты балансировки указаны в таблице 1.

Кроме того, когда частота остается постоянной, уравнение (2) удовлетворяется при определенном значении скольжения. Изменение скольжения (S) приводит к изменению токов статора, в то время как для определенных значений скольжения, а именно S = S _sym , токи статора будут равны друг другу [21]. Фазовый угол между фазными токами, требующий установления баланса, может быть получен с помощью сдвигающего конденсатора. Другими словами, для любого скольжения (S) существует определенная частота (f _sym ), на которой двигатель будет сбалансирован.Чтобы найти

Рисунок 3. Принципиальная схема трехфазного электродвигателя с Δ-соединением, питаемого от однофазной сети.

Таблица 1. Коэффициенты балансировки для часто используемых схем подключения.

частота, при которой достигается сбалансированная работа двигателя для различных значений скольжения, значения R ₁ и X ₁ должны быть найдены из эквивалентной схемы однофазного двигателя на рисунке 2 (a) как

(20)

(21)

Подставив R ₁ и X ₁ из уравнения (20) и уравнения (21) в уравнение (2) и переставив полученное уравнение без учета активного сопротивления статора, Частота балансировки на единицу может быть найдена как:

(22)

Для двигателей малой и средней мощности можно рассмотреть, а затем частоту балансировки на единицу можно рассчитать как:

(23)

, когда Если задано значение частоты, скольжение, при котором работа двигателя уравновешивается, может быть получено как:

(24)

Критическое скольжение (скольжение при максимальном крутящем моменте) является функцией частоты и может быть вычислено из выражения [22]

(25)

3.Балансировка SPCRIM путем вставки индуктивного реактивного сопротивления в цепь статора

Значения балансировочного импеданса (индуктивного и емкостного) для наиболее распространенных схем подключения SPCRIM и TPIM, питаемых от SPS, можно определить с помощью следующей группы уравнений [5] :

(26)

(27)

где коэффициенты уравнений (26) и (27) можно получить из таблицы 2.

4. Балансировка работы двигателя путем управления значением емкости

В этом методе частота постоянна и часто равна номинальной частоте, в то время как емкость изменяется для обеспечения балансировки при изменении нагрузки.Номинал балансировочного конденсатора можно регулировать электронным способом [4,23].

Балансировка SPCRM с двумя обмотками, соединенными параллельно

Для SPCRIM с двумя обмотками, соединенными параллельно, где емкость конденсатора изменяется в зависимости от нагрузки, как показано на рисунке 4, значение уравновешивающей емкости можно рассчитать по формулам (5 ) и (6), приравняв абсолютные значения и как [10,24].

(28)

, где

5. Моделирование и результаты

Кривые параметров балансировки X _K , S _sym и S _cr в зависимости от частоты, в зависимости от уравнений (1), (24 ) и (25), были исследованы с помощью программного обеспечения labVIEW для SPCRIM и TIM, работающих от SPS, со следующими данными:

На рисунках 5-8 показаны полученные кривые для наиболее часто используемых схем подключения.

Из этих рисунков видно, что S _sym обратно пропорционален частоте, где его значение на низких частотах приближается к 1. Это означает, что двигатель может быть запущен в сбалансированном состоянии, и это считается очень важным аспектом. в прерывистых, периодически работающих двигателях. Однако в установившемся режиме низкая частота может вызвать большие потери энергии из-за высокого значения балансировочного скольжения, и этого следует избегать. Пунктирные кривые показывают изменение критического скольжения в зависимости от частоты.Следует отметить, что до тех пор, пока S _cr > S _sym , двигатель будет стабильным, а стабильность будет зависеть от разницы между S _cr и S _sym , где чем больше разница, тем стабильнее мотор. Следовательно, установившаяся область определяется, когда f> 0,2 f _n .

Характеристики импеданса балансировочных элементов также строятся с помощью программного обеспечения labVIEW.

На рисунке 9 показано соотношение между балансирующим импедансом и скольжением на разных частотах для описанных выше двигателей с приложенными схемами подключения:

Значения реактивного сопротивления рассчитываются с использованием уравнений (26) и (27) для рисунков 9 ( а) и (б) соответственно.На рисунке 9 (a) показано, что индуктивное реактивное сопротивление X _L высокое в состоянии холостого хода и уменьшается при увеличении нагрузки до тех пор, пока не достигнет минимального значения без пересечения оси X (только индуктивное поведение. Это очевидно для высоких значений нагрузки).

Рисунок 4. Однофазный асинхронный двигатель с двумя параллельно включенными обмотками и конденсатором с электронным управлением

Рисунок 5. Баланс SPCRIM с двумя параллельно включенными обмотками

Таблица 2.Коэффициенты уравновешивающих уравнений для общих типов принципиальных схем.

Рисунок 6. Баланс СПКРИМ с двумя последовательно соединенными обмотками.

Рисунок 7. Баланс Δ — подключенного трехфазного асинхронного двигателя, питаемого от однофазной сети.

Рисунок 8. Баланс Ү-подключенного трехфазного асинхронного двигателя TPIM, питающегося от однофазной сети.

частоты питающих напряжений. Уравновешивающее емкостное реактивное сопротивление X _K высокое в состоянии холостого хода и уменьшается с увеличением нагрузки одинаково для всех частот питающих напряжений.

На рисунке 9 (b) показано, что уравновешивающее реактивное сопротивление X _L и реактивное сопротивление X _K имеют одинаковое поведение. Сначала они увеличиваются за счет увеличения нагрузки до достижения максимальных значений, затем снова начинают уменьшаться. Балансировочное индуктивное реактивное сопротивление X _L пересекает ось X (емкостное поведение) с частотой f = 40 Гц (F = 0,8) и высоким значением скольжения. При увеличении частоты напряжения питания точка пересечения X _L с осью X будет происходить при более низких значениях скольжения.Понятно, что на высоких частотах сбалансированная работа будет достигнута

за счет регулирования только значения емкости, другими словами, оба элемента балансировки должны быть конденсаторами.

Такое же индуктивное и емкостное поведение наблюдается для наименьшей из схем подключения, перечисленных в таблице 2, на основе группы уравнений (26) и (27).

Уравновешивающая емкостная характеристика была построена с использованием уравнения (28) также для двигателя мощностью P _n = 2.8 кВт, как показано на рисунке 10.

На этом рисунке показано, что для постоянной частоты f = f _n значение уравновешивающей емкости пропорционально скольжению до заданного значения, тогда соотношение становится нелинейным, а уравновешивающая емкость почти не имеет существенного значения. изменяются по мере увеличения скольжения по сравнению с критическим скольжением. Возникающая емкость bal-

для условия запуска намного больше, чем для условия работы. Хотя увеличение емкости сверх номинального значения помогает в балансировке, оно сопровождается увеличением токов, особенно во вспомогательной обмотке.Следовательно, этот метод является многообещающим для изменения нагрузки около номинального значения, если двигатель работает непрерывно.

6. Выводы

В исследовании обсуждаются различные методы повышения производительности SPCRIM и TPIM, работающих с SPS. Однофазный асинхронный двигатель широко используется в инженерной практике и ежегодно расходует много электроэнергии. Повышение эффективности асинхронного двигателя имеет большое значение для потребления энергии, поэтому необходима оптимизация конструкции однофазного асинхронного двигателя.Математическая модель в порядке.

Математическая модель используется для балансировки работы двигателя путем изменения частоты напряжения питания и исследования характеристик параметров балансировки. Правильный выбор реактивного элемента улучшит характеристики однофазного асинхронного двигателя, чтобы конкурировать с трехфазным двигателем.

1) Широкий диапазон регулирования скорости.

2) Плавное регулирование скорости и улучшение пусковых характеристик.

3) Этот метод может использоваться для двигателей различной мощности с любым подключением цепи статора.

5) Выражения балансировки частоты, скольжения и емкостного реактивного сопротивления неудобны и имеют высокий порядок.

Балансировка путем изменения значения емкости конденсатора при постоянной частоте является наиболее экономичной, особенно если она осуществляется электронным способом, но этот метод нечестен, поскольку скольжение уходит далеко от номинального значения.

Для обеспечения надежной балансировки, помимо сдвигающего фазового конденсатора, в цепь статора должен быть включен реактивный элемент. Этот метод уменьшит тепло, выделяемое в двигателе в установившемся режиме работы для всего диапазона регулирования скорости.Таким образом, преимущества этого метода включают улучшенный коэффициент мощности, экономию энергии и устранение необходимости в дополнительных отводах обмотки для изменения скорости.

В соответствии с обобщенными уравнениями расчета импеданса уравновешивающего элемента, схемы балансировки соединений можно сгруппировать в две группы. Для первой группы схем соединений поведение балансировочного элемента является индуктивным на всем скольжении независимо от значения частоты напряжения. В то время как для второй группы схем подключения поведение балансировочного импеданса X _L станет емкостным в зависимости от нагрузки и частоты напряжения.

7. Выражение признательности

Эта работа была выполнена во время творческого отпуска, предоставленного автору Махди Альшамасин из Прикладного университета Аль-Балка (BAU) в Иордании в течение 2012/2013 учебного года. Я хотел бы поблагодарить Al-Balqa ’Applied University за поддержку и Najran University-KSA за их материально-техническую помощь.

: напряжение питания.

R _s , X _s : сопротивление и реактивное сопротивление утечки обмотки статора.

,: сопротивление и реактивное сопротивление утечки ротора относительно статора.

R _м , X _м : сопротивление намагничивания и реактивное сопротивление намагничивания.

X _K : реактивное сопротивление емкостного элемента.

N _м , N _A : количество витков основной и вспомогательной обмоток.

: токи прямой, обратной последовательности.

R ₁ , X ₁ : сопротивление и реактивность прямой последовательности.

R ₂ , X ₂ : сопротивление и реактивность обратной последовательности.

S: скольжение мотора.

F, f: на единицу и частоту статора двигателя.

: напряжение прямой, обратной последовательности.

Пуск однофазного двигателя — нарушение напряжения

Основы пуска однофазного двигателя: Однофазный двигатель, подключенный к однофазной сети, не будет вращаться, поскольку обмотки не создают вращающееся магнитное поле. Для 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

Конденсаторные пусковые двигатели — это однофазные асинхронные двигатели с двумя обмотками: основная обмотка и пусковая обмотка, в которых пусковая обмотка имеет последовательно соединенный конденсатор .Ток, протекающий 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

Электродвигатели (PSC) с постоянным разделенным конденсатором имеют две обмотки, которые называются 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 соединения двух конденсаторов при пуске, в результате чего конденсатор запускает двигатель с конденсатором .При запуске оба конденсатора будут включены в цепь, и как только скорость приблизится к 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 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 пуск двигателя

Двигатель с расщепленной 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 для такого двигателя обычно выше, чем у конденсаторного пускового двигателя, в то время как рабочие характеристики такие же хорошие, как у других типов однофазных пускателей.

Схема мотор-вектор с расщепленной фазой

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

Дополнительные данные : Калькулятор двигателя, Калькулятор пускового тока двигателя

Схема и работа однофазного двигателя

Однофазные двигатели очень широко используются в домах, офисах, мастерских и т. Д., Поскольку в большинство домов и офисов подается однофазное питание. Кроме того, однофазные двигатели надежны, дешевы по стоимости, просты в конструкции и легко ремонтируются.

1. Однофазный асинхронный двигатель (разделенная фаза, конденсатор, экранированный полюс и т. Д.)
2. Однофазный синхронный двигатель
3. Отталкивающий двигатель и др.

В этой статье объясняется основная конструкция и работа однофазного асинхронного двигателя .

Однофазный асинхронный двигатель

Конструкция однофазного асинхронного двигателя аналогична конструкции трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, за исключением того, что статор намотан для однофазного питания.Статор также снабжен «пусковой обмоткой», которая используется только для пусковых целей. Это можно понять из схемы однофазного асинхронного двигателя слева.

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

Когда на статор однофазного двигателя подается однофазное питание, он создает переменный магнитный поток в обмотке статора. Переменный ток, протекающий через обмотку статора, вызывает индуцированный ток в стержнях ротора (ротора с короткозамкнутым ротором) согласно закону электромагнитной индукции Фарадея.Этот индуцированный ток в роторе также будет создавать переменный магнитный поток. Даже после установки обоих переменных потоков двигатель не запускается (причина объясняется ниже). Однако, если ротор запускается под действием внешней силы в любом направлении, двигатель разгоняется до конечной скорости и продолжает работать с номинальной скоростью. Такое поведение однофазного двигателя можно объяснить теорией вращения двойного поля.

Теория вращения двойного поля

Теория вращения двойного поля утверждает, что любая переменная величина (здесь переменный поток) может быть разделена на две составляющие, величина которых равна половине максимальной величины переменной величины, и обе эти составляющие вращаются в противоположном направлении.

Следующие рисунки помогут вам понять теорию вращения двойного поля.

Почему однофазный асинхронный двигатель не запускается автоматически?

Статор однофазного асинхронного двигателя намотан с однофазной обмоткой. Когда на статор подается однофазное питание, он создает переменный магнитный поток (который чередуется только вдоль одной оси пространства). Переменный поток, действующий на ротор с короткозамкнутым ротором, не может производить вращение, только вращающийся поток может. Вот почему однофазный асинхронный двигатель не запускается автоматически.

Как сделать самозапуск однофазного асинхронного двигателя?

• Как объяснено выше, однофазный асинхронный двигатель не запускается автоматически . Для самозапуска его можно временно преобразовать в двухфазный двигатель при запуске. Это может быть достигнуто путем введения дополнительной «пусковой обмотки», также называемой вспомогательной обмоткой.
• Следовательно, статор однофазного двигателя имеет две обмотки: (i) основная обмотка и (ii) пусковая обмотка (вспомогательная обмотка).Эти две обмотки подключены параллельно к однофазному источнику питания и разнесены на 90 электрических градусов друг от друга. Разность фаз в 90 градусов может быть достигнута путем последовательного подключения конденсатора к пусковой обмотке.
• Следовательно, двигатель ведет себя как двухфазный двигатель, а статор создает вращающееся магнитное поле, которое заставляет ротор вращаться. Когда двигатель набирает скорость, скажем, до 80 или 90% от его нормальной скорости, пусковая обмотка отключается от цепи с помощью центробежного переключателя, и двигатель работает только от основной обмотки.

Электродвигатель | Британника

Самый простой тип асинхронного двигателя показан на рисунке в разрезе. Трехфазный набор обмоток статора вставлен в пазы в железе статора. Эти обмотки могут быть подключены по схеме «звезда», обычно без внешнего подключения к нейтральной точке, или по схеме «треугольник». Ротор состоит из цилиндрического стального сердечника с проводниками, размещенными в пазах по всей поверхности. В наиболее обычной форме эти проводники ротора соединены вместе на каждом конце ротора токопроводящим концевым кольцом.

Принцип работы асинхронного двигателя можно разработать, сначала предположив, что обмотки статора подключены к трехфазному источнику питания и что набор из трех синусоидальных токов, показанных на рисунке, протекает в обмотках статора. На этом рисунке показано влияние этих токов на создание магнитного поля через воздушный зазор машины в течение шести мгновений цикла. Для простоты показана только центральная токопроводящая петля для каждой фазной обмотки. В момент t ₁ на рисунке ток в фазе a является максимально положительным, а в фазах b и c — вдвое отрицательным.Результатом является магнитное поле с приблизительно синусоидальным распределением вокруг воздушного зазора с максимальным значением наружу вверху и максимальным значением внутрь внизу. В момент времени t ₂ на рисунке (т. Е. Одна шестая цикла позже), ток в фазе c является максимально отрицательным, в то время как в фазе b и фазе значение равно половине. положительный. В результате, как показано на рисунке для t ₂ , снова будет синусоидально распределенное магнитное поле, но повернутое на 60 ° против часовой стрелки.Исследование распределения тока для т ₃ , т ₄ , т ₅ и т ₆ показывает, что магнитное поле продолжает вращаться с течением времени. Поле совершает один оборот за один цикл токов статора. Таким образом, совокупный эффект трех равных синусоидальных токов, равномерно смещенных во времени и протекающих в трех обмотках статора, равномерно смещенных в угловом положении, должен создать вращающееся магнитное поле с постоянной величиной и механической угловой скоростью, которая зависит от частоты электроснабжение.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Вращательное движение магнитного поля относительно проводников ротора вызывает индуцирование напряжения в каждом из них, пропорциональное величине и скорости поля относительно проводников. Поскольку проводники ротора закорочены друг с другом на каждом конце, в этих проводниках будут протекать токи. В простейшем режиме работы эти токи будут примерно равны индуцированному напряжению, деленному на сопротивление проводника.На этом рисунке показана диаграмма токов ротора за момент времени t ₁ рисунка. Видно, что токи приблизительно синусоидально распределены по периферии ротора и расположены так, чтобы создавать вращающий момент против часовой стрелки на роторе (то есть вращающий момент в том же направлении, что и вращение поля). Этот крутящий момент ускоряет ротор и вращает механическую нагрузку. По мере увеличения скорости вращения ротора его скорость относительно скорости вращающегося поля уменьшается.Таким образом, индуцированное напряжение снижается, что приводит к пропорциональному уменьшению тока в проводнике ротора и крутящего момента. Скорость ротора достигает постоянного значения, когда крутящий момент, создаваемый токами ротора, равен крутящему моменту, необходимому на этой скорости для нагрузки, без избыточного крутящего момента, доступного для ускорения объединенной инерции нагрузки и двигателя.

Вращающееся поле и токи, которые оно создает в короткозамкнутых проводниках ротора.

Британская энциклопедия, Inc.

Механическая выходная мощность должна обеспечиваться входной электрической мощностью. Первоначальных токов статора, показанных на рисунке, достаточно для создания вращающегося магнитного поля. Чтобы поддерживать это вращающееся поле в присутствии токов ротора, показанных на рисунке, необходимо, чтобы обмотки статора несли дополнительную составляющую синусоидального тока такой величины и фазы, чтобы нейтрализовать влияние магнитного поля, которое в противном случае могло бы возникнуть. токами ротора на рисунке.Общий ток статора в каждой фазной обмотке складывается из синусоидальной составляющей для создания магнитного поля и другой синусоиды, опережающей первую на четверть цикла, или 90 °, для обеспечения необходимой электроэнергии. Вторая, или силовая, составляющая тока находится в фазе с напряжением, приложенным к статору, в то время как первая, или намагничивающая, составляющая отстает от приложенного напряжения на четверть цикла или 90 °. При номинальной нагрузке эта намагничивающая составляющая обычно находится в диапазоне 0.От 4 до 0,6 величины силовой составляющей.

Большинство трехфазных асинхронных двигателей работают с обмотками статора, подключенными непосредственно к трехфазному источнику питания постоянного напряжения и постоянной частоты. Типичные напряжения питания находятся в диапазоне от 230 вольт между фазами для двигателей относительно небольшой мощности (например, от 0,5 до 50 киловатт) до примерно 15 киловольт между фазами для двигателей большой мощности до примерно 10 мегаватт.

За исключением небольшого падения напряжения на сопротивлении обмотки статора, напряжение питания согласуется со скоростью изменения магнитного потока в статоре машины во времени.Таким образом, при питании с постоянной частотой и постоянным напряжением величина вращающегося магнитного поля остается постоянной, а крутящий момент примерно пропорционален силовой составляющей тока питания.

В асинхронном двигателе, показанном на предыдущих рисунках, магнитное поле вращается на один оборот за каждый цикл частоты питания. Для источника с частотой 60 Гц скорость поля составляет 60 оборотов в секунду или 3600 оборотов в минуту. Скорость ротора меньше скорости поля на величину, достаточную для того, чтобы индуцировать необходимое напряжение в проводниках ротора для создания тока ротора, необходимого для момента нагрузки.При полной нагрузке скорость обычно на 0,5–5 процентов ниже скорости поля (часто называемая синхронной скоростью), причем более высокий процент применяется к двигателям меньшего размера. Эта разница в скорости часто называется скольжением.

Другие синхронные скорости могут быть получены с источником постоянной частоты, построив машину с большим количеством пар магнитных полюсов, в отличие от двухполюсной конструкции, показанной на рисунке. Возможные значения скорости магнитного поля в оборотах в минуту: 120 f / p , где f — частота в герцах (циклов в секунду), а p — количество полюсов (которое должно быть четное число).Данный железный каркас может быть намотан для любого из нескольких возможных количеств пар полюсов с помощью катушек, охватывающих угол приблизительно (360/ p ) °. Крутящий момент, доступный от рамы машины, останется неизменным, поскольку он пропорционален произведению магнитного поля и допустимого тока катушки. Таким образом, номинальная мощность рамы, являющаяся произведением крутящего момента и скорости, будет примерно обратно пропорциональна количеству пар полюсов. Наиболее распространенные синхронные скорости для двигателей с частотой 60 Гц — 1800 и 1200 оборотов в минуту.

Подключение двойного конденсатора однофазного двигателя _ Схема подключения однофазного асинхронного двигателя с двойным конденсатором

Однофазный двигатель с двойным конденсатором называется однофазным асинхронным двигателем с двойным конденсатором, в котором используется принцип разделения фаз конденсатора. Это однофазный двигатель с высоким крутящим моментом. Схема этого двигателя соединена с пусковым конденсатором и рабочим конденсатором соответственно. Он широко используется в сельскохозяйственных и бытовых электроприборах.Положительное и отрицательное вращение однофазного двигателя может быть реализовано путем переключения основной и вспомогательной обмоток двигателя, то есть направление вращения может быть изменено путем изменения двух выводов основной обмотки (или вывода вспомогательной обмотки). обмотка).

1 、 Простая оценка схемы и способ подключения

На корпусе шесть выводов, которые являются двумя выводами основной обмотки, двумя выводами вспомогательной обмотки и двумя выводами центробежного выключателя. Основная обмотка подключена к 220 В; вспомогательная обмотка включается последовательно с рабочим конденсатором, а затем включается параллельно основной обмотке; пусковой конденсатор подключается последовательно с центробежным переключателем, а затем подключается параллельно рабочему конденсатору.Например, для двигателя мощностью 1,5 кВт сопротивление основной обмотки составляет 1 Ом; сопротивление вторичной обмотки 2 Ом; сопротивление центробежного переключателя составляет 0 Ом, которое можно измерить и определить с помощью мультиметра.

Как показано на рисунке выше, сопротивление вторичной обмотки однофазного двигателя немного больше, чем сопротивление основной обмотки. То есть измерить сопротивление мультиметром R. вторичная обмотка с большим сопротивлением и основная обмотка с малым сопротивлением.Конденсатор 30 мкФ работает, 200 мкФ запускается.

2 、 Принцип конструкции

Обмотка ротора конденсаторного электродвигателя с расщепленной фазой представляет собой короткозамкнутый ротор, и есть две группы: пусковая обмотка B и рабочая обмотка a с разницей в пространстве на 90 ° на статоре, чтобы получить два переменных тока с электрическим углом 90 ° и обеспечить условия формирования вращающегося магнитного поля. (как показано на рисунке 1)

3 、 Как это работает

Конденсаторный двигатель с разделенной фазой отделяет однофазный переменный ток от другой фазы переменного тока с разностью фаз 90 градусов посредством конденсаторного фазосдвигающего действия, получает два переменных тока и отправляет их на две обмотки соответственно.Принцип работы и процесс следующие:

Обмотка статора питается двухфазным током с разницей электрического угла 90 ° → на статоре образуется вращающееся магнитное поле → ротор перерезает силовую линию магнитного поля для генерации индуцированного тока → индуцированный ток генерирует вращающийся магнитный поле → магнитное поле ротора взаимодействует с магнитным полем статора → ротор вращается.

Принцип формирования вращающегося магнитного поля показан на рисунке 2

4 、 Схема подключения:

Рисунок 3 — это электрическая схема двигателя без основной и вспомогательной обмоток, а Рисунок 4 — это электрическая схема двигателя с основной и вспомогательной обмотками.

5 、 Использование

1. Пусковой конденсатор работает только в процессе пуска двигателя, когда скорость достигает определенного значения, он вовремя срабатывает. Емкость пускового конденсатора относительно велика, чтобы двигатель имел более высокий пусковой момент.

2. Рабочая емкость работает только при работающем двигателе, а емкость рабочей емкости относительно мала для обеспечения лучших рабочих характеристик. Большинство вторичных обмоток этого типа двигателя соединены последовательно с центробежным пусковым выключателем.При правильной разводке пусковой конденсатор следует подключить последовательно с центробежным переключателем, а затем параллельно с рабочим конденсатором. Правильный метод подключения однофазного двигателя с двумя конденсаторами показан на рисунке.

Когда двигатель запускается, когда скорость двигателя достигает примерно 80% от номинальной, контакт центробежного выключателя размыкается, тем самым прерывая соединение между пусковым конденсатором и цепью.В это время ток двигателя уменьшается, и двигатель переходит в нормальное рабочее состояние. При использовании, если положение двух конденсаторов меняется на обратное и пусковой конденсатор большей емкости напрямую подключается последовательно со вторичной обмоткой, вторичная обмотка сгорает из-за перегрузки по току.

Контрольные значения для выбора емкости двигателей с двойным конденсатором различной мощности приведены в таблице 1 для справки.

Ответственный редактор: LQ

просмотров публикации:
19

.

No related posts.