Запуск однофазного двигателя с пусковой обмоткой: Подключение однофазного двигателя АИРЕ 80С2

Подключение однофазного двигателя АИРЕ 80С2

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

Несколько дней назад ко мне обратился один из моих читателей с просьбой о подключении однофазного двигателя серии АИРЕ 80С2. На самом деле этот двигатель является не совсем однофазным. Его будет точнее и правильнее отнести к двухфазным из категории асинхронных конденсаторных двигателей. Поэтому в данной статье речь пойдет о подключении именно таких двигателей.

Итак, у нас имеется асинхронный конденсаторный однофазный двигатель АИРЕ 80С2, который имеет следующие технические данные:

• мощность 2,2 (кВт)
• частота вращения 3000 об/мин
• КПД 76%
• cosφ = 0,9
• режим работы S1
• напряжение сети 220 (В)
• степень защиты IP54
• емкость рабочего конденсатора 50 (мкФ)
• напряжение рабочего конденсатора 450 (В)

Этот двигатель установлен на малогабаритном буровом станке и его нам нужно подключить к электрической сети 220 (В).

Расшифровка двигателя серии АИРЕ 80С2:

В данной статье габаритные и установочные размеры однофазного двигателя АИРЕ 80С2 я приводить не буду. Их можно найти в паспорте на этот двигатель. Давайте лучше перейдем к его подключению.

 

Подключение конденсаторного однофазного двигателя

Асинхронный конденсаторный однофазный двигатель состоит из двух одинаковых обмоток, которые сдвинуты в пространстве относительно друг друга на 90 электрических градусов:

• главная или рабочая (U1, U2)

• вспомогательная или пусковая (Z1, Z2)

А Вы знаете, как отличить рабочую обмотку от пусковой? Если нет, то переходите по указанной ссылочке.

Главную (рабочую) обмотку такого двигателя подключают непосредственно в однофазную сеть. Вспомогательную (пусковую) обмотку подключают в эту же сеть, но только через рабочий конденсатор.

На этом этапе многие электрики путаются и ошибаются, потому что в обычном асинхронном однофазном двигателе вспомогательную обмотку после пуска нужно отключать. Здесь же вспомогательная обмотка всегда находится под напряжением, т.е. в работе. Это значит, что конденсаторный однофазный двигатель имеет вращающуюся магнитодвижущую силу (МДС) на протяжении всего рабочего процесса. Вот поэтому он по своим характеристикам практически не уступает трехфазным. Но тем не менее недостатки у него имеются:

Для нашего однофазного двигателя АИРЕ 80С2 емкость рабочего конденсатора уже известна (из паспорта), и она составляет 50 (мкФ). Вообще то можно и самостоятельно рассчитать емкость рабочего конденсатора, но формула эта достаточно сложная, поэтому я ее Вам приводить не буду.

Если не знаете (или подзабыли) как можно измерить емкость, то  напомню Вам, что я уже писал статью о том, как пользоваться цифровым мультиметром при измерении емкости конденсатора. Читайте, там все подробно описано.

Если по условиям пуска однофазного двигателя требуется более высокий момент, то параллельно рабочему конденсатору на время пуска необходимо подключить пусковой конденсатор, емкость которого выбирают опытным путем для получения наибольшего пускового момента. По опыту могу сказать, что емкость пускового конденсатора можно взять в 2-3 раза больше рабочего.

Вот пример подключения однофазного конденсаторного двигателя с тяжелым пуском:

Подключить пусковой конденсатор можно с помощью кнопки или же использовать более сложную схему, например, на реле времени.

Забыл сказать о роторах.

Чаще всего роторы однофазных двигателей выполняются короткозамкнутыми. Более подробно о короткозамкнутых роторах я рассказывал в статье про устройство асинхронных двигателей.

Схема подключения однофазного двигателя (конденсаторного)

Ну вот мы добрались и до схемы подключения конденсаторного двигателя. На клеммнике такого двигателя расположены 6 выводов:

Эти вывода подключены к обмоткам двигателя в следующем порядке:

Вот так выглядит клеммник с выводами двигателя АИРЕ 80С2:

Чтобы подключить двигатель в прямом направлении, нужно подать переменное напряжение ~220 (В) на клеммы W2 и V1, а перемычки поставить, как показано на картинке ниже, т.

е. между клемм U1-W2 и V1-U2.

Чтобы подключить двигатель в обратном направлении, нужно подать переменное напряжение ~220 (В) на те же клеммы W2 и V1, а перемычки поставить, как показано на картинке ниже,  т.е. между клемм U1-V1 и W2-U2.

Думаю с этим все понятно. Устанавливаем перемычки для нужного вращения двигателя и подключаем однофазный двигатель к питающей сети, как показано на рисунках выше.

Но что делать когда нам необходимо дистанционно управлять направлением вращения? А для этого нам нужно собрать схему реверса однофазного двигателя. Как это сделать Вы узнаете из следующей моей статьи.

Чтобы не пропустить выпуск новой статьи, подпишитесь (форма подписки находится в конце статьи и в правой колонке сайта), указав свой адрес электронной почты.

Спасибо за внимание.

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

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

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.

Двигатель с двумя обмотками подключение. Схемы подключения однофазных электродвигателей

Сегодня мы рассмотрим подключение однофазного двигателя переменного тока. К таким относят асинхронные и синхронные моторы, питающиеся от одной фазы, которая обычно имеет напряжение 220 Вольт. Они очень распространены в бытовой сфере и мелком производстве, частном предпринимательстве.

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

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

С пусковой емкостью

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

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

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

С рабочей емкостью

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

Схема обеспечивает хорошие характеристики при работе в номинальном режиме.

С обоими конденсаторами

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

Расчет емкостей

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

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

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

Подключение однофазного синхронного электродвигателя

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

Метод разгона

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

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

1. Вручную;
2. С использованием второго двигателя.

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

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

Асинхронный пуск синхронного мотора

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

§ 96. Однофазные асинхронные двигатели

Однофазные асинхронные двигатели широко применяются при небольших мощностях (до 1 — 2 квт ). Такой двигатель отличается от обычного трехфазного двигателя тем, что на статоре его помещается однофазная обмотка. Поэтому любой трехфазный асинхронный двигатель может быть использован в качестве однофазного. Ротор однофазного асинхронного двигателя может иметь фазную или короткозамкнутую обмотку.
Особенностью однофазных асинхронных двигателей является отсутствие начального или пускового момента, т. е. при включении такого двигателя в сеть ротор его остается неподвижным.
Если же под действием какой-либо внешней силы вывести ротор из состояния покоя, то двигатель будет развивать вращающий момент.
Отсутствие начального момента является существенным недостатком однофазных асинхронных двигателей. Поэтому эти двигатели всегда снабжаются пусковым устройством.
Чтобы получить начальный вращающий момент, можно разместить на статоре две обмотки, сдвинутые одна относительно другой на половину полюсного деления (90°). Эти обмотки должны быть присоединены к симметричной двухфазной сети, т. е. напряжения, приложенные к обмоткам катушек, должны быть равны между собой и сдвинуты на четверть периода по фазе.
В этом случае токи, протекающие по катушкам, окажутся также сдвинутыми по фазе на четверть периода, что в дополнение к пространственному сдвигу катушек дает возможность получить вращающееся магнитное поле. При наличии вращающегося магнитного поля двигатель развивает пусковой момент.

Простейшую двухфазную обмотку можно представить в виде двух катушек (рис. 121), оси которых смещены в пространстве на 90°. Если по этим катушкам, имеющим одинаковое число витков, пропустить равные по величине и сдвинутые по фазе на четверть периода синусоидальные токи, т. е.

то магнитные поля этих катушек будут также синусоидальны и сдвинуты по фазе на четверть периода, т. е.

При этом вектор В A направлен по оси катушки А — X , а вектор В B — по оси катушки В — Y .
В любой момент результирующее магнитное поле равно геометрической сумме магнитных полей катушек А и В , т. е.

Следовательно, при таком устройстве результирующее магнитное поле двухфазной обмотки имеет неизменное значение, равное амплитуде поля одной фазы.
Так как в пространстве магнитные поля взаимно перпендикулярны, то угол, образованный результирующим полем с осью катушки В , определяется из условия

откуда α = ωt т. е. угол между вектором результирующего поля и вертикальной осью линейно изменяется во времени и, следовательно, этот вектор вращается с постоянной скоростью

Но в действительности двухфазная сеть обычно отсутствует, а пуск однофазного двигателя осуществляется включением двух катушек в одну общую для них однофазную сеть. В таких условиях для получения угла сдвига фаз между токами в катушках, примерно равного четверти периода, одну из катушек (рабочую) включают в сеть непосредственно или с пусковым активным сопротивлением, а вторую катушку (пусковую) — через индуктивную катушку (рис. 122, а) или конденсатор (рис. 122, б).

Пусковая обмотка включается только на период пуска в ход. В момент, когда ротор приобретает определенную скорость, пусковая обмотка отключается от сети и двигатель работает как однофазный.
Пусковая обмотка отключается центробежным выключателем или специальным реле.
В качестве однофазного двигателя может быть использован любой трехфазный асинхронный двигатель (рис. 123, а). При работе трехфазного двигателя в качестве однофазного рабочая или главная обмотка, состоящая из двух последовательно соединенных фаз трехфазного двигателя, включается непосредственно в однофазную сеть, третья фаза, являющаяся пусковой или вспомогательной обмоткой, включается в ту же сеть через пусковой элемент — сопротивление (рис. 123, б), индуктивность (рис. 123, в) или конденсатор (рис. 123, г).

В однофазных двигателях малой мощности в качестве пусковой обмотки используют короткозамкнутые витки, укладываемые на полюсах статора. Статоры таких двигателей выполняют с явновыраженными полюсами (рис. 124) и рабочую обмотку укладывают на полюсы в виде катушек, подобно обмотке возбуждения машины постоянного тока.

Каждый полюс разделен на две части, на одной из которых помещают короткозамкнутые катушки. В этих катушках создаются токи, препятствующие прохождению магнитного потока в части полюса В , вследствие чего магнитный поток в части полюса А достигает максимального значения раньше, чем в части полюса В . Эти два несовпадающие по фазе потока возбуждают вращающееся магнитное поле.
В короткозамкнутых катушках возникают добавочные потери, что снижает к. п. д. двигателя. Поэтому такой способ пуска в ход используется только в двигателях очень малых мощностей (до 100 вт ), где значение к. п. д. не является первостепенным.
Конденсатор ный двигатель представляет собой однофазный асинхронный двигатель с двумя обмотками на статоре и короткозамкнутым ротором (рис. 125, а). В отличие от способа пуска в ход однофазных двигателей через конденсатор, рассмотренного выше, в конденсаторных (двухфазных) двигателях вспомогательная обмотка рассчитана на длительное прохождение тока и остается включенной не только при пуске в ход двигателя, но и при работе. Наличие вращающегося поля при работе двигателя улучшает рабочие свойства этого двигателя в сравнении с однофазными.

Круговое вращающееся магнитное поле в конденсаторном двигателе будет получено в случае равенства намагничивающих сил двух катушек, причем намагничивающая сила катушки К 2 должна опережать намагничивающую силу катушки К 1 на π/2 во времени. Это будет при некоторой определенной нагрузке двигателя.
При изменении нагрузки нарушится условие получения кругового вращающегося поля. При этом помимо кругового прямого поля появляется обратное вращающееся поле, создающее тормозной момент, который уменьшает вращающий момент машины.
С увеличением емкости конденсатора возрастает и ток, т. е. повысится нагрузка двигателя, при которой будет создано круговое вращающееся поле. Поэтому повышение емкости конденсаторной батареи вызовет увеличение максимального момента машины, причем максимальный момент смещается в область больших нагрузок, т. е. больших скольжений (рис. 125, б).
При увеличении емкости возрастает также и пусковой момент двигателя. Однако увеличение емкости батареи конденсаторов в рабочем режиме нежелательно, так как это ведет к снижению скорости и понижает к. п. д. двигателя. Поэтому конденсаторные двигатели выполняют с двумя батареями конденсаторов — с постоянно включенной или рабочей емкостью С р и пусковой емкостью С п, включаемой только на период пуска в ход двигателя.

Как определить рабочую и пусковую обмотки однофазного электродвигателя

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

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

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

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

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

Вот его внешний вид.

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

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

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

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

Зная основы электротехники. можно с уверенностью сказать: чем больше сечение проводов, тем меньше их сопротивление, и наоборот, чем меньше сечение проводов, тем больше их сопротивление.

В моем примере разница в сечении проводов не видна, т.к. они тонкие и на глаз их отличить не возможно.

2 . Измерение омического сопротивления обмоток

Даже если разницу в сечении проводов видно не вооруженным глазом, то я Вам все равно рекомендую измерять величину сопротивления обмоток. Таким образом, мы заодно и проверим их целостность.

Для этого воспользуемся цифровым мультиметром М890D. Сейчас я не буду рассказывать Вам о том, как пользоваться мультиметром, об этом читайте здесь:

Снимаем изоляцию с проводов.

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

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

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

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

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

По новым ГОСТам обмотки однофазного двигателя обозначаются следующим образом:

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

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

Одеваю бирки на провода. Вот что получилось.

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

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

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

Как быть в таком случае?

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

Вот, что у меня получилось:

Отсюда делаем следующий вывод:

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

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

P.S. На этом все. Если есть вопросы по материалу статьи, то задавайте их в комментариях. Спасибо за внимание.

Добрый вечер, Дмитрий! Я сам работаю электриком в ЭТЛ. У меня вопрос по поводу испытаний кабельной линии из сшитого полиетилена. Вы сталкивались с этим, какое подавали напряжение, какие были токи утечки, сколько по времени проходит испытание одной фазы? Заранее спасибо. если можно отправьте свой ответ мне на
почту.

Артем, здравствуйте. Об испытании кабелей из сшитого полиэтилена я писал в комментариях в этой статье.

здравствуйте Дмитрий. а не могли бы вы подробно написать статью о масляных выключателях, (соленоид, контактор включения, катушку отключения, его испытания, замеры характеристик) и также испытания силовых трансформатор и его замеры. очень нужно, есть нюансы в голове.

SLV, я планировал написать эти статьи, особенно про разные типы приводов (ПЭ-11, ПС-10, ПЭ-21 и др.), про высоковольтные масляные и вакуумные выключатели, установленные, как в камерах КСО, так и на каретках, но боюсь, что многим посетителям сайта это будет не интересно. Вот постоянно и откладываю…

Здравствуйте, Дмитрий!
Вы все очень замечательно объясняете, огромное спасибо! Не могли бы Вы прояснить, что означает в автоматических выключателях, к примеру 6кА или 35кА, если они рассчитаны на один ток срабатывания? И почему у них такая разница в цене?

Борис, значения 4,5 (кА), 6 (кА), 10 (кА) и т.д. означают электродинамическую стойкость аппарата защиты при коротком замыкании в сети, т.е. показывают насколько автомат устойчив к короткому замыканию. Для дома (квартиры) вполне хватит 4,5 (кА), т.к. линии от ТП до жилого дома и от ВРУ до квартир достаточно длинные, они обладают большим активным сопротивлением, что приводит к снижению токов короткого замыкания до значений 0,5-1,5 (кА), а чаще и того меньше.

я весь интернет перерыл, нифига не могу разобрать, книги на работе читал, не могу понять и все.кстати немогли бы вы сказать что все таки значит тангенс диэлектрических потерь масла, вот все про него говорят на работе а никто и толком точно незнает.)

И ещё одно.Раньше многие подключали 3-х фазные двигатели к однофазной цепи, но время ушло.Многие сейчас покупают готовые однофазные.У меня была таблица соотношения мощности двигателя к мощности конденсаторов.А тут один знакомый попросил подключить в гараже движок трехфазник.Таблицу я не нашел,пришлось подбирать.
Так вот, нет ли у вас такой таблицы.Они были в старых учебниках по электротехнике.Если есть, прошу опубликовать или отправить на мой E-mail.
C уважением, Николай.

Николай, читайте здесь. Там есть расчет емкости рабочего и пускового конденсаторов в зависимости от мощности двигателя.

Добрый день! Подскажите пожалуйста по проблемке. Однофазный двигатель с конденсаторным стартом. Время от времени двигатель не пускается-гудит. Батарея конденсаторов собрана из трёх МБГП-2 конденсаторов по 2мкФ 630В. Кондёры на тестере показывают полную ёмкость. Чем грозит увеличение ёмкости конденсаторов? и чем грозит уменьшение вольтажа их же с 630В до 450В?Спасибо! сопротивление обмоток 50 Ом пусковая 20 Ом рабочая марку двигателя сейчас не помню.

Вадим, если двигатель гудит, то значит отсутствует вращающий момент. Это может произойти по следующим причинам: либо вышли из строя конденсаторы (отсутствие или малая емкость), либо возникает межвитковое в одной из обмоток двигателя. Лучше начать с простого и заменить старые конденсаторы на новые. Емкость увеличивать не нужно, ну если только совсем немного в ту или иную сторону, а вот вместо 630 (В) можно смело использовать 450 (В).

Добрый день. Конденсаторы показывают номинальную ёмкость. найти другие у нас оказалось проблемой. либо большая либо меньшая ёмкость, либо габарит не подходящий. либо ценник не реальный и сроки поставки. как я понял если я увеличу с шести до почти семи мкФ то особых проблем не будет?двигатель по условию работает по секунд пятнадцать.проблема с пуском носит не систематический характер. как вычислить межвитковое? на трёх фазных асинхронных знаю, прибор есть.спасибо.

Здравствуйте,знатоки.Что,если непредсказуемо меняется направление вращения двигателя.Но,если я использую обмотку с меньшим сечением как рабочую,то тогда все отлично работает,и при перемене контактов,правильно меняет направление вращения,и работает около часа без перегрева.Движок обычный старый СССР.Одна обмотка 14 Ом, вторая 56 Ом.

Доброго времени суток,сегодня взялся запустить вытяжку бытовую над плитой, блок управления скоростью двигателя уже давно приказал долго жить….со светом нет проблем, а вот с эл.двигателя идут четыре провода, как же с ними быть. кого куда подключать? Пвсевдосенсорные кнопки выдернул, поставил фиксируемые, вытяжка KRONA GALA с тремя скоростями вращения вентилятора….Помогите с подключением.

А как вы определили что пусковая обмотка должна иметь большее сопротивление чем рабочая? исходя из чего? обьясните пожалуйста

Здравствуйте,у меня двигатель 2ДАК71-40-1.0-у2 имеется четыре провода(черный,красный,серый,белый)все они прозваниваются между собой,подскажите пожалуйста как подкючить?

http://zametkielectrika.ru

26. СХЕМЫ ОБМОТОК ОДНОФАЗНЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

В однофазных двигателях с пусковой обмоткой главная обмотка обычно занимает 2 / 3 , а вспомогательная — 1 / 3 общего числа пазов статора. В этих двигателях число пазов на полюс для каждой фазы определяется по формулам:

где q A — число пазов на полюс главной фазы; q В — число пазов на полюс вспомогательной фазы; z A = 2 / 3 — число пазов, занимаемых главной фазой; z B = 1 / 3 — число пазов, занимаемых вспомогательной фазой; z — общее число пазов; 2р — число полюсов.

В однофазных конденсаторных двигателях пазы статора обычно делят поровну между обеими фазами, т. е. z A =z B , и число пазов на полюс определяется по формуле

Шаг по пазам для однофазных обмоток определяется так же, как и для трехфазных. Двухслойные обмотки выполняются с укорочением обычно на 1 / 3 полюсного деления с равными шагами для главной и вспомогательной обмоток. Шаг двухслойной обмотки

Соединение катушечных групп и образование параллельных ветвей в однофазных обмотках производится по тем же правилам, что и для трехфазных обмоток.

При построении схем двигателей с повышенным сопротивлением пусковой фазы надо учитывать наличие в ней бифилярной обмотки.

Для удобства ремонта пусковую обмотку обычно располагают поверх главной (ближе к клину).

Примерный порядок составления схемы однофазной обмотки двигателя с пусковым элементом. Последовательность составления схемы однослойной обмотки разберем на примере

2р = 4, z = 24.

Сначала находят число пазов, занимаемых главной фазой,

Число пазов на полюс главной фазы

Число пазов на полюс вспомогательной фазы в два раза меньше, чем главной, т. е.

Далее на чертеже надо представить последовательность чередования пазов главной и вспомогательной фаз (рис. 60, а) и проставить направление тока в главной фазе, исходя из правил: под соседними полюсами направление тока меняется на противоположное (рис. 60, б ). Чтобы на схеме не оказалась разрезанной катушка главной фазы при выполнении наиболее распространенного типа обмотки вразвалку, первую катушечную группу разбивают на две половины (пазы 1,2 и 23,24).

В соответствии с проставленным направлением тока соединяют пазовые части катушек, в результате этого образуются катушечные группы или полугруппы. При этом возможны различные варианты. При диаметральном шаге

одинаковом для всех катушек, получается простая шаблонная обмотка (рис. 60, в ), число катушечных групп которой равно числу пар полюсов р. Но такая обмотка почти не применяется ввиду больших размеров лобовых частей. Если разделить каждую катушечную группу на две полугруппы, получим шаблонную обмотку вразвалку (рис. 60, г) с меньшим шагом и меньшей длиной витка. Однако из-за большой компактности лобовых частей чаще применяется концентрическая обмотка вразвалку (рис. 60,5). При больших значениях q A используется также концентрическая обмотка, у которой катушечная группа подразделяется на три полугруппы (см. рис. 68). По виду лобовых частей эта обмотка напоминает трехплоскостную трехфазную концентрическую.

Начало фазы может быть в принципе выбрано из любого паза, исходя из удобства выполнения обмотки. Начиная обход всех пазов из первого паза и следя за направлением тока, соединяем катушечные группы (полугруппы) между собой (рис. 60, е) и няходим ко-

Рис. 60. Построение схемы однослойной обмотки однофазного двигателя с пусковым элементом: а — последовательность чередования пазов главной и вспомогательной фаз. б — направление тока в пазовых частях катушек главной фазы, в — простая шаблонная обмотка, г — шаблонная обмотка вразвалку, д — концентрическая обмотка вразвалку, е — схема главной и вспомогательной фаз концентрической обмотки вразвалку

нец фазы, обойдя все пазы рабочей обмотки. Соединение полугрупп производится по правилу: конец полугруппы соединяется с концом соседней полугруппы той же фазы, начало — с началом, т. е. так же, как и в трехфазной однослойной обмотке вразвалку, где катушечная группа разделена на две полугруппы.

Рис. 61. Однослойные обмотки вразвалку однофазных двигателей при 2р=2, z=12: а — шаблонная, б — концентрическая

Рис. 62. Однослойная (шаблонная вразвалку) обмотка однофазного двигателя при 2р=4, z=36

Схему вспомогательной фазы выполняют по тем же правилам, только она имеет обычно меньшее число катушек в группе (полугруппе). Шаг ее может быть таким же, как у главной фазы или иным.

Типичные схемы однослойных обмоток двигателей с пусковыми элементами приведены на рис. 61,62.

Схему двухслойной обмотки двигателя с пусковым элементом можно составить в такой последовательности. Сначала определяют шаг

обмотки, число пазов на полюс для главной и вспомогательной фаз q A и q B . В соответствии с шагом обмотки и числом катушек в группе, равным q A , вычерчивается первая катушечная группа главной фазы (рис. 63,64), рядом с ней катушечная группа вспомогательной фазы, затем опять катушечная группа главной фазы и т. д. Шаги по пазам для обеих фаз берутся одинаковыми. Проставляется направление тока в верхних сторонах катушек главной фазы (под соседними полюсами меняется на противоположное, как и в одно-

Рис. 63. Двухслойная обмотка однофазного двигателя при 2р=2, z=18, q A = 6, q B = 3, y A =y B =6(1-7)

Рис. 64. Двухслойная обмотка однофазного двигателя при 2р=4, z=24, q A =4, q B =2, у А =у B =4(1-5)

слойной обмотке). Последовательное соединение катушечных групп в фазе также выполняется по правилу: конец с концом, начало с началом, при этом не будет нарушена полярность полюсов. Соединения во вспомогательной фазе производятся аналогичным образом.

Примерный порядок составления схемы однофазной однослойной обмотки двигателя с повышенным сопротивлением вспомогательной фазы. Схема главной фазы у двигателя с повышенным сопротивле-

Рис. 65. Выполнение катушки с бифилярной обмоткой: а — катушка, разделенная на две секции, б — катушка с бифилярной обмоткой, в — обозначение катушки с бифилярной обмоткой на схеме; 1 — основная секция, 2 — бифилярная секция, H и K — начало и конец катушки

нием вспомогательной фазы такая же, как и у двигателей с пусковыми элементами.

При составлении схемы вспомогательной фазы надо учитывать, что в каждой катушке часть ее витков намотана встречно. Это уменьшает число эффективных проводников в пазу. Встречно намотанные витки нейтрализуют действие такого же количества витков, намотанных в основном направлении, образуя бифилярную обмотку, поэтому для нахождения числа эффективных витков в катушке (эффективных проводников в пазу) надо из общего числа вычесть удвоенное число встречно намотанных витков. Если, например, в пазу лежит катушка, в которой всего 81 виток, из них встречно намотаны 22, то число эффективных проводников в пазу будет: 81-2×22=37.

Для определения числа встречно намотанных витков при известных общем числе проводников в пазу и числе эффективных проводников в пазу надо произвести обратное действие, т. е. из общего числа вычесть число эффективных проводников и полученный результат разделить на два. При общем числе проводников 81 и числе эффективных — 37 число встречно намотанных витков должно быть:

Катушку с бифилярной обмоткой можно получить, если уложить в одни и те же пазы две секции катушки, одна из которых поворачивается на 180° вокруг параллельной пазам оси. Правая и левая стороны повернутой секции при этом меняются местами (рис. 65). В пазах, где расположена катушка с бифилярной обмоткой, ток

Рис. 66. Однослойная концентрическая вразвалку обмотка при 2р=4, z=24 однофазного двигателя с повышенным сопротивлением вспомогательной обмотки: а — катушка с бифилярной обмоткой изображена в виде двух секций, б — то же, в виде целой катушки

Рис. 67. Однослойная концентрическая вразвалку обмотка при 2р=2, z=18 однофазного двигателя с повышенным сопротивлением вспомогательной фазы: а — при намотке против часовой стрелки, б — при намотке по часовой стрелке

Рис. 68. Однослойная концентрическая с разбивкой катушечной группы на три части обмотка при 2р=2, z=24 однофазного двигателя с повышенным сопротивлением вспомогательной фазы

Рис. 69. Однослойная концентрическая с разбивкой катушечной группы на три части обмотка при 2р=2, z=24 однофазного двигателя с повышенным сопротивлением вспомогательной фазы и соединением главной фазы в две параллельные ветви

проходит по одной секции в едином направлении, по другой — в противоположном. Полярность полюсов определяется направлением тока в катушке с большим числом витков, поэтому секцию с большим числом витков условно называют основной, а с меньшим — бифилярной.

На рис. 66,а представлена схема с бифилярной обмоткой во вспомогательной фазе, бифилярная секция условно показана внутри основной. Обычно катушки с бифилярной обмоткой на схемах изоб-

Рис. 70. Однослойная концентрическая обмотка вразвалку однофазного конденсаторного двигателя при 2р=2, z=18

ражаются в виде целой катушки с петлей, в которой изменяется направление тока (рис. 65, в и рис. 66, б).

Катушки и катушечные группы с бифилярной обмоткой должны быть соединены таким образом, чтобы полярность под соседними полюсами вспомогательной фазы чередовалась; полярность же полюсов определяется направлением тока в основных секциях.

Типичные схемы обмоток двигателей с повышенным сопротивлением вспомогательной фазы приведены на рис. 67-69.

Всякая обмотка может быть намотана либо по часовой стрелке, либо против нее, если смотреть на статор со стороны схемы. Это определяется навыками обмотчика и принятой технологией изготовления. Пример схемы при двух различных направлениях намотки приведен на рис. 67.

Примерный порядок составления схемы обмотки конденсаторного двигателя. Схемы однофазных конденсаторных двигателей строятся так же, как и схемы однофазных с пусковыми элементами, только при этом надо учитывать, что числа пазов на полюс главной и вспомогательной фаз одинаковы и поэтому схемы обеих фаз также получаются одинаковыми.

Типичные схемы однофазных конденсаторных двигателей приведены на рис. 70-76.

Рис. 71. Однослойная концентрическая обмотка вразвалку однофазного конденсаторного двигателя при 2р=2, z=24

Рис. 72. Однослойная концентрическая обмотка вразвалку однофазного конденсаторного двигателя при 2р=2, z=24 и соединения каждой из фаз в две параллельные ветви

Рис. 73. Однослойная концентрическая обмотка с «расчесанными» катушками однофазного конденсаторного двигателя при 2р=4, z=24

Рис. 74. Двухслойная обмотка однофазного конденсаторного двигателя при 2р=4, z=24, q А =q B =3, y A =y B =5(1-6)

В ряде случаев для конденсаторных двигателей характерна наличие в обеих фазах «расчесанных» катушек с половинным числом витков. На схеме рис. 73 показаны четыре такие катушки.

Обмотка, представленная на рис. 75, 76, из-за дробного числа пазов на полюс имеет признаки шаблонной вразвалку и двухслойной обмоток и поэтому названа комбинированной.

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

Рабочая обмотка огромным сечением

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

Наглядно показаны обмотки

А сейчас несколько примеров, с которыми вы сможете столкнуться:

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

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

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

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

53.Однофазные электродвигатели

53.Однофазные электродвигатели

Однофазными электродвигателями оборудовано большое количество маломощных холодильных агрегатов, используемых в быту (домашние холодильники, морозильники, бытовые кондиционеры, небольшие тепловые насосы…).
Несмотря на очень широкое распространение, однофазные двигатели с вспомогательной обмоткой зачастую недооцениваются по сравнению с трехфазными двигателями.
Целью настоящего раздела является изучение правил подключения однофазных электродвигателей, их ремонта и обслуживания, а также рассмотрение узлов и элементов, необходимых для их работы (конденсаторы, пусковые реле). Конечно, мы не будем изучать, как и почему вращаются такие двигатели, но все особенности их использования в качестве двигателей для компрессоров холодильного оборудования мы постараемся изложить.
А) Однофазные двигатели с вспомогательной обмоткой
Такие двигатели, установленные в большинстве небольших компрессоров, питаются напряжением 220 В. Они состоят из двух обмоток (см. рис. 53.1).

► Основная  обмотка  Р,   называемая                      ________
часто рабочей обмоткой, или по-английски Run (R), имеет провод толстого сечения, который в течение всего периода работы двигателя остается под напряжением и пропускает номинальную силу тока двигателя.
► Вспомогательная обмотка А, называемая также пусковой обмоткой, или по-английски S (Start), имеет провод более тонкого сечения, следовательно, большее сопротивление, что позволяет легко отличить ее от основной обмотки.

Вспомогательная или пусковая обмотка, согласно названию, служит для обеспечения запуска двигателя.
Действительно, если попытаться запустить двигатель, подав напряжение только на основную обмотку (и не запитать вспомогательную), мотор будет гудеть, но вращаться не начнет. Если в этот момент вручную крутануть вал, мотор запустится и будет вращаться в том лее направлении, в котором его закрутили вручную. Конечно, такой способ запуска совсем не годится для практики, особенно если мотор спрятан в герметичный кожух.
Пусковая обмотка как раз и служит для того, чтобы запустить двигатель и обеспечить величину пускового момента выше, чем момент сопротивления на валу двигателя.
Далее мы увидим, что последовательно с пусковой обмоткой в цепь вводится, как правило, конденсатор, обеспечивающий необходимый сдвиг по фазе (около 90°) между током в основной и пусковой обмотках. Эта искусственная расфазировка как раз и позволяет запустить двигатель.

Внимание! Все замеры должны быть выполнены с большой аккуратностью и точностью, особенно, если модель двигателя вам незнакома или схема соединения обмоток отсутствует.

Случайное перепутывание основной и вспомогательной обмоток, как правило, заканчивается тем, что вскоре после подачи напряжения мотор сгорает!
Не стесняйтесь повторить измерения несколько раз и набросать схему мотора, снабдив ее максимумом пометок, это позволит вам избежать многих ошибок!
ПРИМЕЧАНИЕ
Если двигатель трехфазный, омметр покажет одинаковые значения сопротивлений между всеми тремя клеммами. Таким образом, представляется, что трудно ошибиться, прозванивая этот тип двигателя (по трехфазным двигателям см. раздел 62).
В любом случае, возьмите в привычку читать справочные данные на корпусе двигателя, а также подумайте о том, как заглянуть вовнутрь клеммной коробки, сняв ее крышку, поскольку там часто приводится схема соединения обмоток двигателя.

Проверка двигателя. Одним из наиболее сложных для начинающего ремонтника вопросов является принятие решения о том, что по результатам проверки двигатель следует считать сгоревшим. Напомним основные дефекты электрического характера, наиболее часто встречающиеся в двигателях (неважно, однофазных или трехфазных). Большинство этих дефектов имеют причиной сильный перегрев двигателя, обусловленный чрезмерной величиной потребляемого тока. Повышение силы тока может быть следствием электрических (продолжительное падение напряжения, перенапряжение, плохая настройка предохранительных устройств, плохой электрический контакт, неисправный контактор) или механических (заклинивание из-за нехватки масла) неполадок, а также аномалий в холодильном контуре (слишком большое давление конденсации, присутствие кислот в контуре…).

Одна из обмоток может быть оборвана . В этом случае омметр при измерении ее сопротивления будет показывать очень большую величину вместо нормального сопротивления. Удостоверьтесь, что ваш омметр исправен и что его зажимы имеют хороший контакт с клеммами обмотки. Не стесняйтесь проверить омметр с помощью хорошего эталона.
Напомним, что обмотка обычного мотора имеет максимальное сопротивление в несколько десятков Ом для небольших двигателей и несколько десятых долей Ома для огромных двигателей. Если обмотка оборвана, нужно будет либо заменить двигатель (или полностью агрегат), либо перемотать его (в том случае, когда такая возможность имеется, перемотка тем более выгодна, чем больше мощность двигателя).
Между двумя обмотками может существовать короткое замыкание. Чтобы выполнить такую проверку, необходимо убрать соединительные провода (и соединительные перемычки на трехфазном двигателе).
Когда вы проводите отсоединение, никогда не стесняйтесь предварительно разработать детальную схему замеров и сделать максимум пометок, чтобы в дальнейшем спокойно и без ошибок вновь поставить на место соединительные провода и перемычки.

В омметр должен показывать бесконечность. Однако, он показывает ноль (или очень низкое сопротивление), что без сомнения означает возможность короткого замыкания между двумя обмотками.
Такая проверка менее показательна для однофазного двигателя с вспомогательной обмоткой в случае, если две обмотки невозможно разъединить (когда общая точка С, соединяющая две обмотки, находится внутри двигателя). Действительно , в зависимости от точного места нахождения короткого замыкания, замеры сопротивлений, осуществленные между тремя клеммами (С —> А, С —> Р и Р —> А), дают пониженные, но достаточно несвязанные между собой величины. Например, сопротивление между точками А и Р, может не соответствовать сумме сопротивлений С —> А + С —> Р.
Также, как и в случае обрыва обмоток, при коротком замыкании между обмотками необходимо либо заменить, либо перемотать двигатель.

Обмотка может быть замкнута на массу. Сопротивление изоляции нового двигателя (между каждой из обмоток и массой) должно достигать 1000 MQ. Со временем это сопротивление уменьшается и может упасть до 10… 100 MQ. Как правило, принято считать, что начиная с 1 MQ (1000 kQ) нужно предусматривать замену двигателя, а при величине сопротивления изоляции 500 kQ и ниже, эксплуатация двигателя не допускается (напомним: 1 MQ = 103kQ = 10°>Q).
Обмотка замкнута на массу
Сопротивление стремится к нулю
Если изоляция нарушена, измерение сопротивления между клеммой обмотки и корпусом мотора дает нулевую ветмчину (или очень низкое сопротивление) вместо бесконечности (см. рис. 53.8). Заметим, что такое измерение должно быть выполнено на каждой клемме двигателя с помощью наиболее точного омметра. Перед каждым измерением убедитесь, что ваш омметр в исправном состоянии, и что его зажимы имеют хороший контакт с клеммой и металлом корпуса двигателя (при необходимости, соскоблите краску на корпусе, чтобы добиться хорошего контакта).
В примере на рис. 53.8 измерение указывает на то, что обмотка несомненно может быть замкнута на корпус.
Рис. 53.8.
Однако контакт обмотки с массой может быть и не полным. Действительно, сопротивление изоляции между обмотками и корпусом может становиться достаточно низким, когда двигатель находится под напряжением, чтобы вызывать срабатывание предохранительного автомата, в то же время оставаясь достаточно высоким, чтобы в отсутствие напряжения не быть обнаруженным с помощью обычного омметра.
В этом случае необходимо использовать мегомметр (или аналогичный прибор), который позволяет контролировать сопротивление изоляции с использованием постоянного напряжения от 500 В, вместо нескольких вольт для обычного омметра
При вращении ручного индуктора мегомметра, если сопротивление изоляции в норме, стрелка прибора должна отклоняться влево (поз. 1) и указывать бесконечность (оо). Более слабое отклонение, например, на уровне 10 MQ (поз. 2), указывает на снижение изоляционных характеристик двигателя, которое хотя и недостаточно для того, чтобы только оно привело к срабатыванию защитного автомата, но, тем не менее, должно быть отмечено и устранено, поскольку даже незначительные повреждения изоляции, вдобавок к уже существующим, в большинстве случаев рано или поздно приведут к полной остановке агрегата.
Отметим также, что только мегомметр может позволить выполнить качественную проверку изоляции двух обмоток между собой, когда их невозможно разъединить (см. выше проблему короткого замыкания между обмотками в однофазном двигателе). В заключение укажем, что проверку подозрительного электродвигателя необходимо проводить очень строго.
В любом случае недостаточно только заменить двигатель, но необходимо также найти, вдобавок к этому первопричину неисправности (механического, электрического или иного характера) с тем, чтобы радикально исключить всякую возможность ее повторения. В холодильных компрессорах, где имеется большая вероятность наличия кислоты в рабочем теле (обнаруживаемой простым анализом масла), после замены сгоревшего мотора необходимо будет предпринять дополнительные меры предосторожности. Не следует пренебрегать и осмотром электроаппаратуры (при необходимости, заменяя контактор и прерыватель, проверяя соединения и предохранители…).

Вдобавок к этому, замена компрессора требует от персонала высокой квалификации и строгого соблюдения правил: слива хладагента, при необходимости промывая после этого контур, возможной установки антикислотного фильтра на всасывающей магистрали, замены фильтра-осушителя, поиска утечек, обезвоживания контура путем вакуумирования, заправки контура хладагентом и полного контроля функционирования… Наконец, особенно если изначально установка была заправлена хладагентом типа CFC (R12, R502…), может быть будет возможным и целесообразным воспользоваться заменой компрессора, чтобы поменять тип хладагента?
Б) Конденсаторы
Чтобы запустить однофазный двигатель со вспомогательной обмоткой, необходимо обеспечить сдвиг по фазе переменного тока во вспомогательной обмотке по отношению к основной. Для достижения сдвига по фазе и, следовательно, обеспечения требуемого пускового момента (напомним, что пусковой момент двигателя обязательно должен быть больше момента сопротивления на его валу) используют, в основном, конденсаторы, установленные последовательно со вспомогательной обмоткой. Отныне мы должны запомнить, что если емкость конденсатора выбрана неправильно (слишком малая или слишком большая), достигнутая величина фазового сдвига может не обеспечить запуск двигателя (двигатель стопорится).
В электрооборудовании холодильных установок мы будем иметь дело с двумя типами конденсаторов:
► Рабочие (ходовые) конденсаторы (бумажные) небольшой емкости (редко более 30 мкф), и значительных размеров.
► Пусковые конденсаторы (электролитические), имеющие, наоборот, большую емкость (может превышать 100 мкф) при относительно небольших размерах. Они не должны находиться постоянно под напряжением, иначе такие конденсаторы очень быстро перегреваются и могут взорваться. Как правило, считается, что время их нахождения под напряжением не должно превышать 5 секунд, а максимально допустимое число запусков составляет не более 20 в час.
С одной стороны, размеры конденсаторов зависят от их емкости (чем больше емкость, тем больше и размеры). Емкость указывается на корпусе конденсатора в микрофарадах (др, или uF, или MF, или MFD, в зависимости от разработчика) с допуском изготовителя, например: 15uF±10% (емкость может составлять от 13,5 до 16,5 мкФ) или 88-108 MFD (емкость составляет от 88 до 108 мкФ).
Кроме того, размеры конденсатора зависят от величины напряжения, указанного на нем (чем выше напряжение, тем больше конденсатор). Полезно напомнить, что указанное разработчиком напряжение является максимальным напряжением, которое можно подавать на конденсатор, не опасаясь его разрушения. Так, если на конденсаторе указано 20мкф/360В, это значит, что такой конденсатор свободно можно использовать в сети с напряжением 220 В, но ни в коем случае нельзя подавать на него напряжение 380 В.

53.1. УПРАЖНЕНИЕ

Попробуйте для каждого из 5 конденсаторов, изображенных на рис. 53.10 в одном и том же масштабе, определить, какие из них являются рабочими (ходовыми), а какие пусковыми.

Конденсатор №1 самый большой по размерам из всех представленных, имеет довольно низкую емкость в сравнении с его размерами. По-видимому, это рабочий конденсатор.
Конденсаторы №3 и №4, при одинаковых размерах, имеют очень небольшую емкость (заметим, что конденсатор №4, предназначенный для использования в сети с напряжением питания, большим, чем конденсатор №3, имеет более низкую емкость). Следовательно, эти два конденсатора также рабочие.
Конденсатор №2 имеет, в сравнении с его размерами, очень большую емкость, следовательно это пусковой конденсатор. Конденсатор №5 имеет емкость несколько меньше, чем №2, но он предназначен для более высокого напряжения: это также пусковой конденсатор.

Проверка конденсаторов. Измерения при помоши омметра, когда они дают те результаты, которые мы только что рассмотрели, являются превосходным свидетельством исправности конденсатора. Тем не менее, они должны быть дополнены измерением фактической емкости конденсатора (вскоре мы увидим, как выполнить такое измерение).
Теперь изучим типичные неисправности конденсаторов (обрыв цепи, короткое замыкание между пластинами, замыкание на массу, пониженная емкость) и способы их выявления. Прежде всего следует заметить, что совершенно недопустимым является вздутие корпуса конденсатора.

В конденсаторе может иметь место обрыв вывода
Тогда омметр, подключенный к выводам и установленный на максимальный диапазон, постоянно показывает бесконечность. При такой неисправности все происходит как в случае отсутствия конденсатора. Однако, если двигатель оснащен конденсатором, значит он для чего-то нужен. Следовательно, мы можем представить себе, что двигатель либо не будет нормально работать, либо не будет запускаться, что зачастую будет обусловливать срабатывание тепловой защиты (тепловое реле защиты, автомат защиты…).
Внутри конденсатора может иметь место короткое замыкание между пластинами
При такой неисправности омметр будет показывать нулевое или очень низкое сопротивление (используйте небольшой диапазон). Иногда компрессор может запуститься (далее мы увидим, почему), но в большинстве случаев короткое замыкание в конденсаторе приводит к срабатыванию тепловой защиты.
Пластины могут быть замкнуты на массу
Пластины конденсатора, также как и обмотки электродвигателя, изолированы от массы. Если сопротивление изоляции резко падает (опасность чего проявляется при чрезмерном перегреве), утечка тока обусловливает отключение установки автоматом защиты.
Такая неисправность может возникать, если конденсатор имеет металлическую оболочку. Сопротивление, измеренное между одним из выводов и корпусом в этом случае стремится к 0, вместо того, чтобы быть бесконечным (проверять нужно оба вывода).
Емкость конденсатора может быть пониженной
В этом случае действительная величина емкости, измеренная на его концах, ниже емкости, указанной на корпусе с учетом допуска изготовителя.

В  измеренная емкость должна была бы находиться в пределах от 90 до 110 мкФ. Следовательно, на самом деле, емкость слишком низкая, что не обеспечит требуемые величины сдвига по фазе и пускового момента. В результате двигатель может больше не запуститься.

Рассмотрим теперь, как осуществить измерение фактической емкости конденсатора с помощью несложной схемы, легко реализуемой в условиях монтажной площадки.
О
ВНИМАНИЕ! Чтобы исключить возможные опасности, необходимо перед сборкой этой схемы проверить конденсатор с помощью омметра.
Внешне исправный конденсатор достаточно подключить к сети переменного тока напряжением 220 В и измерить потребляемый ток (конечно, в этом случае, рабочее напряжение конденсатора должно быть не ниже 220 В).
Схему необходимо защитить либо автоматом защиты, либо плавким предохранителем с рубильником. Измерение  должно быть как можно более коротким (пусковой конденсатор опасно долго держать под напряжением).

При напряжении 220 В действительная емкость конденсатора (в мкФ) примерно в 14 раз больше потребляемого тока (в амперах).

Например, вы хотите проверить емкость конденсатора (очевидно, это пусковой конденсатор, поэтому время его нахождения под напряжением должно быть очень небольшим, см. рис. 53.21). Поскольку на нем указано, что рабочее напряжение равно 240 В, его можно включить в сеть напряжением 220 В.

Если емкость, обозначенная на конденсаторе составляет 60 мкФ ± 10% (то есть от 54 до 66 мкФ), теоретически он должен потреблять ток силой: 60 / 14 = 4,3 А.
Установим автомат или плавкий предохранитель, рассчитанный на такой ток, подключим трансформаторные клещи и установим на амперметре диапазон измерения, например, 10 А. Подадим напряжение на конденсатор, считаем показания амперметра и тотчас отключим питание.

ВНИМАНИЕ, ОПАСНОСТЬ! Когда вы измеряете емкость пускового конденсатора, время его нахождения под напряжением не должно превышать 5 секунд (практика показывает, что при небольших затратах на организацию процесса измерения, этого времени вполне достаточно для выполнения замера).
В нашем примере, фактическая емкость составляет около 4,1 х 14 = 57 мкФ, то есть конденсатор исправный, поскольку его емкость должна находиться между 54 и 66 мкФ.
Если замеренный ток составил бы, например, 3 А, фактическая емкость была бы 3 х 14 = 42 мкФ. Эта величина выходит за пределы допуска, следовательно нужно было бы заменить конденсатор.

В) Пусковые реле
Вне зависимости от конструкции, задачей пускового реле является отключение пусковой обмотки, как только двигатель наберет примерно 80% номинального числа оборотов. После этого, двигатель считается запущенным и продолжает вращение только с помощью рабочей обмотки.
Существует два основных типа пусковых реле: реле тока и реле напряжения. Мы упомянем также запуск с помощью термистора СТР.
Вначале изучим пусковое реле тока
Этот тип реле, как правило, применяется в небольших однофазных двигателях, используемых для привода компрессоров, мощность которых не превышает 600 Вт (домашние холодильники, небольшие морозильные камеры…).

В большинстве случаев (но не всегда) эти реле подключаются непосредственно к компрессору при помощи двух или трех (в зависимости от моделей) гнезд, в которые входят штеккеры обмоток электродвигателя, предотвращая возможные ошибки при подключении реле к вспомогательной и основной обмоткам. На верхней крышке реле, как правило, нанесены следующие обозначения:
Р / М —> Рабочая (Main) —> Основная обмотка А / S -> Пусковая (Start) —> Вспомогательная обмотка L         Линия (Line)     —> Фаза питающей сети
Если реле перевернуть верхней крышкой вниз, можно отчетливо услышать стук подвижных контактов, которые скользят свободно.
Поэтому, при установке такого реле необходимо строго выдерживать его пространственную ориентацию, чтобы надпись «Верх» (Тор) находилась сверху, так как если реле перевернуто, его нормально разомкнутый контакт будет постоянно замкнут.

При проверке омметром сопротивления между контактами пускового реле тока (в случае его правильного расположения) между гнездами A/S и Р/М, а также между гнездами L и A/S, должен иметь место разрыв цепи (сопротивление равно со), поскольку при снятом питании контакты реле разомкнуты.
Между гнездами Р/М и L сопротивление близко к 0, соответствуя сопротивлению катушки реле, которая мотается проводом толстого сечения и предназначена для пропускания пускового тока.
Можно также проверить сопротивление реле в перевернутом состоянии. В таком случае, между гнездами A/S и L вместо бесконечности должно быть сопротивление, близкое к нулю.
При монтаже реле тока в перевернутом положении ) его контакты будут оставаться постоянно замкнутыми, что не позволит отключать пусковую обмотку. В результате возникает опасность быстрого сгорания электродвигателя.

Изучим теперь работу пускового реле тока в схеме, приведенной на  в отсутствие напряжения.
Как только на схему будет подано напряжение, ток пойдет через тепловое реле защиты, основную обмотку и катушку реле. Поскольку контакты A/S и L разомкнуты, пусковая обмотка обесточена и двигатель не запускается — это вызывает резкое возрастание потребляемого тока.
Повышение пускового тока (примерно пятикратное, по отношению к номиналу) обеспечивает такое падение напряжения на катушке реле (между точками L и Р/М), которое становится достаточным, чтобы сердечник втянулся в катушку, контакты A/S и L замкнулись и пусковая обмотка оказалась под напряжением.

Благодаря импульсу, полученному от пусковой обмотки, двигатель запускается и по мере того, как число его оборотов растет, потребляемый ток падает. Одновременно с этим падает напряжение на катушке реле (между L и Р/М). Когда мотор наберет примерно 80% от номинального числа оборотов, напряжение между точками L и Р/М станет недостаточным для удержания сердечника внутри катушки, контакт между A/S и L разомкнётся и полностью отключит пусковую обмотку.
Однако, при такой схеме пусковой момент на валу двигателя очень незначительный, поскольку в ней отсутствует пусковой конденсатор, обеспечивающий достаточную величину сдвига по фазе между током в основной и пусковой обмотках (напомним, что главным назначением конденсатора является увеличение пускового момента). Поэтому данная схема используется только в небольших двигателях с незначительным моментом сопротивления на валу.
Если речь идет о небольших холодильных компрессорах, в которых в качестве расширительного устройства обязательно используются капиллярные трубки, обеспечивающие выравнивание давления в конденсаторе и давления в испарителе при остановках, то в этом случае запуск двигателя происходит при минимально возможном моменте сопротивления на валу {см. раздел 51. «Капиллярные расширительные устройства»).
При необходимости повышения пускового момента последовательно с пусковой обмоткой необходимо устанавливать пусковой конденсатор (Cd). Поэтому часто реле тока выпускаются с четырьмя гнездами, как например, в модели, представленной.
Реле такого типа поставляются с шунтирующей перемычкой между гнездами 1 и 2. При необходимости установки пускового конденсатора шунт удаляется.
Отметим, что при прозвонке такого реле омметром между гнездами М и 2 сопротивление будет близким к нулю и равным сопротивлению обмотки реле. Между гнездами 1 и S сопротивление равно бесконечности (при нормальном положении реле) и нулю (при реле, перевернутом крышкой вниз).

ВНИМАНИЕ! При замене неисправного реле тока новое реле всегда должно быть с тем же индексом, что и неисправное.

Действительно, существуют десятки различных модификаций реле тока, каждая из которых имеет свои характеристики (сила тока замыкания и размыкания, максимально допустимая сила тока…). Если вновь устанавливаемое реле имеет отличные от заменяемого реле характеристики, то либо его контакты никогда не будут замыкаться, либо будут оставаться постоянно замкнутыми.

Если контакты никогда не замыкаются, например, из-за того, что пусковое реле тока слишком мощное (рассчитано на замыкание при пусковом токе 12 А, в то время как на самом деле пусковой ток не превышает 8 А), вспомогательная обмотка не может быть запитана и мотор не запускается. Он гудит и отключается тепловым реле защиты.
Заметим, что эти же признаки сопровождают такую неисправность, как поломка контактов реле
В крайнем случае, проверить эту гипотезу можно замкнув накоротко на несколько секунд контакты 1 и S, например. Если мотор запускается, это будет доказательством неисправности реле.
Если контакт остается постоянно замкнутым, например, из-за низкой мощности пускового реле тока (оно должно размыкаться при падении тока до 4 А, а двигатель на номинальном режиме потребляет 6 А), пусковая обмотка окажется все время под напряжением. Заметим, что то же самое произойдет, если вследствие чрезмерной силы тока, контакты реле «приварятся» или если реле установлено верхом вниз*, из-за чего контакты будут оставаться постоянно замкнутыми.
Компрессор будет тогда потреблять огромный ток и, в лучшем случае, отключится тепловым реле защиты (в худшем случае он -сгорит). Если при этом в схеме присутствует пусковой конденсатор, он также будет все время под напряжением и при каждой попытке запуска будет сильно перегреваться, что в конечном счете приведет к его разрушению.

Нормальную работу пускового реле тока можно легко проверить с помощью трансформаторных клещей, установленных в линии конденсатора и пусковой обмотки. Если реле работает нормально, то в момент запуска ток будет максимальным, а когда контакт разомкнётся, амперметр покажет отсутствие тока.
Наконец, чтобы завершить рассмотрение пускового реле тока, нужно остановиться на одной неисправности, которая может возникать при чрезмерном росте давления конденсации. Действительно, любое повышение давления конденсации, чем бы оно ни обусловливалось (например, загрязнен конденсатор), неизбежно приводит к росту потребляемого двигателем тока (см. раздел 10. «Влияние величины давления конденсации на силу тока, потребляемого электромотором компрессора»). Этот рост иногда может оказаться достаточным, чтобы привести к срабатыванию реле и замыканию контактов, в то время как двигатель вращается. Последствия такого явления вы можете себе представить!
* Установка пускового реле в горизонтальной плоскости, как правило, дает такой же результат и также является неверной (прим. ред.).

Когда мощность двигателя растет (становясь выше, чем 600 Вт), возрастает и сила потребляемого тока, и использование пускового реле тока становится невозможным из-за того, что увеличивается потребный диаметр катушки реле. Пусковое реле напряжения тоже имеет катушку и контакты, но в отличие от реле тока, катушка реле напряжения имеет очень высокое сопротивление (наматывается тонким проводом с большим числом витков), а его контакты нормально замкнуты. Поэтому, вероятность перепутать эти два устройства очень незначительна.
 представлен внешний вид наиболее распространенного пускового реле напряжения, представляющего собой герметичную коробку черного цвета. Если прозвонить клеммы реле с помощью омметра, можно обнаружить, что между клеммами 1 и 2 сопротивление равно 0, а между 1-5 и 2-5 оно одинаково и составляет, например 8500 Ом (заметим, что клеммы 4 не включаются в схему и используются только для удобства соединения и разводки проводов на корпусе реле).

Контакты реле наверняка находятся между клеммами 1 и 2, поскольку сопротивление между ними равно нулю, однако к какой из этих клемм подключен один из выводов катушки определить нельзя, так как результат при измерениях будет одинаковым (см. схему на рис. 53.29).
Если у вас есть схема реле, проблем с определением общей точки не будет. В противном случае вам потребуется выполнить дополнительно маленький опыт, то есть подать питание вначале на клеммы 1 и 5, а затем 2 и 5 (измеренное между ними сопротивление составило 8500 Ом, следовательно, один из концов катушки подключен либо к клемме 1, либо к клемме 2).

Допустим, что при подаче напряжения на клеммы 1-5, реле будет работать в режиме «дребезга» (как зуммер) и вы отчетливо различите постоянное замыкание и размыкание его контакта (представьте последствия такого режима для двигателя). Это будет признаком того, что клемма 2 является общей и один из концов катушки подключен именно к ней. В случае
неуверенности вы можете проверить себя, подав питание на клеммы 5 и 2 (контакты 1 и 2
разомкнутся и будут оставаться разомкнутыми).
ВНИМАНИЕ! Если вы подадите напряжение на клеммы 1 и 2 (клеммы нормально замкнутых контактов), то получите короткое замыкание, что может быть очень опасным

Чтобы выполнить такую проверку, вы должны использовать напряжение 220 В, если реле предназначено для оснащения двигателя на 220 В (настоятельно рекомендуем использовать в цепи плавкий предохранитель, чтобы защитить схему от возможных ошибок при подключении). Однако может случиться так, что контакты реле не будут размыкаться ни при подаче питания на клеммы 1 и 5, ни при его подаче на клеммы 2 и 5, хотя катушка будет исправной (при прозвонке омметром сопротивление 1-5 и 2-5 одинаково высокое). Это может быть обусловлено самим принципом, заложенным в основу работы схемы с реле напряжения (сразу после данного абзаца мы его рассмотрим), который требует для срабатывания реле повышенного напряжения. Чтобы продолжить проверку, вы можете увеличить напряжение до 380 В (реле при этом ничего не угрожает, так как оно способно выдержать напряжение до 400 В).

Как только на схему подается питание, ток проходит через тепловое реле защиты и основную обмотку (С—>Р). Одновременно он проходит через пусковую обмотку (С—»А). нормально замкнутые контакты 2-1 и пусковой конденсатор (Cd). Все условия для запуска соблюдены и двигатель начинает вращение.
По мере того, как двигатель набирает обороты, в пусковой обмотке наводится дополнительное напряжение, которое добавляется к напряжению питания.

В конце запуска наведенное напряжение становится максимальным и напряжение на концах пусковой обмотки может достигать 400 В (при напряжении питания 220 В). Катушка реле напряжения сконструирована таким образом, чтобы разомкнуть контакты точно в тот момент, когда напряжение на ней превысит напряжение питания на величину, определенную разработчиком двигателя. Когда контакты I -2 разомкнутся, катушка реле остается запитанной напряжением, наведенным в пусковой обмотке (эта обмотка, намотанная на основную обмотку, представляет собой как бы вторичную обмотку трансформатора).
Во время запуска очень важно, чтобы напряжение на клеммах реле в точности соответствовало напряжению на концах пусковой обмотки. Поэтому пусковой конденсатор всегда должен включаться в схему между точками I и Р, а не между А и 2 Отметим, что при размыкании контактов 1-2 пусковой конденсатор полностью исключается из схемы.
Существует множество различных моделей реле напряжения, отличающихся своими характеристиками (напряжением замыкания и размыкания контактов…).

Поэтому, при необходимости замены неисправного реле напряжения, для этого нужно использовать реле той же самой модели.
Если реле для замены не вполне соответствует двигателю -это значит, что либо его контакты при запуске не будут замкнуты, либо будут замкнуты постоянно.
Когда при запуске контакты реле оказываются разомкнутыми, например из-за того, что реле слишком маломощное (оно срабатывает при 130 В, то есть сразу после подачи напряжения и пусковая обмотка запитана только как вторичная обмотка), двигатель не сможет запуститься, будет гудеть и отключится тепловым реле защиты (см. рис. 53.33).

Отметим, что такие же признаки будут иметь место в случае поломки контакта. В крайнем случае, всегда можно проверить эту гипотезу, замкнув на мгновение накоротко контакты 1 и 2. Если двигатель запустится, значит контакт отсутствует.

Запуск при помощи термистора (СТР)

Термистор, или терморезистор (СТР* — сокращение, в переводе означает положительный температурный коэффициент, то есть повышение сопротивления при росте температуры) включается в цепь так, как показано на рис. 53.37.
При неподвижном роторе мотора СТР холодный (имеет окружающую температуру) и его сопротивление очень низкое (несколько Ом). Как только на двигатель подается напряжение, запитывается основная обмотка. Одновременно ток проходит через низкое сопротивление СТР и пусковую обмотку, в результате чего двигатель запускается. Однако ток, текущий через пусковую обмотку, проходя через СТР, нагревает его, что обусловливает резкое повышение его температуры, а следовательно и сопротивления. По истечении одной-двух секунд температура СТР становится более 100°С, а его сопротивление легко превышает 1000 Ом.
Резкое повышение сопротивления СТР снижает ток в пусковой обмотке до нескольких миллиампер, что эквивалентно отключению этой обмотки так, как это сделало бы обычное пусковое реле. Слабый ток, не оказывая никакого влияния на состояние пусковой обмотки, продолжает проходить через СТР, оставаясь вполне достаточным, чтобы поддерживать его температуру на нужном уровне.
Такой способ запуска используется некоторыми разработчиками, если момент сопротивления при запуске очень малый, например, в установках с капиллярными расширительными устройствами (где при остановке неизбежно выравнивание давлений).
Однако, когда компрессор остановился, длительность остановки должна быть достаточно большой, чтобы не только обеспечить выравнивание давлений, но и, главным образом, охладить СТР (по расчетам для этого нужно как минимум 5 минут).
Всякая попытка запуска двигателя при горячем СТР (имеющим, следовательно, очень высокое сопротивление) не позволит пусковой обмотке запустить двигатель. За такую попытку можно поплатиться значительным возрастанием тока и срабатыванием теплового реле защиты.
Терморезисторы представляют собой керамические диски или стержни и основным видом неисправностей этого типа пусковых устройств является их растрескивание и разрушение внутренних контактов, наиболее часто обусловленное попытками запуска при горячих СТР, что
неизбежно влечет за собой чрезмерное повышение пускового тока.
. Мы часто указывали на важность соблюдения идентичности моделей при замене неисправных элементов электрооборудования (тепловые реле защиты, пусковые реле…) на новые, либо на те, которые рекомендуются для замены разработчиком. Мы советуем также при замене компрессора менять и комплект пусковых устройств (реле + конденсатор(ы)).
* Иногда встречается термин РТС, который означает то же самое, что и СТР {прим. peo.j.

Г) Обобщение наиболее часто встречающихся схем пусковых устройств

В документации различных разработчиков встречается множество схем с несколькими экзотическими названиями, которые мы сейчас разъясним. Воспользовавшись этим случаем, мы пополним наши знания и увидим роль рабочих конденсаторов.
Для лучшего понимания дальнейшего материала напомним, что в отличие от пусковых конденсаторов, рабочие конденсаторы рассчитаны на постоянное нахождение под напряжением и что конденсатор включается в схему последовательно с пусковой обмоткой, позволяя повысить крутящий момент на вачу двигателя.
1) Схема PSC (Permanent Split Capacitor) — схема с постоянно подключенным конденсатором является самой простой, поскольку в ней отсутствует пусковое реле.
Конденсатор, постоянно находясь под напряжением (см. рис. 53.40\ должен быть рабочим конденсатором. Поскольку с ростом емкости такой тип конденсаторов быстро увеличивается в размерах, их емкость ограничивается небольшими значениями (редко более 30 мкФ).
Следовательно, схема PSC используется, как правило, в небольших двигателях с незначительным моментом сопротивления на валу (малые холодильные компрессоры для капиллярных расширительных устройств, обеспечивающих выравнивание давлений при остановках, вентиляторные двигатели небольших кондиционеров).
  При подаче напряжения на схему, постоянно подключенный кон-
денсатор (Ср) дает толчок, позволяя запустить двигатель. Когда двигатель запущен, пусковая обмотка остается под напряжением вместе с последовательно включенным конденсатором, что ограничивает силу тока и позволяет повысить крутящий момент при работе двигателя.
2) Схема СТР. изученная ранее, называется также РТС (Positive Temperature Coefficient) и используется в качестве относительно простого пускового устройства.
Она может быть усовершенствована добавлением постоянно подключенного конденсатор.
При подаче напряжения на схему (после остановки длительностью не менее 5 минут), сопротивление термистора СТР очень низкое и конденсатор Ср, будучи замкнутым накоротко, не влияет на процесс запуска (следовательно, момент сопротивления на валу должен быть незначительным, что требует выравнивания давлений при остановке).
В конце запуска сопротивление СТР резко возрастает, но вспомогательная обмотка остается подключенной к сети через конденсатор Ср, который позволяет повысить крутящий момент при работе двигателя (например, при росте давления конденсации).
Поскольку конденсатор все время находится под напряжением,
пусковые конденсаторы в схемах этого типа использовать нельзя.

53.2. УПРАЖНЕНИЕ 2

Однофазный двигатель с напряжением питания 220 В, оснащенный рабочим конденсатором с емкостью 3 мкФ, вращает вентилятор кондиционера. Переключатель имеет 4 клеммы: «Вход» (В), «Малая скорость» (МС), «Средняя скорость» (СС), «Большая скорость» (БС), позволяющие скоммутировать двигатель с сетью таким образом, чтобы выбрать требуемое значение (МС, СС или БС) числа оборотов.

Решение

Набросаем, согласно нашему предположению внутреннюю схему двигателя, сверяясь с данными измерения сопротивлений (например, между Г и Ж должно быть 290 Ом, а между Г и 3 — 200 Ом).
Остается только включить в схему переключатель, помня о том, что максимальная скорость вращения (БС) достигается, если двигатель напрямую подключен к сети . И напротив, минимальное число оборотов будет обеспечено при самом слабом напряжении питания, следовательно, при задействовании максимального значения гасящего сопротивления.

Такие двигатели, редко встречающиеся в настоящее время, могут однако использоваться в качестве привода сальниковых компрессоров. Чтобы изменить направление вращения двигателя, достаточно крест-накрест поменять точку соединения пусковой и основной обмоток.
В качестве примера на рис.  показано, как конец пусковой обмотки стал началом, а начало — концом.
Заметим, что в этом случае направление прохождения тока по пусковой обмотке изменилось на противоположное, что позволяет дать в момент запуска импульс магнитного поля в обратном направлении.
Наконец, отметим также двухпроводные двигатели с «витком Фраже» или с «фазосдвигаю-щим кольцом», широко используемые для привода небольших вентиляторов с низким моментом сопротивления (как правило, лопастных). Эти двигатели очень надежные, хотя и имеют малый крутящий момент, и при их включении в сеть отсутствуют какие-либо особые проблемы, поскольку они имеют всего два провода (конечно, плюс заземление).

В) Пусковые реле
Вне зависимости от конструкции, задачей пускового реле является отключение пусковой обмотки, как только двигатель наберет примерно 80% номинального числа оборотов. После этого, двигатель считается запущенным и продолжает вращение только с помощью рабочей обмотки.
Существует два основных типа пусковых реле: реле тока и реле напряжения. Мы упомянем также запуск с помощью термистора СТР.
Вначале изучим пусковое реле тока
Этот тип реле, как правило, применяется в небольших однофазных двигателях, используемых для привода компрессоров, мощность которых не превышает 600 Вт (домашние холодильники, небольшие морозильные камеры…).

Электронный запуск электродвигателей

электроника для дома

 

В статье приведены схемы электронного запуска электродвигателей с пусковой обмоткой различной бытовой и промышленной техники, которая выпускается с пусковыми устройствами, содержащими электрические контакты. Описываются принципы работы, наладки и конструктивные особенности электронных пусковых устройств на тиристорах и симисторах, даны рекомендации по изготовлению и эксплуатации этих устройств.

 

Однофазные электродвигатели с пусковой обмоткой применяются в холодильниках, электрозаточных, деревообрабатывающих станках и другой разнообразной бытовой технике.

Для запуска таких двигателей применяются пусковые реле или специальные выключатели, которые после запуска двигателя выключают пусковую обмотку. Подача и отключение напряжения в этих устройствах осуществляется через электрические контакты, которые, естественно, искрят и подгорают в процессе эксплуатации, что существенно снижает их срок службы, а при потере контакта приводит к повреждению двигателя.

Некоторыми авторами предложены схемы с электронными устройствами, которые снижают токи через электрические контакты, но не исключают их полностью.

Автором разработана и использована для некоторых бытовых устройств электронная схема запуска, которая в течение длительного времени показала надежную работу.

Работа данной схемы основана на запирании диодного моста, включенного в цепь управления тиристоров или симистора, при заряде конденсатора постоянным током диодного моста (рис.1). Во время заряда конденсатора тиристоры открыты, и все напряжение поступает в нагрузку. После полного заряда конденсатора ток через управляющие электроды прекращается, тиристоры запираются, и напряжение от нагрузки отключается. Время открытого состояния тиристоров определяется емкостью конденсатора, т.е. это своего рода реле времени, которое через определенное время отключает нагрузку. Для повторного включения нагрузки необходимо разрядить конденсатор, иначе он длительное время будет держать диоды моста и тиристоры в закрытом состоянии.

Для устройств, которые включаются с помощью выключателя, необходимо использовать тумблер с двумя перекидными контактами, один из которых при включении нагрузки подключал бы к конденсатору резистор номиналом 10… 100 кОм Практически действующая схема для запуска электродвигателя бытового заточного станка мощностью 210 Вт показана на рис.2.

Рис.1

В связи с разбросом параметров тиристоров схема требует несложной наладки, которая заключается в подборе конденсатора необходимой емкости, от которой зависит время подачи напряжения на пусковую обмотку. Это время должно быть минимальным, но достаточным для надежного запуска двигателя при пониженном напряжении питающей сети до допустимого минимума 180 В.

Необходимо отметить, что ток заряда конденсатора составляет доли миллиампера, поэтому диодный мост может быть маломощным, но рассчитанным на напряжение не менее 300 В, а конденсатор — на напряжение не менее 400 В, так как при пробое конденсатора пусковая обмотка окажется под полным напряжением сети, что может вывести из строя электродвигатель. К этому также может привести пробой любого элемента схемы. Учитывая, что надежность используемых элементов часто неизвестна, необходимо некоторое время понаблюдать за работой схемы. Для этого временно или постоянно параллельно электронному выключателю необходимо подключить светодиод с гасящим резистором. После запуска двигателя на электронном выключателе появляется сетевое напряжение, и светодиод начинает светиться, что свидетельствует о том, что пусковая обмотка отключено.

Рис.2

Рис.3

Для электродвигателей, которые включаются и выключаются автоматически, как в холодильнике, разряд конденсатора осуществляется через резистор от 10 до 100 МОм, подключенный параллельно конденсатору. Этот резистор большого номинала не влияет на заряд конденсатора и не открывает тиристоры, так как ток через этот резистор мал (составляет микроамперы) и его недостаточно для открывания тиристоров. После запуска двигателя заряд конденсатора (R1 отключен от С1) поддерживается микротоками, не способными открыть тиристоры. После автоматического отключения двигателя датчиком устройства конденсатор успевает разрядиться до следующей подачи напряжения на двигатель.

Эксперименты показали, что чем больше мощность двигателя, тем большего номинала требуется резистор R1. Например, при тех же тиристорах для двигателя мощностью 210 Вт минимальное сопротивление резистора составляло 9 МОм, а для двигателя мощностью 800 Вт — 18 МОм. После снятия напряжения, через несколько секунд, двигатель готов нормально запуститься. Это говорит о том, что увеличение сопротивления данного резистора на 30…50% от минимального не повлияет на работу устройства, например холодильника, а только повысит надежность отключения пусковой обмотки при завышенном напряжении сети. Например, разряд конденсатора емкостью 0,1 мкФ на резистор сопротивлением 20 МОм происходит за время t=RC=2 с. Эксперименты также показали, что емкость конденсатора и сопротивление разрядного резистора подбираются индивидуально в зависимости от параметров тиристоров или симистора, мощности двигателя и необходимого времени надежного запуска

Практическая схема электронного запуска двигателя заточного станка мощностью 210 Вт на симисторе показана на рис.3. Наладка данной схемы аналогична схеме на тиристорах.

Детали

Для двигателей мощностью до 2 кВт тиристоры могут устанавливаться без радиаторов. Диоды VD1 и VD2 (рис.2) можно заменить резисторами номиналом 120… 160 кОм, а при использовании тиристоров с близкими параметрами схема нормально работает и без этих элементов. Детали R2, VD3 и VD4 можно убрать после испытаний схемы в течение некоторого времени. Отключение пусковой обмотки в период испытаний схемы можно контролировать вольтметром. Необходимо отметить, что приведенные схемы также можно использовать в качестве таймеров для бесконтактного отключения мощных электрических устройств через необходимое время, подобрав соответствующий номинал С1 и тип симистора (тиристоров), например аппаратов точечной сварки, нагревателей для сварки пластиковых труб, кратковременного освещения больших помещений и т.п.

А.Н. Журенков.

Читайте также :
Бесконденсаторный пуск трехфазных электродвигателей от однофазной сети
Pабота трехфазного двигателя в однофазной сети

 

Устройство для пуска и торможения однофазного асинхронного двигателя с пусковым конденсатором — Меандр — занимательная электроника

В статье приведено описание устройства для бесконтактного отключения пусковой обмотки однофазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором с конденсаторным пуском, обеспечивающего электродинамическое торможение двигателя при отключении его от сети.

Устройство осуществляет автоматическое отключение упо­мянутой обмотки по окончании процесса пуска с помощью динамического фазовращателя и предназначено для пуска и торможения однофазных асинхронных двигателей с коротко­замкнутым ротором и с пусковым конденсатором (ОАД).

В известных устройствах [1 и 2] дано описание устрой­ства для пуска ОАД с бесконтактным отключением пусковой обмотки асинхронного двигателя. Устройство содержит в це­пи пускового конденсатора диодно-тиристорный элемент, цепь управления тиристором, однополюсный переключатель. Не­достатком устройства [2] является ограниченность его функ­циональных возможностей.

Целью предлагаемого технического решения является рас­ширение функциональных возможностей устройства путём ис­пользования его не только для пуска, но и для торможения электродвигателя.

Указанная цель достигается тем, что в устройство [2] до­полнительно введены резистор, тиристор, шунтирующий кон­такты переключателя в цепи питания рабочей обмотки элек­тродвигателя, и две группы контактов переключателя.

Описание устройства

На рис.1 показана принципиальная схема управления од­нофазным асинхронным двигателем с конденсаторным пус­ком и режимом электродинамического торможения (автор­ское свидетельство автора статьи [3]).

Рис. 1

Устройство содержит трёхполюсный переключатель SA1 на два положения, с помощью которого подключаются к пи­тающей сети рабочая «Р» и пусковая «П» обмотки электро­двигателя, пусковой конденсатор С1 и диодно-тиристорный элемент, состоящий из диода VD1 и тиристора VS1, включён­ных встречно-параллельно. При этом управляющий электрод тиристора VS1 подключён к питающей сети через последо­вательную цепочку из резистора R1, выпрямительного дио­да VD2, электролитического конденсатора С2, шунтированно­го резистором R2, и контакты переключателя SA1. Контак­ты переключателя SA1 в цепи рабочей обмотки «Р» шунти­рованы тиристором VS2, управляющий электрод которого че­рез резистор R3 и контакты переключателя SA1 соединён с положительным выводом конденсатора С2.

Отрицательный вывод конденсатора С2 соединён с вы­водом рабочей обмотки «Р» и катодом тиристора VS2 через переключатель SA1. В исходном предпусковом положении по­следовательно включённые обмотки «Р» и «П» двигателя шун­тированы двумя последовательно включёнными контактами переключателя SA1.

Принцип действия

При включении переключателя SA1 ток проходит через рабочую обмотку «Р» и пусковую «П», конденсатор С1 и ди­одно-тиристорный элемент VD1-VS1, при этом положитель­ная полуволна тока пусковой обмотки протекает через диод VD1, а отрицательная — через тиристор VS1 диодно-тирис­торного элемента. Через определённый промежуток време­ни, определяемый ёмкостью конденсатора С2, диод VD2 за­пирается электролитическим конденсатором С2, и тиристор VS1 закрывается. В результате протекание тока через диод­но-тиристорный элемент VD1-VS1, а следовательно, и через пусковую обмотку «П» прекращается из-за заряда пусково­го конденсатора С1 через диод VD1, который запирается им. Режим пуска электродвигателя окончен. При работе ОАД конденсаторы С1 и С2 находятся в заряженном состоянии.

При отключении ОАД от питающей сети переключателем SA1 управляющий электрод и катод тиристора VS2 через резистор R3 и контакты переключателя SA1 присоединяют­ся к зажимам заряженного конденсатора С2. Конденсатор С2 разряжается на управляющий переход тиристора VS2, в результате чего тиристор открывается, подключая обмотки «Р» и «П» двигателя к сети. При этом относительно сети об­мотки ОАД включены параллельно через контакты переклю­чателя и обтекаются выпрямленным током сети, в результа­те электродвигатель интенсивно тормозится. По окончании разряда конденсатора С2, тиристор VS2 закрывается, от­ключая обмотки «Р» и «П» электродвигателя от сети.

Таким образом, введение дополнительных элементов в устройство [2], изменение взаимосвязей между элементами схемы обеспечивает не только пуск электродвигателя, но и его торможение, что расширяет функциональные возможно­сти устройства.

Детали

В качестве переключателя SA1 используется любой трёх­полюсный на два положения, подходящий по току и напря­жению для конкретного электродвигателя, например, типа ПТ3-40В для электродвигателей мощностью до 600 Вт вклю­чительно. Параметры силового диода VD1 и силового тирис­тора VS1 диодно-тиристорного элемента определяются мощ­ностью применяемого электродвигателя, так, например, для электродвигателя мощностью 1 кВт в качестве диода VD1 мож­но использовать диоды типа В10-10 — В10-14 на ток 10 А и напряжение от 700 В и выше, а также диоды типов КД227Ж на 5А/800 В или 2Д203Г, Д на 10А/700В. Диод VD2 типа 1N4007 на ток 1 А и напряжение 1000 В можно заменить диодами типов КД105Г 0,3А/800В или КД209В на ток 0,5 А и напряжение 800 В. В качестве тиристоров VS1 и VS2 можно использовать тиристоры класса не ниже шестого ти­пов Т112-10, Т10-20, Т10-63 и им подобные на ток 5…10 А. Тиристор VS2 желательно выбрать как можно с меньшим током управления.

Конденсатор С1 подбирают из расчёта (1,5…2,0)66Р_ном [мкФ], где Р_ном — номинальная мощность электродвигателя в кВт, типа МБГО-2 или МБГЧ, что предпочтительней, на на­пряжение не ниже 400 В. Конденсатор С2 типа ЭМ или КЭ-2 ёмкостью 5.20 мкФ на напряжение не ниже 350 В. Кон­денсаторы С1 и С2 желательно использовать импортные.

Резисторы R1-R3 типа МЛТ-2 сопротивлением 300 Ом, 100 кОм и 300 Ом соответственно.

Наладка

Наладку устройства осуществляют подбором величины ре­зистора R1. Для этой цели его заменяют переменным рези­стором сопротивлением 33.51 кОм и добиваются полного открытия тиристора VS1. После чего измеряют мультимет­ром величину сопротивления введённого переменного рези­стора и впаивают вместо него постоянный резистор такой же величины. Затем осуществляют наладку цепи торможе­ния электродвигателя. Заменив резистор R3 в цепи тирис­тора VS2 таким же переменным резистором, добиваются в режиме торможения ОАД отсутствия свободного выбега ро­тора двигателя. После чего заменяют переменный резистор постоянным. На этом наладка устройства заканчивается.

Лабораторные испытания устройства с электродвигателем типа ЭДГ-2 показали практически мгновенную остановку ро­тора ОАД, в то время как в обычном режиме (без торможе­ния) время выбега ротора двигателя составляло около 6 с.

Литература

1. Авторское свидетельство №655048 СССР, М. Кл.2 Н 02 Р 1/42. Устройство для пуска однофазного конденсатор­ного асинхронного электродвигателя / К.В. Коломойцев (СССР). — № 2541527/24-07: заяв. 10.11.77, опуб. 30.03.79, бюл. №12.
2. Коломойцев К.В. Динамический фазовращатель — пус­катель для двигателя повышенной мощности // Элект­рик. — 2003. — №12. — С.11.
3. Авторское свидетельство №851711 СССР, М. Кл.3 Н 02 Р 1/42 // Н02Р 3/18. Устройство для управления одно­фазным конденсаторным асинхронным электродвигате­лем / К.В. Коломойцев (СССР). — №2840950/24-07 (160116): заяв. 16.11.79, опуб. 30.07.81, бюл. №28.

Автор: Константин Коломойцев, г. Ивано-Франковск

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

* Конденсаторный пуск Мотор

* Навсегда Двигатель с разделенным конденсатором

* Конденсаторный пусковой конденсаторный двигатель

* Двигатель с расщепленной фазой

Конденсаторный пусковой двигатель Двигатели

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

Конденсаторный пусковой двигатель

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

Конденсаторный пуск двигателя — Диаграмма вектора

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

Двигатели с постоянным разделенным конденсатором

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

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

Двигатели с постоянным разделенным конденсатором (PSC) Двигатели с постоянными разделенными конденсаторами (PSC) — фазовая диаграмма

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

PSC Показан двигатель с подключенным конденсатором

Конденсатор Пусковой Конденсатор Рабочий Двигатель

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

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

конденсатор пусковой конденсаторный двигатель

Электродвигатель с разделенной фазой

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

Асинхронный двигатель с расщепленной фазой

После запуска двигателя установленный на роторе центробежный выключатель отключает пусковую обмотку, и двигатель продолжает работать на основной обмотке. Пусковой ток такого двигателя обычно выше, чем у 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.

Дополнительная информация : Калькулятор двигателя, Калькулятор пускового тока двигателя

Однофазные двигатели переменного тока (часть 1)

---

---

ЦЕЛИ:

• перечисляет различные типы двигателей с расщепленной фазой.
• обсуждает работу двигателей с расщепленной фазой.
• меняет направление вращения двигателя с расщепленной фазой.
• обсуждает работу многоскоростных электродвигателей с расщепленной фазой.
• обсуждает работу двигателей с расщепленными полюсами.
• обсуждает работу двигателей отталкивающего типа.
• обсуждают работу шаговых двигателей.
• обсуждают работу универсальных моторов.

ГЛОССАРИЙ ТЕРМИНОВ ОДНОФАЗНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

• центробежный выключатель — выключатель, служащий для отключения пусковых обмоток в электродвигателе с расщепленной фазой после того, как электродвигатель разогнался примерно до 75% номинальной скорости
• компенсирующая обмотка — обмотка, используемая в универсальных двигателях для противодействия индуктивное сопротивление в обмотках якоря
• компенсация проводимости — осуществляется подключением компенсирующего обмотка универсального двигателя последовательно с обмоткой возбуждения
• Двигатель Хольца — тип однофазного синхронного двигателя, который работает при скорости 1200 об / мин
• индуктивная компенсация — осуществляется замыканием компенсирующего обмотка выводит вместе и позволяет индуцированному напряжению подавать ток на обмотку
Многоскоростные однофазные двигатели
• — двигатели, рассчитанные на чем одна скорость полной нагрузки
• нейтральная плоскость — точка, в которой в якоре нет напряжения. обмотка
• run обмотка — одна из обмоток в двухфазном двигателе
• асинхронный двигатель с расщепленными полюсами — однофазный двигатель, который производит вращающееся магнитное поле путем затенения одной стороны каждого полюсного наконечника; затенение достигается путем размещения петли из большого медного провода вокруг одной стороны затеняющей катушки полюсного наконечника петля из большого провода, используемая для формирования затененный полюс
• Двухфазный двигатель — тип однофазного двигателя, который разделяет ток. поток через две отдельные обмотки для создания вращающегося магнитного поля
• пусковая обмотка одной из обмоток, используемых в электродвигателе с расщепленной фазой
Синхронные двигатели
• — двигатели, которые работают с постоянной скоростью с любого нагрузка до полной нагрузки синхронная скорость скорость вращающегося магнитного поле асинхронного двигателя переменного тока
• двухфазный — система питания, вырабатывающая два отдельных фазных напряжения. Универсальный двигатель с разнесением на 90 ° Тип однофазного двигателя, который может работать на постоянном или переменном токе
• Двигатель Уоррена — тип однофазного синхронного двигателя, который работает при скорости 3600 об / мин

Хотя большинство крупных двигателей, используемых в промышленности, являются трехфазными, на раз необходимо использовать однофазные двигатели.Однофазные двигатели используются практически исключительно для эксплуатации бытовой техники, такой как кондиционеры, холодильники, колодезные насосы и вентиляторы. Обычно они рассчитаны на работу от 120 В или 240 В. Они имеют размер от долей до нескольких лошадиных сил, в зависимости от приложения.

РАЗДЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Электродвигатели с разделенной фазой делятся на три основных класса:

1. Асинхронный двигатель с резистивным пуском.
2. Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском.
3. Конденсаторный двигатель с конденсаторным пуском.

Хотя эти двигатели имеют разные рабочие характеристики, они похожи по конструкции и используют одинаковый принцип работы. Сплит-фаза моторы получили свое название из-за того, как они работают по принципу вращающееся магнитное поле. Однако вращающееся магнитное поле не может быть производится только с одной фазой. Электродвигатели с расщепленной фазой, таким образом, разделяют протекание тока через две отдельные обмотки для имитации двухфазного питания система.Вращающееся магнитное поле может быть создано двухфазной системой.

FGR. 1 Двухфазный генератор вырабатывает напряжения, сдвинутые по фазе на 90 °. друг с другом.

ДВУХФАЗНАЯ СИСТЕМА

В некоторых частях мира вырабатывается двухфазное питание. Двухфазный Система состоит из генератора с двумя намотанными катушками. 90 ° друг от друга (FGR. 1). Следовательно, напряжения двухфазной системы равны 90 ° сдвинуты по фазе друг к другу.Эти два сдвинутых по фазе напряжения могут создать вращающееся магнитное поле. Потому что должно быть два напряжения или токи в противофазе друг с другом для создания вращающегося магнитного поля, в двигателях с расщепленной фазой используются две отдельные обмотки для создания разности фаз между токами в двух обмотках. Эти моторы буквально раскалываются одна фаза и производят вторую фазу, отсюда и название двигателя с расщепленной фазой.

==

FGR. 2A Обмотка статора используется с асинхронными двигателями с резистивным пуском.

==

Статор электродвигателя с расщепленной фазой содержит две отдельные обмотки: намотка начала и намотка хода.

Пусковая обмотка сделана из проволоки небольшого размера и размещена в верхней части сердечник статора. Обмотка прогона сделана из проволоки сравнительно большого диаметра. размещается в нижней части сердечника статора. Fgrs. -2A и 2B показывают фотографии двух статоров с расщепленной фазой. Статор в A используется для запуска с сопротивлением. асинхронный двигатель или конденсаторный асинхронный двигатель.

Статор в B используется для конденсаторного двигателя с конденсаторным пуском. Оба статоры содержат четыре полюса, а пусковая обмотка расположена под углом 90 ° от беговой обмотки.

Обратите внимание на разницу в размере и положении двух обмоток статор показан на FGR. 2А.

Пусковая обмотка сделана из небольшого провода и размещена в верхней части сердечник статора. Это приводит к тому, что она имеет более высокое сопротивление, чем обмотка хода.

Пусковая обмотка располагается между полюсами ходовой обмотки.В ходовая обмотка сделана из проволоки большего диаметра и размещена в нижней части основной. Это дает ему более высокое индуктивное сопротивление и меньшее сопротивление, чем у пусковая обмотка. Эти две обмотки подключены параллельно каждой прочее (FGR. 3).

При подаче питания на статор ток течет через обе обмотки. Поскольку пусковая обмотка более резистивная, через нее протекает ток. будет больше совпадать по фазе с приложенным напряжением, чем будет течь ток через ходовую обмотку.

Ток, протекающий через рабочую обмотку, будет отставать от приложенного напряжения. из-за индуктивного сопротивления.

Эти два противофазных тока создают вращающееся магнитное поле в статор. Скорость этого вращающегося магнитного поля называется синхронной. скорость и определяется двумя факторами:

1. количество полюсов статора
2. частота приложенного напряжения.

Скорость вращающегося магнитного поля может быть определена по формуле:

S = 120 F / P

Где:

S =

об / мин

F = частота в герцах

P = Количество полюсов статора

ПРИМЕР

Однофазный двигатель содержит шесть полюсов статора и подключен к сети 60 Гц. линия.Какая скорость вращающегося магнитного поля?

S = 120 _ 60 6

S = 1200 об / мин

Частота линии электропередачи на всей территории США составляет 60 Гц. Стол 19-1 перечислены обороты в минуту (об / мин) для двигателей с разными номерами. полюсов статора.

===

Табл. 1 об / мин при 60 Гц

Полюса статора —

об / мин

• 2 — 3600
• 4–1800
• 6–1200
• 8–900

===

==

FGR.2B Обмотка статора, используемая с конденсаторными двигателями с конденсаторным пуском.

==

FGR. 3 Пусковая и рабочая обмотки подключены параллельно каждой Другие.

==

СОПРОТИВЛЕНИЕ-ПУСК ИНДУКЦИОННО-РАБОЧИЕ ДВИГАТЕЛИ

Асинхронный двигатель с резистивным пуском назван так потому, что состояние между пуском и работой обмотки тока вызвано пуском обмотка имеет большее сопротивление, чем обмотка хода.

Определяется пусковой крутящий момент, создаваемый двигателем с расщепленной фазой. по трем факторам:

1. Напряженность магнитного поля статора.

2. Напряженность магнитного поля ротора.

3. Разность фазового угла между током в пусковой обмотке и ток в обмотке хода. (Максимальный крутящий момент создается, когда эти два токи сдвинуты по фазе на 90 °.)

Хотя эти два тока не совпадают по фазе друг с другом, они не совпадают по фазе на 90 °.В Обмотка запуска более индуктивна, чем обмотка запуска, но у нее есть некоторое сопротивление, которое предотвращает смещение по фазе тока на 90 ° с напряжением. Пусковая обмотка более резистивна, чем ходовая, но у него есть индуктивное сопротивление, предотвращающее ток от находится в фазе с приложенным напряжением. Следовательно, разность фаз от 35 ° до 40 ° возникает между этими двумя токами, что приводит к довольно слабый пусковой крутящий момент (FGR.4).

===

FGR. 4 Рабочий ток и пусковой ток не совпадают по фазе от 35 ° до 40 °. друг с другом.

===

FGR. 5 Центробежный выключатель используется для отключения пусковой обмотки от схема.

===

FGR. 6 Центробежный выключатель замкнут, когда ротор не вращается.

===

ОТКЛЮЧЕНИЕ ПУСКОВОЙ ОБМОТКИ

Вращающееся магнитное поле статора необходимо только для запуска ротора. превращение.Как только ротор разгонится примерно до 75% номинальной скорости, пусковую обмотку можно отключить от цепи, и двигатель будет продолжать работу только с включенной обмоткой хода. Двигатели, которые не герметично закрыты (большинство компрессоров холодильных систем и кондиционеров) герметично закрыты) используйте центробежный выключатель, чтобы отключить пуск обмотки из схемы. Контакты центробежного выключателя соединены последовательно с пусковой обмоткой (FGR.5). Центробежный переключатель содержит набор подпружиненных грузов. Когда вал не вращается, пружины удерживайте фибровую шайбу в контакте с подвижным контактом переключателя (FGR. 6). Волоконная шайба заставляет подвижный контакт замкнуть цепь с стационарный контакт.

Когда ротор ускоряется примерно до 75% от номинальной скорости, центробежная сила заставляет веса преодолевать силу пружин. Фибровая шайба втягивается и позволяет контактам размыкать и отключать пусковую обмотку из схемы (FGR.7). Пусковая обмотка этого типа двигателя предназначена быть под напряжением только в течение периода времени, в течение которого двигатель фактически начиная. Если не отсоединить пусковую обмотку, она выйдет из строя. чрезмерным током.

==

FGR. 7 Контакт размыкается, когда ротор достигает примерно 75% номинальной скорости.

==

FGR. 8 Подключение реле горячего провода.

==

FGR. 9 Пусковое реле термоэлектрического типа.

==

ПУСКОВОЕ РЕЛЕ

Асинхронные двигатели с резистивным пуском и индукционные двигатели с конденсаторным пуском иногда герметично закрыты, например, в системах кондиционирования и охлаждения. компрессоры. Когда они герметично закрыты, центробежный переключатель не может использоваться для отключения пусковой обмотки. Устройство, которое можно установить снаружи нужен для отключения пусковых обмоток от цепи. Пусковые реле выполнить эту функцию.

Есть три основных типа пусковых реле, используемых с пусковым сопротивлением. и электродвигатели с конденсаторным пуском:

1 Реле горячего провода.

2 Реле тока.

3 Твердотельное пусковое реле.

Реле горячего провода работает как пусковое реле, так и как реле защиты от перегрузки. реле. В схеме, показанной в FGR. 8 предполагается, что термостат контролирует работу мотора. Когда термостат закрывается, ток протекает через резистивный провод и через два нормально замкнутых контакта подключен к пусковой и пусковой обмоткам двигателя.Высокий старт ток двигателя быстро нагревает резистивный провод, вызывая его расширение. Расширение провода вызывает подпружиненный контакт пусковой обмотки размыкать и отключать пусковую обмотку от цепи, уменьшая двигатель Текущий. Если двигатель не перегружен, резистивный провод никогда не выходит из строя. достаточно горячий, чтобы вызвать размыкание контакта перегрузки, и двигатель продолжает работать. бежать. Однако при перегрузке двигателя резистивный провод расширяется. Достаточно разомкнуть контакт перегрузки и отключить двигатель от сети.Фотография пускового реле с нагревом приведена на FGR. 9.

Реле тока также работает, определяя величину протекающего тока. в цепи. Этот тип реле работает по принципу магнитного поле вместо расширяющегося металла. Реле тока содержит катушку с несколько витков большого провода и набор нормально разомкнутых контактов FGR. 10. Катушка реле соединена последовательно с ходовой обмоткой электродвигатель, а контакты соединены последовательно с пусковой обмоткой, как показано в FGR.11. Когда контакт термостата замыкается, подается питание. к обмотке двигателя. Поскольку пусковая обмотка разомкнута, двигатель не запускается, что приводит к протеканию высокого тока в цепи рабочей обмотки. Этот сильный ток создает сильное магнитное поле в катушке реле, в результате чего нормально открытые контакты замыкаются и подключают начать намотку на схему.

При запуске двигателя ток рабочей обмотки значительно снижается, что позволяет пусковые контакты снова разомкнуть и отсоединить пусковую обмотку от схема.

===

FGR. 10 Текущий тип пускового реле.

===

FGR. 11 Подключение реле тока.

===

FGR. 12 Пусковое твердотельное реле.

===

FGR. 13 Подключение твердотельного пускового реле.

===

Пусковое твердотельное реле, FGR. 12, выполняет ту же основную функцию как текущее реле и во многих случаях заменяет как текущее реле и центробежный переключатель.Пусковое твердотельное реле обычно надежнее и дешевле, чем реле тока или центробежный выключатель. Пусковое твердотельное реле на самом деле является электронным компонентом. известный как термистор. Термистор — это устройство, которое демонстрирует изменение сопротивления при изменении температуры. Этот конкретный термистор имеет положительный температурный коэффициент, что означает, что при его температуре увеличивается, увеличивается и его сопротивление. Принципиальная схема в FGR.13 показано подключение твердотельного пускового реле. Термистор включен последовательно с пусковой обмоткой двигателя. Когда мотор не работает, термистор имеет низкую температуру и его сопротивление низкий, обычно 3 или 4 Ом.

Когда контакт термостата замыкается, ток течет как в рабочий, так и в пусковые обмотки двигателя. Ток, протекающий через термистор вызывает повышение температуры. Эта повышенная температура вызывает сопротивление термистора внезапному изменению до высокого значения в несколько Тысяч ом.Изменение температуры настолько внезапно, что эффект размыкания набора контактов.

Хотя пусковая обмотка никогда полностью не отключается от источника питания линии, величина тока, протекающего через нее, очень мала, обычно 0,03 до 0,05 ампера, и не влияет на работу мотора. Этот маленький величина тока утечки поддерживает температуру термистора и предотвращает его возврат к низкому значению сопротивления.

После отключения двигателя от сети время охлаждения Необходимо подождать 2–3 минуты, чтобы термистор вернулся в нормальное состояние. низкое сопротивление перед перезапуском двигателя.

ВЗАИМОСВЯЗЬ ПОЛЕЙ СТАТОРА И РОТОРА

Двигатель с расщепленной фазой содержит ротор с короткозамкнутым ротором (FGR. 14). Когда питание подключено к обмоткам статора, вращающееся магнитное поле индуцирует напряжение на стержнях ротора с короткозамкнутым ротором. Индуцированная напряжение заставляет ток течь в роторе, и создается магнитное поле вокруг стержней ротора. Магнитное поле ротора притягивается к поле статора, и ротор начинает вращаться в направлении вращающееся магнитное поле.После размыкания центробежного выключателя только бег обмотка индуцирует напряжение в роторе. Это индуцированное напряжение синфазно. с током статора.

Индуктивное реактивное сопротивление ротора высокое, что вызывает ток ротора. быть почти на 90 ° не совпадающим по фазе с наведенным напряжением. Это вызывает пульсирующее магнитное поле ротора, чтобы отставать от пульсирующего магнитного поля статора на 90 °. Магнитные полюса, расположенные посередине между статором. полюса, создаются в роторе (FGR.15). Эти два пульсирующих магнитных поля создают собственное вращающееся магнитное поле, и ротор продолжает движение. вращать.

===

FGR. 14 Ротор с короткозамкнутым ротором, используемый в двигателе с расщепленной фазой.

===

FGR. 15 Вращающееся магнитное поле создается статором и ротором. поток.

===

FGR. 16 Электролитический конденсатор переменного тока соединен последовательно с пусковым обмотка.

===

FGR. 17 Ток в обмотке и ток в пусковой обмотке не совпадают по фазе на 90 °. друг с другом.

===

FGR. 18 Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском.

===

НАПРАВЛЕНИЕ ВРАЩЕНИЯ

Направление вращения двигателя определяется направлением вращения вращающегося магнитного поля, создаваемого бегом и пуском обмоток при первом запуске двигателя.Направление вращения мотора можно изменить, изменив подключение любой пусковой обмотки. или обмотка хода, но не то и другое одновременно. Если пусковая обмотка отключена, двигатель может работать в любом направлении, вручную вращая ротор вал в желаемом направлении вращения.

КОНДЕНСАТОРНО-ПУСКОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском очень похож по конструкции. и работа асинхронного двигателя с резистивным пуском.Конденсатор пусковой асинхронный двигатель, однако, имеет подключенный электролитический конденсатор переменного тока последовательно с центробежным переключателем и пусковой обмоткой (FGR. 16).

Хотя рабочие характеристики индукционного запуска конденсатора двигатель и асинхронный двигатель с резистивным пуском идентичны, пусковой характеристики нет. Конденсаторный пуск асинхронного двигателя производит пусковой момент, который существенно выше, чем при пуске с сопротивлением асинхронный двигатель.Напомним, что один из факторов, определяющих пусковой момент для двигателя с расщепленной фазой — это разность фаз между начать ток обмотки и запустить ток обмотки. Пусковой момент Асинхронный двигатель с резистивным запуском имеет низкое значение, поскольку разность фаз между этими двумя токами составляет всего около 40 ° (FGR. 16).

Когда конденсатор надлежащего размера включен последовательно с пусковым обмотки, это заставляет ток в пусковой обмотке опережать приложенное напряжение.Этот опережающий ток вызывает сдвиг фазы на 90 ° между током рабочей обмотки. и пусковой ток обмотки (FGR.17). Максимальный пусковой крутящий момент развивается в этот момент.

Хотя индукционный двигатель с конденсаторным пуском имеет высокий пусковой момент, двигатель не следует запускать чаще восьми раз в час.

Частый запуск может привести к повреждению пускового конденсатора из-за перегрева. Если конденсатор необходимо заменить, следует соблюдать осторожность при использовании конденсатора правильного рейтинга микрофарад.Если конденсатор слишком малой емкости используется, пусковой ток будет меньше 90 ° по фазе с рабочий ток, и пусковой крутящий момент будет уменьшен. Если емкость значение слишком велико, пусковой ток будет не совпадать по фазе более чем на 90 ° с рабочим током, и пусковой момент снова будет уменьшен. Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском показан на FGR. 18.

ДВУХНАПРЯЖНЫЕ ДВИГАТЕЛИ С РАЗДЕЛЕНИЕМ НАПРЯЖЕНИЯ

==

FGR.19 Обмотки двойного напряжения для двигателя с расщепленной фазой.

==

FGR. 20 Высоковольтное соединение для двигателя с расщепленной фазой на два хода и две пусковые обмотки. СТАРТОВЫЕ ОБМОТКИ

==

FGR. 21 Низковольтное соединение для двигателя с расщепленной фазой с двухпозиционным и две пусковые обмотки.

==

FGR. 22 Двигатель с двойным напряжением и одной пусковой обмоткой, обозначенной T5 и T6.

==

FGR.23 Двигатель с двойным напряжением и одной пусковой обмоткой, обозначенной T5 и T8.

==

FGR. 24 Высоковольтное соединение с одной пусковой обмоткой.

==

FGR. 25 Низковольтное соединение для двигателя с расщепленной фазой с одним пуском обмотка.

==

Многие электродвигатели с расщепленной фазой рассчитаны на работу от 120 или 240 В. FGR. 19 показана принципиальная схема двигателя с расщепленной фазой, рассчитанного на два напряжения. операция.Этот конкретный двигатель содержит две рабочие обмотки и две пусковые обмотки. обмотки.

Номера выводов однофазных двигателей нумеруются стандартным образом. Одна из обмоток хода имеет номера выводов Т1 и Т2. Другая обмотка его выводы пронумерованы T3 и T4. В этом двигателе используются два разных набора начать намотку проводов. Один набор помечен T5 и T6, а другой набор помечены как Т7 и Т8.

Если двигатель должен быть подключен для работы от высокого напряжения, рабочие обмотки и пусковые обмотки будут подключены последовательно, как показано на FGR.20.

Затем пусковые обмотки подключаются параллельно ходовым обмоткам. Если желательно противоположное направление вращения, T5 и T8 будут изменены.

Для работы от низкого напряжения обмотки должны быть соединены параллельно. как показано в FGR. 21.

Это соединение выполняется путем параллельного соединения обмоток хода. соединяя Т1 и Т3 вместе, а Т2 и Т4 вместе. Пусковые обмотки соединяются параллельно, соединяя T5 ​​и T7 вместе, а T6 и T8 вместе.Затем пусковые обмотки подключаются параллельно ходовым обмоткам. Если требуется противоположное направление вращения, следует поменять местами T5 и T6. вместе с Т7 и Т8.

Не все однофазные двигатели с двойным напряжением содержат два набора пусковых обмоток. FGR. 22 показана принципиальная схема двигателя, содержащего два комплекта ходовые обмотки и только одна пусковая обмотка.

На этом рисунке пусковая обмотка обозначена T5 и T6. Некоторые моторы, тем не менее, идентифицируйте пусковую обмотку, обозначив ее T5 и T8, как показано на FGR.23.

Независимо от того, какой метод используется для маркировки клемм начать намотку, соединение будет таким же. Если двигатель должен быть подключен для работы с высоким напряжением рабочие обмотки будут подключены последовательно и пусковая обмотка будет подключена параллельно одному из прогонов обмотки, как показано на FGR. 24. В этом типе двигателя каждая обмотка рассчитана на при 120 В. Если рабочие обмотки соединены последовательно через 240 В, каждая обмотка будет иметь падение напряжения 120 В.Подключив пусковую обмотку параллельно только через одну обмотку, он получит только 120 В, когда на двигатель подается питание. Если противоположное направление вращения желательно, следует изменить Т5 и Т8.

Если двигатель должен работать от низкого напряжения, обмотки подключаются. параллельно, как показано в FGR. 25. Поскольку все обмотки соединены параллельно, каждый из них получит 120 В при подаче питания на двигатель.

(продолжение в части 2)

Что такое асинхронный двигатель с расщепленной фазой? — его Приложения

Электродвигатель с разделенной фазой также известен как электродвигатель для запуска с сопротивлением.Он имеет ротор с одной клеткой, а его статор имеет две обмотки, известные как основная обмотка и пусковая обмотка. Обе обмотки смещены в пространстве на 90 градусов. Основная обмотка имеет очень низкое сопротивление и высокое индуктивное сопротивление, тогда как пусковая обмотка имеет высокое сопротивление и низкое индуктивное реактивное сопротивление. Схема подключения двигателя представлена ​​ниже:

Резистор включен последовательно со вспомогательной обмоткой. Ток в двух обмотках неодинаков, поэтому вращающееся поле неоднородно.Следовательно, пусковой крутящий момент невелик, порядка 1,5–2-кратного заявленного рабочего крутящего момента. При запуске двигателя обе обмотки включаются параллельно.

Как только двигатель достигает скорости примерно 70 от до 80% синхронной скорости, пусковая обмотка автоматически отключается от сети питания. Если мощность двигателей составляет около 100 Вт или более, центробежный выключатель используется для отключения пусковой обмотки, а для двигателей меньшего номинала используется реле для отключения обмотки.

Реле подключено последовательно с основной обмоткой. При запуске в цепи протекает сильный ток, и контакт реле замыкается. Таким образом, пусковая обмотка находится в цепи, и по мере того, как двигатель достигает заданной скорости, ток в реле начинает уменьшаться. Таким образом, реле размыкает и отключает вспомогательную обмотку от источника питания, в результате чего двигатель работает только от основной обмотки.

Векторная диаграмма асинхронного двигателя с расщепленной фазой показана ниже:

Ток в основной обмотке (I _M ) отстает от напряжения питания V почти на угол 90 градусов.Ток во вспомогательной обмотке I _A примерно совпадает по фазе с линейным напряжением. Таким образом, существует разница во времени между токами двух обмоток. Разность фаз во времени ϕ составляет не 90 градусов, а порядка 30 градусов. Этой разности фаз достаточно для создания вращающегося магнитного поля.

Характеристика крутящего момента и скорости двигателя с расщепленной фазой показана ниже:

Здесь n ₀ — точка, в которой срабатывает центробежный выключатель.Пусковой крутящий момент двигателя с сопротивлением пуска примерно в 1,5 раза превышает крутящий момент при полной нагрузке. Максимальный крутящий момент примерно в 2,5 раза превышает крутящий момент при полной нагрузке примерно при 75% синхронной скорости. Пусковой ток двигателя примерно в 7-8 раз превышает значение полной нагрузки.

Направление двигателя с резистивным пуском можно изменить на обратное, поменяв местами линейное соединение основной или пусковой обмотки. Реверс двигателя возможен только в состоянии покоя.

Применение асинхронного двигателя с расщепленной фазой

Этот тип двигателя дешев и подходит для легкого пуска нагрузок с ограниченной частотой пуска. Этот тип двигателя не используется для приводов, которым требуется более 1 кВт из-за низкого пускового момента. Различные приложения следующие:

• Используется в стиральных машинах, вентиляторах кондиционеров.
• Двигатели используются в миксерах-шлифовальных машинах, полировальных машинах.
• Воздуходувки, Центробежные насосы.
• Станок токарно-сверлильный.

Это все об асинхронных двигателях с расщепленной фазой.

Однофазный асинхронный двигатель

Дмитрий Левкин

Однофазный асинхронный электродвигатель — это асинхронный электродвигатель, который работает от однофазной сети переменного тока без преобразователя частоты и который в основном режиме работы (после запуска) использует только одну обмотку (фазу). статора.

Двухфазный двигатель — это однофазный асинхронный двигатель, имеющий вспомогательную (пусковую) обмотку на статоре, смещенную относительно основной, и короткозамкнутый ротор [2].

Конструкция однофазного асинхронного двигателя со вспомогательной или пусковой обмоткой

Основными компонентами любого электродвигателя являются ротор и статор. Ротор — это вращающаяся часть электродвигателя, статор — неподвижная часть электродвигателя, с помощью которой создается магнитное поле для вращения ротора.

Основные части однофазного асинхронного двигателя: ротор и статор

Статор имеет две обмотки, расположенные под углом 90 ° друг к другу. Основная (рабочая) обмотка обычно занимает 2/3 пазов сердечника статора, другая обмотка называется вспомогательной (пусковой) и обычно занимает 1/3 пазов статора.

Двигатель фактически двухфазный, но поскольку после пуска работает только одна обмотка, электродвигатель называется однофазным.

Ротор обычно представляет собой короткозамкнутую обмотку, также называемую «беличьей клеткой» из-за сходства. У которых медные или алюминиевые стержни закрыты кольцами на концах, а пространство между стержнями часто заполнено алюминиевым сплавом. Ротор однофазного двигателя также может быть выполнен в виде полого немагнитного или полого ферромагнитного цилиндра.

Однофазный асинхронный двигатель со вспомогательной обмоткой имеет две обмотки, расположенные перпендикулярно друг другу

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

Чтобы лучше понять работу однофазного асинхронного двигателя, давайте рассмотрим его только с одним витком в основной и вспомогательной обмотках.

Разбор корпуса с двумя обмотками, имеющими один виток

Рассмотрим случай, когда во вспомогательной обмотке нет тока. Когда основная обмотка статора включена, переменный ток, проходя через обмотку, создает пульсирующее магнитное поле, стационарное в пространстве, но изменяющееся от +Ф _max до -Ф _max .

Начало

Остановка

Колеблющееся магнитное поле

Если вы поместите ротор с короткозамкнутым ротором, имеющий начальное вращение, в флуктуирующее магнитное поле, он будет продолжать вращаться в том же направлении.

Чтобы понять принцип работы однофазного асинхронного двигателя, мы разделим флуктуирующее магнитное поле на два идентичных вращающихся поля с амплитудой, равной Ф _max /2 и вращающихся в противоположных направлениях с одинаковой частотой:

,

• где n _f — частота вращения магнитного поля в прямом направлении, об / мин,
• n _r — частота вращения магнитного поля в обратном направлении, об / мин,
• ф ₁ — частота тока статора, Гц,
• p — количество пар полюсов,
• n ₁ — частота вращения магнитного потока, об / мин

Начало

Остановка

Разложение флуктуирующего магнитного потока на два вращающихся

Действие колеблющегося поля на вращающийся ротор

Рассмотрим случай, когда ротор в флуктуирующем магнитном потоке имеет начальное вращение.Например, мы вручную вращали вал однофазного двигателя, одна обмотка которого подключена к сети переменного тока. В этом случае при определенных условиях двигатель будет продолжать развивать крутящий момент, поскольку скольжение ротора относительно прямого и обратного магнитного потока будет неравным.

Предположим, что прямой магнитный поток Ф _f вращается в направлении вращения ротора, а обратный магнитный поток Ф _r — в противоположном направлении. Поскольку частота вращения ротора n ₂ меньше скорости вращения магнитного потока n ₁ , скольжение ротора относительно магнитного потока Ф _f составит:

,

• где s _f — скольжение ротора относительно прямого магнитного потока,
• n ₂ — частота вращения ротора, об / мин,
• с — скольжение асинхронного двигателя

Прямой и обратный вращающийся магнитный поток вместо флуктуирующего магнитного потока

Магнитный поток Ф _r вращается против вращения ротора, скорость вращения ротора n ₂ относительно этого потока отрицательна, а скольжение ротора относительно Ф _r

,

• где s _r — скольжение ротора относительно обратного магнитного потока

Начало

Остановка

Вращающееся магнитное поле, проникающее через ротор

Ток, индуцируемый в роторе переменным магнитным полем

По закону электромагнитной индукции прямой Ф _f и обратный Ф _r магнитные потоки, создаваемые обмоткой статора, индуцируют ЭДС в обмотке ротора, которые соответственно в короткозамкнутом роторе генерируют токи I _2f и я _2р .Частота тока в роторе пропорциональна скольжению, следовательно:

,

• где f _2f — частота тока I _2f , индуцированного прямым магнитным потоком, Гц

,

• где f _2r — частота тока I _2r , индуцированного обратным магнитным потоком, Гц

Таким образом, при вращении ротора электрический ток I _2r , индуцированный обратным магнитным полем в обмотке ротора, имеет частоту f _2r , намного превышающую частоту f _2f тока ротора I _2f индуцируется передним полем.

Пример: для однофазного асинхронного двигателя, работающего от сети с частотой f ₁ = 50 Гц при n ₁ = 1500 и n ₂ = 1440 об / мин, скольжение ротора относительно прямой магнитный поток s _f = 0,04;
частота тока, индуцированного прямым магнитным потоком f _2f = 2 Гц;
скольжение ротора относительно обратного магнитного потока а с _r = 1,96;
частота тока, индуцированного обратным магнитным потоком f _2r = 98 Гц

Согласно закону Ампера, крутящий момент возникает в результате взаимодействия электрического тока I _2f с магнитным полем F _f

,

• где M _f — магнитный момент, создаваемый прямым магнитным потоком, Н ∙ м,
• с _M — постоянный коэффициент, определяемый конструкцией двигателя

Электрический ток I _2r , взаимодействуя с магнитным полем Ф _r , создает тормозной момент M _r , направленный против вращения ротора, то есть противоположный крутящему моменту M _f :

,

• где M _r — магнитный момент, создаваемый обратным магнитным потоком, Н ∙ м

Результирующий крутящий момент, действующий на ротор однофазного асинхронного двигателя,

,

Примечание: Из-за того, что во вращающемся роторе прямое и обратное магнитное поле будут индуцировать ток разной частоты, крутящие моменты, действующие на ротор в разных направлениях, не будут равны.Следовательно, ротор будет продолжать вращаться в флуктуирующем магнитном поле в том направлении, в котором он вращался вначале.

Тормозное действие заднего поля

Когда однофазный двигатель работает в пределах номинальной нагрузки, то есть при малых значениях скольжения s = s _f , крутящий момент создается в основном за счет крутящего момента M _f . Тормозное действие крутящего момента заднего поля M _r незначительно. Это связано с тем, что частота f _2r намного выше частоты f _2f , следовательно, индуктивное сопротивление обмотки ротора а х _2r = x ₂ с _r к току У меня _2r намного больше его активного сопротивления.Следовательно, ток I _2r , имеющий большую индуктивную составляющую, оказывает сильное размагничивающее действие на обратный магнитный поток Ф _r , значительно его ослабляя.

,

• где r ₂ — сопротивление стержней ротора, Ом,
• x _2r — реактивное сопротивление стержней ротора, Ом.

Если учесть, что коэффициент мощности небольшой, то станет понятно, почему М _r под нагрузкой мотора не оказывает существенного тормозящего воздействия на ротор однофазного мотора.

С одной фазой ротор не запускается.

Ротор, имеющий начальное вращение, продолжит вращаться в поле, создаваемом однофазным статором

Действие колеблющегося поля на неподвижный ротор

При неподвижном роторе (n ₂ = 0) скольжение s _f = s _r = 1 и M _f = M _r , поэтому начальный пусковой момент однофазного асинхронного двигателя M _f = 0.Для создания пускового момента необходимо привести ротор во вращение в ту или иную сторону. Тогда s ≠ 1, равенство моментов М _f и М _r нарушается и результирующий электромагнитный момент приобретает некоторое значение M = M _f — M _r ≠ 0.

Пуск однофазного асинхронного двигателя. Как создать начальную ротацию?

Одним из способов создания пускового момента в однофазном асинхронном двигателе является расположение вспомогательной (пусковой) обмотки B, которая смещена в пространстве относительно основной (рабочей) обмотки A под углом 90 электрических градусов.Для того, чтобы обмотки статора создавали вращающееся магнитное поле, токи I _A и I _B в обмотках должны быть в противофазе друг относительно друга. Чтобы получить фазовый сдвиг между токами I _A и I _B , вспомогательная (пусковая) обмотка B подключена к фазовращающему элементу, который представляет собой сопротивление (резистор), индуктивность (дроссель) или емкость (конденсатор). [1].

После того, как ротор двигателя разгонится до скорости вращения, близкой к установившейся, пусковая обмотка B отключается.Вспомогательная обмотка отключается либо автоматически с помощью центробежного переключателя, реле с выдержкой времени, реле тока или дифференциального реле, либо вручную с помощью кнопки.

Таким образом, однофазный асинхронный двигатель во время пуска работает как двухфазный, а после пуска как однофазный.

Подключение однофазного асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель с резистивным пуском

Пуск с сопротивлением Асинхронный двигатель — это двигатель с расщепленной фазой, в котором цепь вспомогательной обмотки отличается повышенным сопротивлением.

Омический фазовый сдвиг, бифилярная пусковая обмотка

Различное сопротивление и индуктивность обмоток

Для пуска однофазного асинхронного двигателя можно использовать пусковой резистор, который последовательно подключен к пусковой обмотке. В этом случае можно добиться сдвига фаз 30 ° между токами основной и вспомогательной обмоток, чего вполне достаточно для запуска двигателя.В двигателе с пусковым сопротивлением разность фаз объясняется разным комплексным сопротивлением цепей.

Также фазовый сдвиг можно создать, используя пусковую обмотку с более низкой индуктивностью и более высоким сопротивлением. Для этого пусковая обмотка выполняется с меньшим числом витков и с использованием более тонкого провода, чем в основной обмотке.

Конденсаторный пуск асинхронного двигателя

Конденсаторный пуск Асинхронный двигатель — это двигатель с расщепленной фазой, в котором цепь вспомогательной обмотки с конденсатором включена только на время пуска.

Емкостной фазовый сдвиг с пусковым конденсатором

Для достижения максимального пускового момента требуется создать круговое вращающееся магнитное поле, для этого необходимо, чтобы токи в основной и вспомогательной обмотках были смещены друг относительно друга на 90 °. Использование резистора или дросселя в качестве фазовращающего элемента не позволяет добиться необходимого фазового сдвига. Только включение конденсатора определенной емкости позволяет сдвиг фазы на 90 °.

Среди фазовращающих элементов только конденсатор позволяет добиться лучших пусковых свойств однофазного асинхронного электродвигателя.

Двигатели, в цепи которых постоянно включен конденсатор, используют для работы две фазы и называются конденсаторными. Принцип работы этих двигателей основан на использовании вращающегося магнитного поля.

Асинхронный двигатель с экранированными полюсами — это двигатель с расщепленной фазой, в котором вспомогательная обмотка закорочена.

Статор однофазного асинхронного двигателя с экранированными полюсами обычно имеет явные полюса. Каждый полюс статора разделен осевой канавкой на две неравные части. Меньшая часть полюса имеет короткозамкнутый виток. Ротор однофазного двигателя с экранированными полюсами закорочен в виде короткозамкнутого ротора.

Когда однофазная обмотка статора подключается к электросети, в магнитной цепи двигателя создается флуктуирующий магнитный поток.Одна часть которой проходит через незатененный Ф ‘, а другая Ф «вдоль заштрихованного участка полюса. Поток Ф» индуцирует ЭДС E _k в короткозамкнутом витке, в результате чего ток I _k отстает от E _кОм в фазе из-за индуктивности катушки. Ток I _к создает магнитный поток Ф _к , направленный противоположно Ф «, создавая результирующий поток в заштрихованном участке полюса Ф _с = Ф» + Ф _к . Таким образом, в двигателе потоки затененных и незатененных участков полюса смещены во времени на определенный угол.

Пространственные и временные углы сдвига между потоками Ф _s и Ф ‘создают условия для появления вращающегося эллиптического магнитного поля в двигателе, поскольку Ф _s ≠ Ф’.

Пусковые и рабочие свойства рассматриваемого двигателя низкие. КПД намного ниже, чем у асинхронных двигателей с конденсаторным пуском такой же мощности, что связано со значительными электрическими потерями в короткозамкнутой катушке.

Статор такого однофазного двигателя выполнен с выступающими полюсами на несимметричном многослойном сердечнике.Ротор имеет короткозамкнутую обмотку.

Этот двигатель для работы не требует использования фазовращающих элементов. Недостаток этого мотора — невысокий КПД.

Также прочтите

Пуск двигателя — обзор

Таблица 11.2 теперь должна быть составлена ​​для всех реле и должны быть выбраны предохранители на пути, определяющие высокие уставки мгновенного реле, как описано в предыдущем разделе.Порядок действий следующий:

ТАБЛИЦА 11.2. Определение уставок защиты системы

Тип реле976, трансформатор 11,43 / 3.3 кВ, кВ32 (125%)

Столбец (см. Примечания)	1	2	3	4	5		6	7	8
тип	Уставка MVA	Отключение реле, MVA	Ошибка MVA для сортировки	Уставка тока, кратная в точке сортировки		Реле времени срабатывания спереди, с	Реле времени срабатывания, подлежащее оценке, с	Множитель времени настройка
				Реле 1	Реле 2
(1) Предохранитель 415 В 630 A			24.09
(2) Трансформатор 1,6 МВА	XIDMT	2,04 (120%)	36,14	24,09		11,81006	) Секция шины, 3,3 кВ	IDMT	11,43 (100%)	125,00	36,14	17,72	3,17	0,17	0,46	0,125
IDMT	17,15 (150%)	187,90	125,00	10,94	7,29	0,33	0,66	0,200
57,16 (100%)	323,00	187,90	10,96	3,29	0,54	0,94	0,175
(6) 60 МВА трансформатор, 23,5 / 11006	484,00	323,0	5,65	4,23	0,70	1,13	0,250

Примечания:

•

33

Столбец 31134 значение столбца:

•3

значение в столбце

•

Столбец 5, Реле 1: равно значению в столбце 2 для предыдущего этапа

•

Столбец 6: из кривых реле определите время по ближайшей кривой с настройками, указанными в столбце 5.Затем вычислите время по фактической TMS / кривой TMS × (время по выбранной кривой). Если TMS = 0,125, возьмите кривую для 0,2 и время при 0,125 = 0,125 / 0,2 × (время при 0,2)

•

Столбец 8: столбец 7, разделенный на время работы реле 2 с CSM (столбец 5) при ближайший TMS, чтобы дать время в столбце 7 × TMS для выбранной кривой. Если столбец 7 = 0,46 и время работы в CSM (3,17 столбец 5) составляет 0,81 для TMS = 0,2, тогда столбец 8 = 0,46 / 0,81 × 0,2 = 0,114, что дает 0,125 в качестве практического реле TMS

•

Столбец 1 не требует пояснений.

•

Столбец 2 определен в разделе 12.9.6 данной главы, например, для трансформатора 1,6 МВА максимальный ток уставки составляет 1,3 × ток полной нагрузки трансформатора, т. Е. 2,08 МВА. Следовательно, 125% (2,06) ближайшей уставки реле подходит для этого реле.

•

Столбцы 3 и 4 также взяты из Раздела 12.9.6; в столбце 3 указано ближайшее максимальное значение уставки реле максимального тока или, если реле нет, максимальный ток короткого замыкания через реле IDMT.Например, номинальный ток предохранителя и отсечка МВА — это максимальное значение МВА повреждения, указанное в Таблице 11.2, то есть 24,09 МВА.

•

В столбце 5 указано текущее кратное значение параметра в точке профилирования. Например, при градации секции шины с трансформатором 1,6 МВА градуированный ток (МВА) (столбец 4) представляет собой настройку максимального значения, установленного на трансформаторе 1,6 МВА (36,14 МВА). Это в 17,72 раза больше уставки реле трансформатора 1,6 МВА и в 3,17 раза больше уставки реле секции шины.

•

Столбец 6 получен непосредственно из столбца 5 с использованием характеристической кривой для чрезвычайно инвертированного реле с множителем установки времени 0,45, уже определенным при оценке с помощью предохранителя.

•

В столбце 7 используется уравнение градуировки, т. Е. 1,25 × 0,17 = 0,46 с.

•

Столбец 8 получен путем использования значения для реле 2 в столбце 5 и характеристических кривых для реле с обратнозависимой выдержкой времени для получения времени в столбце 7.Завершенные результаты показаны в таблице 11.2 с дополнительными пояснениями для получения значений в столбцах.

Все точки классификации были проверены на наличие замыканий между фазами. Никаких изменений в настройках производить не пришлось, так как были выбраны ближайший множитель времени и текущий множитель уставки в увеличенном направлении. На рис. 11.53 и в таблице 11.3 представлены кривые компьютерной оценки. Если множители времени округлены до ближайшего шага, 0,025, значения множителей срабатывания и установки времени точно соответствуют столбцам 2 и 8 в таблице 11.2.

ТАБЛИЦА 11.3. Установки реле, рассчитываемые компьютером

0577

Stage	Pick-up, MVA	Текущая градация	Градация градации, с	Номинал предохранителя, A	Установка заглушки,%	Установка множителя времени	Температурная установка,%	Ток полной нагрузки двигателя, МВА	6 x Время отключения по перегрузке, с
1	0,4528			630,0					976	4,54389	0,24320		120,00	0,43594
3	11,4315	5,55556	0,336100325		1,50000	0,34091		150,00	0,19325
5	57,1577	3.33333	0,43799		100,00	0,17914
6	76,3184	1,33523	0,44536	006 1251009 9381009 9381007 9381009 9381009 9381009 9381009 9381009 9381009 9381009 400,0
8	2,4006						105,00	2,28631	4.64571

HVAC 1 неделя 3 условия

A	B
Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском	Тип однофазного асинхронного двигателя, у которого конденсатор последовательно с пусковой обмоткой только в течение стартовая операция. Этот тип двигателя имеет высокий крутящий момент с фиксацией ротора с низким потреблением тока, высокий крутящий момент пробоя, используемый в устройствах с жестким пуском, таких как компрессоры, поршневые насосы, конвейеры и т. Д.
Конденсаторный пуск Двигатель с конденсаторным пуском	Характеристики и применение аналогичны индукционному пуску с конденсаторным пуском, конденсаторный пуск позволяет работать с меньшим током и повышает эффективность. Используется для однофазных мощностей с более высокой номинальной мощностью.
Двигатель с постоянным разделением конденсаторов	Однофазный асинхронный двигатель, у которого во вспомогательной обмотке постоянно имеется конденсатор, в отличие от двигателей с разделением фаз или конденсаторного пуска, нет центробежного переключателя для отключения вспомогательной обмотки.Этот тип двигателя имеет низкий пусковой крутящий момент и лучше всего подходит для приложений с прямым приводом, таких как вентиляторы, воздуходувки и т. д. Двигатели PSC намного более эффективны, чем экранированные полюса.
Скорость вращающегося поля	Скорость вращающегося магнитного поля
Асинхронный двигатель с пусковым сопротивлением	Двухфазный асинхронный двигатель со стартером, включенным последовательно с пусковой обмоткой, создающим емкость
двухфазный двигатель	наиболее распространенный тип однофазных асинхронных двигателей.Оборудован пусковой обмоткой, смещенной в магнитном положении относительно основной обмотки и включенной параллельно ей. Как правило, двигатель имеет низкий или средний крутящий момент заблокированного ротора с высоким током заблокированного ротора, высоким крутящим моментом пробоя и используется в нагнетателях с ременным приводом, вентиляторах, насосах и т. Д.
пусковая обмотка	пусковой момент — крутящий момент или скручивание сила, создаваемая мотором на
Магнитный поток	— это мера величины магнетизма с учетом силы и степени магнитного поля.
Затеняющая катушка	часть двигателя с экранированными полюсами; это копирующая катушка, обеспечивающая необходимое смещение для запуска
Электродвигатель с последующим полюсом	электродвигатель, имеющий обмотку для каждых двух скоростей (трехскоростной электродвигатель имеет две обмотки).
Блокировка	для соединения, так что движение или работа любой части ограничивается другим
контактным кольцом	одно из двух или более непрерывных токопроводящих колец, от которых щетки принимают или к которым они подают ток. генератор или двигатель
Изолирующий трансформатор	Трансформатор, используемый для уменьшения или устранения электрического шума путем изменения величины напряжения или тока в линии.
Повышающий трансформатор	Трансформатор, в котором выходное переменное напряжение больше входного переменного напряжения.
Понижающий трансформатор	Тип трансформатора, используемый для источников сварочного тока, который преобразует промышленную мощность высокого напряжения с малой силой тока в мощность низкого напряжения с большой силой тока.
Вольт на виток	обычно используется для больших трансформаторов; развивающее напряжение, соответствующее количеству оборотов двигателя.
Статор	компонент двигателя, содержащий обмотки: он не вращается.
Подшипник	Устройство, которое вращает вращающийся вал и обеспечивает контактную поверхность с низким коэффициентом трения для уменьшения износа вращающегося вала.
Втулка	электрически изолирующая прокладка для отверстия для защиты сквозного проводника
B.T.U.	British Thermal Units
Калорийность	тепла, необходимого для повышения температуры 1 грамма воды на 1 C, фактически с 4 C до 5 C.Средняя калорийность = 1/100 части тепла, необходимого для повышения температуры 1 грамма воды от 0 до 100 ° C.
Конденсатор	Компонент холодильной системы, передающий тепло из системы за счет конденсации хладагента.
N.E.M.A.	Национальная ассоциация производителей электрооборудования. Эта организация устанавливает электрические и механические стандарты для электродвигателей
Ротор	Вращающаяся часть большинства двигателей переменного тока
Муфта	Средство электрического соединения двух электрических цепей с помощью общей для них части

Асинхронные двигатели с расщепленной фазой: типы, работа и характеристики

Асинхронные двигатели с расщепленной фазой — один из распространенных однофазных двигателей переменного тока.Он имеет экономические преимущества и потребность в этой системе питания в большинстве областей применения — дома, магазины, промышленность, офисы и т. Д. Одним из преимуществ этого типа однофазного двигателя является его способность автоматически регенерировать мощность на нисходящих уклонах. В этой статье мы находим лучший ответ на вопрос о том, что такое асинхронные двигатели с расщепленной фазой, и обсуждаем обзор конструкции, работы, характеристик, типов, преимуществ, недостатков, недостатков и областей применения асинхронных двигателей с расщепленной фазой.Подпишитесь на этот новый блог в Linquip, чтобы узнать больше об этом двигателе.

Конструкция

Чтобы ответить на вопрос, что такое асинхронные двигатели с расщепленной фазой, сначала давайте посмотрим, каковы различные части этого двигателя. Асинхронный двигатель с расщепленной фазой в основном состоит из статора, ротора, центробежного переключателя, расположенного внутри двигателя, и двух торцевых щитов, в которых размещены подшипники, поддерживающие вал ротора. В дополнение к основной обмотке или рабочей обмотке статор асинхронного двигателя с расщепленной фазой имеет другую обмотку, называемую вспомогательной обмоткой или пусковой обмоткой.Центробежный выключатель включен последовательно со вспомогательной обмоткой. Назначение этого переключателя — отключить вспомогательную обмотку от главной цепи.

Двигатель с расщепленной фазой не имеет емкости во вспомогательной цепи. Сдвиг фазы к основному току достигается за счет использования узких проводников для достижения высокого отношения сопротивления к реактивному сопротивлению. Увеличение сопротивления означает, что вспомогательную обмотку можно использовать только во время пуска, иначе она перегреется. Двигатель с расщепленной фазой имеет значительно меньший крутящий момент при запуске из-за меньшего фазового угла между токами основной и вспомогательной обмоток.

Принцип работы

В электродвигателе с расщепленной фазой предусмотрены две обмотки: основная и пусковая. Во время пуска и основная, и пусковая обмотки должны быть подключены к источнику питания для создания вращающегося магнитного поля, а когда питание подается на статор, создается вращающееся магнитное поле. Ротор представляет собой беличью клетку, и вращающееся магнитное поле перемещает часть неподвижного ротора, вызывая ЭДС в роторе.

Поскольку стержни ротора закорочены, через них протекает ток, создающий магнитное поле.Это магнитное поле противостоит вращающемуся магнитному полю и в сочетании с основным полем образует вращающееся поле. Когда ротор начинает вращаться и достигает скорости от 75 до 80 процентов от синхронной скорости, пусковая обмотка может быть отключена от источника питания с помощью центробежного переключателя.

Рабочие характеристики и характеристики

• Пусковой крутящий момент примерно вдвое превышает крутящий момент при полной нагрузке.
• Скорость падает с увеличением нагрузки примерно на 5-7%, иначе это двигатель с постоянной скоростью.
• Ток на старте примерно в 6-8 раз.
• Фактическая скорость меньше синхронной скорости Ns.
• При том же весе его номинал составляет около 60 процентов от номинального значения многофазного двигателя. Асинхронный двигатель с расщепленной фазой имеет более низкую коэффициент мощности. и меньшая эффективность. Его P.f. составляет около 0,6, а КПД также составляет около 60%.
• Подходит для легких пусковых нагрузок, когда частота пусков ограничена. Этот тип двигателя не используется для приводов, которым требуется более 1 кВт из-за низкого пускового момента.

Типы

Ниже перечислены различные типы асинхронных двигателей с расщепленной фазой.

1. Электродвигатели с экранированными полюсами
2. Асинхронные электродвигатели с резистивным запуском
3. Асинхронные электродвигатели с конденсаторным пуском
4. Конденсаторные электродвигатели с конденсаторным запуском
5. Однофазные асинхронные электродвигатели с постоянным конденсатором

Преимущества

Преимущества Асинхронный двигатель с расщепленной фазой включает следующее.

• Мотор экономичный, устанавливается во многих бытовых приборах.
• Его можно заменить, если он изнашивается, прежде чем пытаться отменить его.
• Доступны в различных размерах рамы, поэтому их можно легко разместить в большинстве машин.

Недостатки

К недостаткам асинхронного двигателя с расщепленной фазой можно отнести следующее.

• Эти двигатели имеют меньший пусковой момент, поэтому не подходят для мощности более 1 кВт.
• Недостатком этого двигателя является выходная мощность и КПД. По сравнению с трехфазным двигателем, они не работают при переключении энергии с электрической на рабочую.
• Эти двигатели просто зависят от разного сопротивления и индуктивности пусковой обмотки.
• Эти двигатели используются там, где требуется высокий пусковой момент, например, воздушный компрессор.

Приложение

Этот двигатель используется для различных нагрузок общего назначения. Благодаря превосходному пусковому крутящему моменту и легкому изменению направления вращения, он находит применение в токарных станках, сверлильных, стиральных машинах, деревообрабатывающих инструментах, ленточных вентиляторах, сверлильных станках, масляных горелках, центробежных насосах, компрессорах, вентиляторах кондиционирования воздуха, полировщиках полов, воздуходувках.

No related posts.