Как найти пусковую и рабочую обмотку: Как найти пусковую и рабочую обмотку однофазного двигателя

Как найти пусковую и рабочую обмотку однофазного двигателя

Казалось бы, что может быть проще, посмотреть на маркировку, схему и определить, а что делать если ни того ни другого нет, как найти пусковую и рабочую обмотки? В этой статье я расскажу и покажу на примере, как происходит определение назначения обмоток, если нет при этом никаких маркировочных определителей.

Визуальный осмотр

В качестве примера я рассмотрю двигатель АЕР 16УХЛ4 220В 180Вт, оставшийся от старой советской стиральной машинки, ушедшей на металлолом.

Произведя визуальный осмотр я не нашел на нем никакой бирки с информацией кроме названия. Но поковырявшись в интернете и найдя описание, я понял, что передо мной двигатель с пусковой обмоткой с релейным пуском.

Двигатель АЕР 16УХЛ4 220В 180Вт

Из самого двигателя выходят четыре провода, два из них грязно-голубого цвета, а два красно-розового. Логично предположить, что это выводы пусковой и рабочей обмоток.

Но вот какие относятся к пусковой, а какие к рабочей, совершенно непонятно, ведь бирок никаких нет.

Вывода обмоток без маркировки

Но это вовсе не проблема, сейчас я расскажу как в такой ситуации разобраться с обмотками.

Сечение проводников

Первое на что следует обратить внимание, это на толщину проводов выходящих с электродвигателя. Пара концов, которые будут тоньше, относятся к пусковой обмотке, а та, которая будет толще, к рабочей.

В моем случае провода имеют одинаковое сечение, поэтому определить «на глаз» никак не получится.

Но если в конкретно вашем случае видна разница в толщине жил не стоит верить только диаметру, необходимо обязательно измерять сопротивление обмоток.

Зная этот факт, переходим к определению сопротивления обмоток

Измеряем сопротивление обмоток

Для этого берем мультиметр, выбираем функцию прозвонки (либо измерение сопротивления).

Мультиметр с установленной прозвонкой

Затем берем концы прибора и два любых вывода с двигателя и производим измерение

Прозвонка обмоток двигателя с помощью мультиметра

В случае того, если прибор показал единицу, то следует взять другой конец и повторить измерение.

Прозвонка обмоток неизвестного однофазного двигателя

Как мы видим при таком расположении щупов сопротивление равно 16,5 Ом, запоминаем (записываем) эти данные. Теперь цепляем щупы мультиметра на два оставшихся вывода и так же производим замер сопротивления.

Прозвонка неизвестных выводов однофазного двигателя с помощью мультиметра

У нас получилось 34,4Ом. Так же записываем и сравниваем с предыдущими замерами.

А как известно рабочая обмотка всегда имеет меньшее сопротивление, по сравнению с пусковой. Зная это мы теперь точно можем утверждать что: первая обмотка (с красно-розовыми проводами) рабочая, а вторая обмотка (с голубой изоляцией) пусковая.

Схема однофазного двигателя

Для того чтобы не искать в дальнейшем где какая обмотка маркируем их. Для этих целей я обычно использую виниловую трубку.

Согласно современному ГОСТу вывода обмоток маркируются следующим образом:

1. U1 – U2 – рабочая обмотка.
2. B1- B2 – пусковая обмотка.

Подписанные вывода однофазного двигателя

В нашем случае с двигателя выходило 4 провода, но попадаются двигатели, у которых производитель вывел только три.

В таком варианте поступаем следующим образом:

Замеры сопротивления производятся аналогично вышеописанным способом. Маркируем наши провода буквами A, B, C.

Измерение сопротивления обмоток мультиметром

Замеряем сопротивление между концами «A — B», потом между «B – C» и между выводами «A – C»

Измерение сопротивления обмоток мультиметром

Теперь записываем (запоминаем) наши получившиеся значения

Схема обмоток однофазного двигателя с помеченными обмотками

Из всего выше представленного делаем выводы:

А – В — рабочая обмотка

В – С — пусковая обмотка

А – С – последовательно соединенные пусковая и рабочая обмотки с суммарным сопротивлением.

Заключение

Таким образом, вы сможете легко и просто определить, где пусковая, а где рабочая обмотка в конкретно вашем двигателе у которого вообще может отсутствовать маркировка. Если материал оказался вам полезен, то оцените ее репостом в любимой вашей социальной сети. Спасибо за ваше внимание!

Поделиться ссылкой:

AlfFisher. Моя работа: 02/19/16

Небольшое предисловие.

В моей мастерской работает несколько самодельных станков, построенных на базе асинхронных двигателей от старых советских стиральных машин.



Я использую двигатели как с “конденсаторным” пуском, так и двигатели с пусковой обмоткой и пусковым реле (кнопкой)

Особых трудностей с подключением и запуском у меня не возникало. 
При подключении я иногда пользовался омметром (чтобы найти пусковую и рабочую обмотки).

Но чаще использовал свой опыт и метод “научного тыка” %)))  

Возможно таким заявлением на навлеку на себя гнев “знающих”, которые “все и всегда делают по науке” :))).  

Но у меня и такой метод давал положительный результат, двигатели – работали, обмотки не перегорали :).

Конечно, если есть “как и чем” – то нужно делать “как правильно” – это я о наличии тестера и замере сопротивления обмоток.

Но в реальности не всегда так получается, а “кто не рискует … ” – ну вы поняли :).


Почему я об этом говорю ?
Буквально вчера я получил вопрос от своего зрителя, опущу некоторые моменты переписки, оставив только суть:

 
Я пытался запускать как вы сказали через пусковое реле,(Кратковременно коснулся провода) но через некоторое время работы он начинает дымить и греться. МУльтиметра у меня нет, поэтому не могу проверить сопротивление обмоток(

Безусловно, тот метод о котором я сейчас расскажу – немного рискованный, особенно для человека, который не имеет дела с подобной работой постоянно.

Поэтому нужно быть предельно внимательным, и при первой же возможности проверить результаты “научного тыка” при помощи тестера.

Теперь к делу!  

Сначала вкратце расскажу о типах двигателей, которые использовались в советских стиральных машинках.

Эти двигатели условно можно было разделить на 2 класса по мощности и скорости вращения.

В основной массе активаторных стиральных машин типа “тазик с моторчиком”, для привода активатора использовался двигатель 180 Вт, 1350 – 1420 об/мин.


Как правило такой тип двигателя имел 4 раздельных вывода (пусковая и рабочая обмотки) и подключался через пуско-защитное реле или (в совсем старых версиях) через 3-х контактную пусковую кнопку Фото 1.

Фото 1  Пусковая кнопка.

Раздельные выводы пусковой и рабочей обмотки позволяли получить возможность реверса (для разных режимов стирки и предотвращения скручивания белья). 

Для этого в машинах поздних моделей был добавлен простой командаппарат, коммутирующий подключение двигателя.

Встречаются двигатели мощностью 180 Вт, у которых пусковая и рабочая обмотка соединялись в средине корпуса, и на верх выходило только три вывода (фото 2)

Фото 2  Три вывода обмотки.

Второй тип двигателей использовался в приводе центрифуги, поэтому он имел большие обороты, но меньшую мощность – 100-120 вт, 2700 – 2850 об/мин.

Двигатели центрифуг обычно имели постоянно включенный, рабочий конденсатор. 

Поскольку центрифугу не было необходимости реверсировать, то соединение обмоток как правило делалось в средине двигателя. На верх выходило только 3 провода.

Часто у таких двигателей обмотки одинаковы, поэтому замер сопротивления показывает примерно одинаковые результаты, например между 1 – 2 и 2 – 3 выводом омметр покажет 10 Ом, а между 1 – 3 – 20 Ом.  

В этом случае вывод 2 – будет средней точкой в которой сходятся выводы первой и второй обмоток. 

Двигатель подключается следующим образом: 
выводы 1 и 2 – в сеть, вывод 3 через конденсатор на вывод 1.


По внешнему виду двигатели Активаторов и Центрифуг – очень похожи, так как часто для унификации использовались одинаковые корпуса и магнитопроводы. Двигатели отличались только типом обмоток и количеством полюсов.

Существует и третий вариант запуска, когда конденсатор подключается только на момент пуска, но они довольно редки, мне такие двигатели на стиральных машинах не попадались.

Особняком стоят схемы подключения 3-х фазных двигателей через фазосдвигающий конденсатор, но тут я их рассматривать не буду.


Итак, вернемся к методу, который использовал я, но прежде еще одно небольшое отступление.

Двигатели с пусковой обмоткой  обычно имеют разные параметры пусковой и рабочей обмотки. 

Это можно определить как замером сопротивления обмоток, так и визуально – пусковая обмотка имеет провод меньшего сечения и ее сопротивление – выше, 

Если оставить пусковую обмотку включенной на несколько минут, она может перегореть, 
так как при нормальной работе она подключается только на несколько секунд.

Например сопротивление пусковой обмотки может быть 25 – 30 Ом, а сопротивление рабочей – 12 – 15 Ом.

Во время работы пусковая обмотка – должна быть отключена иначе двигатель будет гудеть, греться и быстро “пустит дым”. 

Если обмотки определены правильно, то при работе без нагрузки в течении 10 – 15 минут двигатель может быть слегка теплым.

Но если перепутать пусковую и рабочую обмотки – двигатель также запустится, и при отключении рабочей обмотки – будет продолжать работать. 

Но в этом случае он также будет гудеть, греться и не выдавать положенную мощность.


А теперь переходим к практике. 

Сначала нужно проверить состояние подшипников и отсутствие перекоса крышек двигателя. Для этого достаточно просто покрутить вал двигателя. 
От легкого толчка он должен вращаться свободно, без заеданий, делая несколько оборотов. 
Если все нормально – переходим к следующей стадии.

Нам потребуется низковольтный пробник (батарейка с лампочкой), провода, электро вилка и автомат (желательно 2х полюсный) на 4 – 6 Ампер. В идеале – еще и Омметр с пределом 1 мОм.
Прочный шнурок длинной пол-метра – для “стартера”, малярный скотч и маркер для маркировки проводов двигателя.

Для начала нужно проверить двигатель на замыкание на корпус поочередно проверив выводы двигателя (подключив омметр или лампочку) между выводами и корпусом.

Омметр должен показывать сопротивление в пределах мОм, лампочка не должна гореть.

Далее закрепляем двигатель на столе,  собираем цепь питания: вилка – автомат – провода к двигателю. 
Маркируем выводы двигателя, приклеив на них флажки из скотча.

Подключаем провода к выводам 1 и 2, наматываем шнурок на вал двигателя, включаем питание и дергаем стартер.
Двигатель – запустился 🙂  Слушаем как он работает секунд 10 – 15 и выключаем вилку из розетки.

Теперь нужно проверить нагрев корпуса и крышек. При “убитых” подшипниках будут греться крышки (и слышен повышенный шум при работе), а при проблемах с подключением – более горячим будет корпус (магнитопровод).

Если все в порядке – переходим дальше, и проводим те же эксперименты с парами выводов 2 – 3 и 3 – 1.

В процессе экспериментов двигатель, скорей всего будет работать на 2х из возможных 3х комбинациях подключения – то есть на рабочей и на пусковой обмотке.

Таким образом находим обмотку, на которой двигатель работает с наименьшим шумом (гулом) и выдает мощность (для этого пытаемся остановить вал двигателя, прижимая к нему деревяшку. Она и будет рабочей.

Теперь можно попытаться запустить двигатель при помощи пусковой обмотки. 
Подключив питание к рабочей обмотке, нужно коснуться третьим проводом поочередно коснуться одного и другого вывода двигателя.

Если пусковая обмотка исправна – двигатель должен запуститься. А если нет – то “выбьет автомат” %))).

Конечно этот способ не совершенен, есть риск сжечь двигатель 🙁 и применять его можно только в исключительных случаях. Но меня он выручал много раз.

Лучшим вариантом конечно будет определить тип (марку) двигателя и параметры его обмоток и найти в интернете схему подключения.



Ну вот такая “высшая математика” 😉  А за сим – разрешите откланяться.

Пишите комменты. Задавайте вопросы, и подписывайтесь на обновление блога :).

Определение начала и конца обмоток электродвигателя: обзор методик

Часто возникают затруднения при подключении электродвигателя после ремонта. Далеко не все ремонтные организации маркируют начало и конец обмоток 3-х фазного двигателя. Завод изготовитель в клеммной колодке маркирует контакты буквами С1- С6. Эта маркировка принята в нашей стране. По международному стандарту используются буквы латинского алфавита. Отсутствие маркировки может спровоцировать выход из строя двигателя при включении в сеть. Чтобы этого не произошло, необходимо знать, как определить начало и конец обмоток электродвигателя. Об этом мы сейчас и расскажем читателям сайта Сам Электрик.

Следует отметить, что в данном случае электродвигатель можно представить как трансформатор. А это значит, что неважно, с какой стороны начало или конец обмотки. Главное, они не должны включаться встречно.

Существует несколько методов распознавания. Для этого необходимы приборы:

• мультиметр или тестер;
• понижающий трансформатор;
• контрольная лампочка.

Метод определения с помощью тестера

Прежде чем начать работу, необходимо подготовить рабочее место. Соблюсти все правила электробезопасности и не забывать, что работа с электричеством требует предельной концентрации внимания и аккуратности. Выполним работу способом трансформации.

Работы выполняются в следующей последовательности:

• С помощью тестера находим выводы обмоток и помечаем их кембриками, подписав, например, первая обмотка помечается С1-С4, вторая С2-С5, третья С3-С6.
• Соединяем две обмотки последовательно. На них подается пониженное напряжение с трансформатора.
• На третьей произведем замеры напряжения. При согласованном включении, тестер будет показывать некоторое напряжение. Величина зависит от уровня напряжения, поступающего с трансформатора. При встречном включении, тестер будет показывать минимальное значение напряжения.
• Маркируем соответствующими образом обе обмотки.
• Разбираем схему и соединяем третью обмотку с любой другой. Подаем напряжение от трансформатора и производим замеры. Схема показана на рисунке снизу. Однако, на схеме подается опасное напряжение 220 вольт. В нашем случае мы подаем пониженное напряжение с трансформатора.
• По аналогии с предыдущими измерениями определяем начало и конец третьей обмотки. Маркируем.
• После определения и маркировки проводов, можно соединять двигатель звездой или треугольником и подключать к сети. При этом двигатель не должен издавать повышенный шум и нагреваться. Если это происходит, вы ошиблись в определении начала и конца обмоток. Если все правильно подключено, двигатель работает ровно и не нагревается.

Понижающий трансформатор нужен для ограничения тока в обмотках. Можно обойтись без него, но для ограничения тока, последовательно катушкам включают контрольную лампочку небольшой мощности.

Не стоит рисковать, подавая 220 вольт на обмотки без ограничения тока. В этом случае велика вероятность выхода двигателя из строя. Проще говоря, можно «сжечь» обмотки.

Метод развернутого треугольника

Существует более простой метод определения обмоток при отсутствии маркировки. При подключении треугольником. Это так называемый метод развернутого треугольника. Для определения понадобятся приспособления, применяемые в первом случае.

Работу выполняют в следующей последовательности:

• Мультиметром находят обмотки.
• Маркируют в произвольном порядке.
• Соединяют все три катушки последовательно.
• Подают пониженное напряжение.
• Производят замеры напряжения на обмотках. При правильном соединении, напряжение на обмотках должны совпадать. Т.е. U1=U2=U Если на одной из них значение отличается, концы этой обмотки следует поменять местами.
• На этом проверка заканчивается. Двигатель можно монтировать на рабочее место.

На рисунке показана схема измерений методом треугольника.

Если отсутствует мультиметр, проверить напряжение можно с помощью лампы. Уровень свечения должен быть во всех случаях одинаков. Если на одной из обмоток он отличается, то провода катушки меняют местами.

Соединение звездой

Этот метод применяется в исключительных случаях. После того, как обмотки будут найдены, их соединяют звездой и кратковременно подключают к сети. Если провода соединены неправильно, двигатель начинает гудеть и греться.

После отключения переключают одну из обмоток и опять подключают к сети. Таких переключений может быть не более трех. Следует запомнить, включают двигатель кратковременно, не более 2 секунд. Если оставить включенным на большее время, двигатель наверняка выйдет из строя.

Определение с помощью батарейки

Для этого метода потребуется тестер и батарейка. Это наиболее простой способ. Методика поиска с помощью батарейки заключается в следующем:

1. С помощью тестера находим катушки на асинхронном двигателе.
2. К одной из них подключается прибор.
3. К выводам другой подключаем кратковременно несколько раз батарейку. Если в момент подачи напряжения тестер показывает отрицательное значение, это говорит о встречном включении обмоток.
4. Проверяем поочередно все катушки и маркируем их соответствующим образом.

Схема измерений показана на рисунке снизу.

Аналогичным образом можно проверить с помощью аккумулятора. Разница заключается в том, что вместо батарейки применяется аккумулятор.

Определение рабочей и пусковой обмоток двигателя на 220 Вольт

Часто возникает необходимость определения рабочей и пусковой обмотки в однофазном двигателе. Это происходит по причине утраты надписи или после ремонта.

У двигателя имеются четыре провода. Методика проверки заключается в следующем:

• Визуально осматриваем провода. Если провода имеют разное сечение, то с меньшим сечением будет пусковая;
• Однако, стоит перепроверить. Замеряем сопротивление. Обмотка, имеющая меньшее значение будет рабочей, а вторая пусковая.
• Производим маркировку проводников.

Схема замеров показана на рисунке снизу.

При наличии обмоток с одинаковым сопротивлением, любую обмотку можно использовать как рабочую или пусковую. Направление вращение меняют заменой местами обмоток.

Часто встречаются однофазные электродвигатели с тремя проводами. В этом случае тестером замеряют сопротивления. Получаем значения, например, 52 Ом, 18 Ом и 34 Ома. Это значит, что обмотка, имеющая меньшее значение (18 Ом) является рабочей, а вторая 34 Ома – пусковая. 52 Ома — суммарное сопротивление обеих катушек.

На рисунке снизу представлена схема двигателя с тремя выводами:

Двигатели постоянного тока

У двигателей постоянного тока обычно бывает два провода. Поэтому при подаче напряжения он начинает вращаться в определенную сторону. Если вращение не совпадает, в этом случае меняют полярность.

Аналогичным образом можно подключить шаговый двигатель. Например, имеются четыре вывода. Катушки у такого двигателя имеют одинаковое сопротивление, а провода, как правило, имеют цветные.

Подключаем к драйверу в произвольном порядке, смотрим, в какую сторону происходит вращение. Если необходимо поменять направление вращения, провода меняют местами.

Например, подключили — белый, синий, красный, черный. Для смены направления соединим – черный, красный, синий, белый.

Вот мы и рассмотрели, как определить начало и конец обмоток электродвигателя. Если остались вопросы по этой теме, задавайте их в комментариях под статьей!

Однофазный асинхронный электродвигатель

Дмитрий Левкин

Однофазный асинхронный электродвигатель — это асинхронный электродвигатель, который работает от электрической сети однофазного переменного тока без использования частотного преобразователя и который в основном режиме работы (после пуска) использует только одну обмотку (фазу) статора.

Конструкция однофазного двигателя с вспомогательной или пусковой обмоткой

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

Основные части однофазного двигателя: ротор и статор

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

Двигатель фактически является двухфазным, но так как рабочей является только одна обмотка, электродвигатель называют однофазным.

Ротор обычно представляет из себя короткозамкнутую обмотку, также из-за схожести называемой “беличьей клеткой”. Медные или алюминиевые стержни которого с торцов замкнуты кольцами, а пространство между стержнями чаще всего заливается сплавом алюминия. Так же ротор однофазного двигателя может быть выполнен в виде полого немагнитного или полого ферромагнитного цилиндра.

Однофазный двигатель с вспомогательной обмоткой имеет 2 обмотки расположенные перпендикулярно относительно друг друга

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

Для того чтобы лучше понять работу однофазного асинхронного двигателя, давайте рассмотрим его только с одним витком в главной и вспомогательной обмотки.

Проанализируем случай с двумя обмотками имеющими по оному витку

Рассмотрим случай когда в вспомогательной обмотки не течет ток. При включении главной обмотки статора в сеть, переменный ток, проходя по обмотке, создает пульсирующее магнитное поле, неподвижное в пространстве, но изменяющееся от +Ф_mах до -Ф_mах.

Запустить

Остановить

Пульсирующее магнитное поле

Если поместить ротор, имеющий начальное вращение, в пульсирующее магнитное поле, то он будет продолжать вращаться в том же направлении.

Чтобы понять принцип действия однофазного асинхронного двигателя разложим пульсирующее магнитное поле на два одинаковых круговых поля, имеющих амплитуду равную Ф_mах/2 и вращающихся в противоположные стороны с одинаковой частотой:

,

• где n_пр – частота вращения магнитного поля в прямом направлении, об/мин,
• n_обр – частота вращения магнитного поля в обратном направлении, об/мин,
• f₁ – частота тока статора, Гц,
• p – количество пар полюсов,
• n₁ – скорость вращения магнитного потока, об/мин

Запустить

Остановить

Разложение пульсирующего магнитного потока на два вращающихся

Действие пульсирующего поля на вращающийся ротор

Рассмотрим случай когда ротор, находящийся в пульсирующем магнитном потоке, имеет начальное вращение. Например, мы вручную раскрутили вал однофазного двигателя, одна обмотка которого подключена к сети переменного тока. В этом случае при определенных условиях двигатель будет продолжать развивать вращающий момент, так как скольжение его ротора относительно прямого и обратного магнитного потока будет неодинаковым.

Будем считать, что прямой магнитный поток Ф_пр, вращается в направлении вращения ротора, а обратный магнитный поток Ф_обр – в противоположном направлении. Так как, частота вращения ротора n₂ меньше частоты вращения магнитного потока n₁, скольжение ротора относительно потока Ф_пр будет:

,

• где s_пр – скольжение ротора относительно прямого магнитного потока,
• n₂ – частота вращения ротора, об/мин,
• s – скольжение асинхронного двигателя

Прямой и обратный вращающиеся магнитные потоки вместо пульсирующего магнитного потока

Магнитный поток Ф_обр вращается встречно ротору, частота вращения ротора n₂ относительно этого потока отрицательна, а скольжение ротора относительно Ф_обр

,

• где s_обр – скольжение ротора относительно обратного магнитного потока

Запустить

Остановить

Вращающееся магнитное поле пронизывающее ротор

Ток индуцируемый в роторе переменным магнитным полем

Согласно закону электромагнитной индукции прямой Ф_пр и обратный Ф_обр магнитные потоки, создаваемые обмоткой статора, наводят в обмотке ротора ЭДС, которые соответственно создают в короткозамкнутом роторе токи I_2пр и I_2обр. При этом частота тока в роторе пропорциональна скольжению, следовательно:

,

• где f_2пр – частота тока I_2пр наводимого прямым магнитным потоком, Гц

,

• где f_2обр – частота тока I_2обр наводимого обратным магнитным потоком, Гц

Таким образом, при вращающемся роторе, электрический ток I_2обр, наводимый обратным магнитным полем в обмотке ротора, имеет частоту f_2обр, намного превышающую частоту f_2пр тока ротора I_2пр, наведенного прямым полем.

Пример: для однофазного асинхронного двигателя, работающего от сети с частотой f₁ = 50 Гц при n₁ = 1500 и n₂ = 1440 об/мин,

скольжение ротора относительно прямого магнитного потока s_пр = 0,04;
частота тока наводимого прямым магнитным потоком f_2пр = 2 Гц;
скольжение ротора относительно обратного магнитного потока s_обр = 1,96;
частота тока наводимого обратным магнитным потоком f_2обр = 98 Гц

Согласно закону Ампера, в результате взаимодействия электрического тока I_2пр с магнитным полем Ф_пр возникает вращающий момент

,

• где M_пр – магнитный момент создаваемый прямым магнитным потоком, Н∙м,
• с_M — постоянный коэффициент, определяемый конструкцией двигателя

Электрический ток I_2обр, взаимодействуя с магнитным полем Ф_обр, создает тормозящий момент М_обр, направленный против вращения ротора, то есть встречно моменту М_пр:

,

• где M_обр – магнитный момент создаваемый обратным магнитным потоком, Н∙м

Результирующий вращающий момент, действующий на ротор однофазного асинхронного двигателя,

,

Справка: В следствие того, что во вращающемся роторе прямым и обратным магнитным полем будет наводиться ток разной частоты, моменты сил действующие на ротор в разных направлениях будут не равны. Поэтому ротор будет продолжать вращаться в пульсирующем магнитном поле в том направлении в котором он имел начальное вращение.

Тормозящее действие обратного поля

При работе однофазного двигателя в пределах номинальной нагрузки, то есть при небольших значениях скольжения s = s_пр, крутящий момент создается в основном за счет момента М_пр. Тормозящее действие момента обратного поля М_обр — незначительно. Это связано с тем, что частота f_2обр много больше частоты f_2пр, следовательно, индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора х_2обр = x₂s_обр току I_2обр намного больше его активного сопротивления. Поэтому ток I_2обр, имеющий большую индуктивную составляющую, оказывает сильное размагничивающее действие на обратный магнитный поток Ф_обр, значительно ослабляя его.

,

• где r₂ – активное сопротивление стержней ротора, Ом,
• x_2обр – реактивное сопротивление стержней ротора, Ом.

Если учесть, что коэффициент мощности невелик, то станет, ясно, почему М_обр в режиме нагрузки двигателя не оказывает значительного тормозящего действия на ротор однофазного двигателя.

С помощью одной фазы нельзя запустить ротор

Ротор имеющий начальное вращение будет продолжать вращаться в поле создаваемом однофазным статором

Действие пульсирующего поля на неподвижный ротор

При неподвижном роторе (n₂ = 0) скольжение s_пр = s_обр = 1 и М_пр = М_обр, поэтому начальный пусковой момент однофазного асинхронного двигателя М_п = 0. Для создания пускового момента необходимо привести ротор во вращение в ту или иную сторону. Тогда s ≠ 1, нарушается равенство моментов М_пр и М_обр и результирующий электромагнитный момент приобретает некоторое значение .

Пуск однофазного двигателя. Как создать начальное вращение?

Одним из способов создания пускового момента в однофазном асинхронном двигателе, является расположение вспомогательной (пусковой) обмотки B, смещенной в пространстве относительно главной (рабочей) обмотки A на угол 90 электрических градусов. Чтобы обмотки статора создавали вращающееся магнитное поле токи I_A и I_B в обмотках должны быть сдвинуты по фазе относительно друг друга. Для получения фазового сдвига между токами I_A и I_B в цепь вспомогательной (пусковой) обмотки В включают фазосмещающий элемент, в качестве которого используют активное сопротивление (резистор), индуктивность (дроссель) или емкость (конденсатор) [1].

После того как ротор двигателя разгонится до частоты вращения, близкой к установившейся, пусковую обмотку В отключают. Отключение вспомогательной обмотки происходит либо автоматически с помощью центробежного выключателя, реле времени, токового или дифференциального реле, или же вручную с помощью кнопки.

Таким образом, во время пуска двигатель работает как двухфазный, а по окончании пуска — как однофазный.

Подключение однофазного двигателя

С пусковым сопротивлением

Двигатель с расщепленной фазой – однофазный асинхронный двигатель, имеющий на статоре вспомогательную первичную обмотку, смещенную относительно основной, и короткозамкнутый ротор [2].

Однофазный асинхронный двигатель с пусковым сопротивлением – двигатель с расщепленной фазой, у которого цепь вспомогательной обмотки отличается повышенным активным сопротивлением.

Омический сдвиг фаз, биффилярный способ намотки пусковой обмотки

Разное сопротивление и индуктивность обмоток

Для запуска однофазного двигателя можно использовать пусковой резистор, который последовательно подключается к пусковой обмотки. В этом случае можно добиться сдвига фаз в 30° между токами главной и вспомогательной обмотки, которого вполне достаточно для пуска двигателя. В двигателе с пусковым сопротивлением разность фаз объясняется разным комплексным сопротивлением цепей.

Также сдвиг фаз можно создать за счет использования пусковой обмотки с меньшей индуктивностью и более высоким сопротивлением. Для этого пусковая обмотка делается с меньшим количеством витков и с использованием более тонкого провода чем в главной обмотке.

Отечественной промышленностью изготавливается серия однофазных асинхронных электродвигателей с активным сопротивлением в качестве фазосдвигающего элемента серии АОЛБ мощностью от 18 до 600 Вт при синхронной частоте вращения 3000 и 1500 об/мин, предназначенных для включения в сеть напряжением 127, 220 или 380 В, частотой 50 Гц.

С конденсаторным пуском

Двигатель с конденсаторным пуском – двигатель с расщепленной фазой, у которого цепь вспомогательной обмотки с конденсатором включается только на время пуска.

Ёмкостной сдвиг фаз с пусковым конденсатором

Чтобы достичь максимального пускового момента требуется создать круговое вращающееся магнитное поле, для этого требуется чтобы токи в главной и вспомогательной обмотках были сдвинуты друг относительно друга на 90°. Использование в качестве фазосдвигающего элемента резистора или дросселя не позволяет обеспечить требуемый сдвиг фаз. Лишь включение конденсатора определенной емкости позволяет обеспечить фазовый сдвиг 90°.

Среди фазосдвигающих элементов, только конденсатор позволяет добиться наилучших пусковых свойств однофазного асинхронного электродвигателя.

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

Двигатель с экранированными полюсами – двигатель с расщепленной фазой, у которого вспомогательная обмотка короткозамкнута.

Статор однофазного асинхронного двигателя с экранированными полюсами обычно имеет явно выраженные полюса. На явно выраженных полюсах статора намотаны катушки однофазной обмотки возбуждения. Каждый полюс статора разделен на две неравные части аксиальным пазом. Меньшую часть полюса охватывает короткозамкнутый виток. Ротор однофазного двигателя с экранированными полюсами – короткозамкнутый в виде “беличьей” клетки.

При включении однофазной обмотки статора в сеть в магнитопроводе двигателя создается пульсирующий магнитный поток. Одна часть которого проходит по неэкранированной Ф’, а другая Ф” – по экранированной части полюса. Поток Ф” наводит в короткозамкнутом витке ЭДС E_k, в результате чего возникает ток I_k отстающий от E_k по фазе из-за индуктивности витка. Ток I_k создает магнитный поток Ф_k, направленный встречно Ф”, создавая результирующий поток в экранированной части полюса Ф_э=Ф”+Ф_k. Таким образом, в двигателе потоки экранированной и неэкранированной частей полюса сдвинуты во времени на некоторый угол.

Пространственный и временной углы сдвига между потоками Ф_э и Ф’ создают условия для возникновения в двигателе вращающегося эллиптического магнитного поля, так как Ф_э ≠ Ф’.

Пусковые и рабочие свойства рассматриваемого двигателя невысоки. КПД намного ниже, чем у конденсаторных двигателей такой же мощности, что связано со значительными электрическими потерями в короткозамкнутом витке.

Статор такого однофазного двигателя выполняется с ярко выраженными полюсами на не симметричном шихтованном сердечнике. Ротор – короткозамкнутый типа “беличья клетка”.

Данный электродвигатель для работы не требует использования фазосдвигающих элементов. Недостатком данного двигателя является низкий КПД.

Как подключить электродвигатель от старой стиралки. Замена и подключение двигателя от стиральной машины, схема подключения

Прежде, чем говорить о подключении двигателя стиральной машинки, нужно понять, что он собой представляет. Возможно, кому-то схема подключения электродвигателя стиральной машины давно известна, а кто-то услышит впервые.

{ ArticleToC: enabled=yes }

Двигатель электрический – это работающая от электричества машина, служащая для разных механизмов приводом, т. е. приводящая их в движение. Выпускают асинхронные и синхронные агрегаты.

Еще со школьной скамьи известно, что, приближая близко магниты, они притягиваются или же отталкиваются. Первый случай возникает у разноименных магнитных полюсов, второй – одноименных. Речь идет о постоянных магнитах и присутствующем постоянно создаваемом ими магнитном поле.

Кроме описанных, есть переменные магниты. Все помнят пример из учебника по физике: на рисунке изображен магнит в форме подковы. Между его полюсами помещена рамка, выполненная в форме подковы и имеющая полукольца. На горизонтально расположенную рамку, подавали ток.

Поскольку магнит отталкивает одноименные и притягивает разноименные полюса, вокруг этой рамки возникает электромагнитное поле, которое разворачивает ее вертикально. В результате на нее поступает противоположный первому случаю по знаку ток. Изменяющаяся полярность вращает рамку и вновь возвращает в горизонтальную плоскость.

На этом принципе и основана работа синхронного электродвигателя.

В реальной схеме ток подается на обмотки ротора, являющегося рамкой. Источником, создающим электромагнитное поле, являются обмотки. Статор выполняет функции магнита.

Он также изготовлен из обмоток или из комплекта постоянных магнитов.

Частота вращения ротора электродвигателя описываемого типа такая же, как у тока, который поддат на клеммы обмотки, т.е. они работают синхронно, что и дало название электродвигателю.

Чтобы разобраться с принципом его работы, вспоминаем ту же картинку, что в примере предыдущем: рамка (но без полуколец) размещена между магнитными полюсами. Магнит выполнен в форме подковы, концы которой соединены.

Начинаем его медленно вращать вокруг рамки, следя за происходящим: до какого-то момента движения рамки не наблюдается. Затем, при определенном угле разворота магнита, она начинает вращаться за ним со скоростью меньшей, чем скорость последнего. Работают они асинхронно, поэтому моторы называются асинхронными.

В реальном электродвигателе магнит — это размещенная в пазах статора, на которые подается ток, обмотка. Ротор же является рамкой. В его пазах находятся соединенные накоротко пластины. Его так и называют – короткозамкнутый.

Отличия синхронного и асинхронного электродвигателя

Внешне двигатели различить трудно. Их главное различие составляет принцип работы. Разнятся они и также по области использования: синхронные, более сложные по конструкции, применяются для приведения в действие такого оборудования как насосы, компрессора и пр., т.е. работающего с неизменной скоростью.

У асинхронных же, при нарастании нагрузки, уменьшается частота вращения. Ими оснащается огромное число устройств.

Плюсы асинхронных двигателей для стиральных машин

Электромотор, вращающий барабан, это сердце машинки для стирки. Приводом в самых первых вариантах машинок были ремни, вращающие емкость с бельем.

Но, сегодня асинхронный агрегат, преобразующий в механическую энергию электроэнергию, заметно усовершенствован.

Чаще в схемах стиральных машинках присутствуют асинхронные электродвигатели, состоящие из статора, который не движется и служит одновременно магнитопроводом и несущей конструкцией, и движущегося ротора, вращающего барабан. Работает асинхронный мотор благодаря взаимодействию магнитных переменных полей этих узлов.

Асинхронные двигатели подразделяются на двухфазные, редко встречающиеся, и трехфазные.

К плюсам асинхронных агрегатов относят:

• незамысловатую конструкцию;
• простое обслуживание, предусматривающее замену изношенных подшипников и
• периодическое смазывание электродвигателя;
• бесшумную работу;
• относительную дешевизну.
• Недостатки, конечно, тоже есть:
• низкий КПД;
• большие размеры;
• небольшая мощность.

Такие моторы, как правило, устанавливают на модели недорогие.

Особенности, которые нужно учитывать, чтобы подключить электродвигатель от стиральной машины к сети 220 В:

• схема подключения демонстрирует, что мотор работает без пусковой обмотки;
• в схеме подключения нет также пускового конденсатора – для запуска он не требуется. Но необходимо провода к сети подсоединить строго в соответствии со схемой.

Поможет разобраться в этом видео:

Видео: Как подключить двигатель от стиральной машины к 220

Главное – соединить строго в соответствии со схемой подключения провода.

Не понадобятся для подключения провода (2 белых) – измеритель оборотов двигателя. Другие — красный провод и коричневый (3 и 4), идущие на статор, а также серый и зеленый (1 и 2), идущие на щетки, как видно со схемы подключения и требуется правильно подсоединить.

В схеме подключения двигателя обмотки статора соединены последовательно.

К красному проводу обмотки, как указано в схеме подключения, подсоединяют 220В. На конец следующей обмотки подключают одну щетку.

Другую, как требует схема подключения, подсоединяют к 220 В. Двигатель к работе готов, но крутится он в одном направлении. Чтобы включить его в обратную сторону, необходимо поменять местами щетки.

Здесь все серьезнее. Необходимо найти 2 пары выводов, которые соответствуют друг другу, используя мультиметр (тостер). Для этого фиксируют прибор на любом из выводов и отыскивают парный, пользуясь щупом. Два оставшихся вывода будут второй парой автоматически.

Теперь определяют расположение обмотки рабочей и пусковой, замеряя сопротивление. Пусковую (ПО), создающую пусковой момент, находят по более высокому сопротивлению. Обмотка возмущения (ОВ) создает магнитное поле.

Каждый из этих моторов рассчитан, как правило, на 2 сетевых напряжения: 220 В, 220 и 127 В и т.д.

Схем подключения для него существует две: подключить электродвигатель от стиральной машины можно «треугольником» (220В) и «звездой» (380 в). Переподключив обмотки, добиваются изменения номинала одного напряжения на другое.

При имеющихся у электродвигателя перемычках и колодке с шестью выводами, нужно изменить положение перемычек.

При любой схеме подключения направление обмоток должно совпадать с направлением намоток. Нулевой точкой для «звезды» может выступать как начало обмотки, так и конец, в отличие от «треугольника», где они соединяются только последовательно. Иными словами, конец предыдущей с началом последующей.

Допускается работа двигателя также в однофазной сети, но не с полной отдачей. Для этого используют неполярные конденсаторы. С конденсаторами, установленными в сеть, максимальная мощность не превысит 70%.

Видео: Как подключить двигатель от старой стиральной машины через конденсатор или без него

Если у вас есть ненужный мотор стиральной машинки, не спешите его выбрасывать. Электрический двигатель применяется в других сферах быта и хозяйства. Если знать, как правильно подключить электромотор, то можно получить станок для заточки ножниц и ножей. Или сделать его движущей силой бетономешалки.

Мы расскажем, как подсоединить двигатель от стиральной машины своими руками.

Чтобы двигатель заработал, ему необходимо питание. Самостоятельное подключение к электричеству заключается в правильном соединении проводов. Поэтому вам понадобится схема подключения двигателя стиральной машины.

Для работы вам нужны статорные и роторные провода. Но как их найти? При визуальном осмотре видно много проводов. Как определиться, какой из них вам нужен?

Рассмотрим, как подключить электродвигатель с 3-мя, 4-мя и 6-ю проводами.

Посмотрите на мотор. С левой стороны находятся два провода – они не используются. Зачастую производитель окрашивает их в белый цвет. Для наглядности посмотрите на фото ниже:

Оранжевые стрелки указывают на провода красного и коричневого цветов. Это выводы статора. Синие стрелки показывают на провода, ведущие к щеткам ротора. Эти четыре провода нужны для подключения двигателя от стиралки.

У разных производителей цвет проводки может меняться. Поэтому используйте тестер для точной проверки.

Измеряйте сопротивление каждого провода для поиска его пары. Зачистите контакты и подсоедините к ним щуп тестера. Зафиксируйте показания. Далее прозванивайте все провода по очереди, пока у каждого не появится пара.

Подсоединение двигателя от стиральной машины – дело не сложное. Вам не пригодятся пусковые обмотки и конденсаторы, достаточно знать, как правильно подключить соединения.

Для этого:

• Соедините концы проводов от статора и ротора. Обязательно изолируйте место контакта.

• Остальные два провода подсоедините к источнику напряжения 220 Вольт.

Будьте осторожны! Во время подключения к электричеству произойдет запуск (включение) двигателя от стиральной машины. При этом он может сильно вибрировать, поэтому заранее обеспечьте мотору безопасное расположение.

Подключение прошло успешно. Если вам нужно изменить направление вращения, поменяйте местами провода, ведущие к ротору. Смотрите схему на фото:

Этот вариант запуска подходит для деталей современных СМА. Как же подключить электродвигатель от старой стиральной машины? Работа кропотливее, чем в первом случае. Понадобятся реле пуска и кнопка без фиксации.

1. Настройте тестер в режим измерения сопротивления.
2. Прикладывайте щупы к обмоткам мотора, сравнивая показания. Нужно отыскать парные обмотки.

Важно понимать, что рабочая обмотка всегда показывает сопротивление меньше, чем пусковая.

По такой схеме подключается асинхронный двигатель стиральной машины:

Разберем подробнее, как по схеме подключить мотор СМА. Для этого расшифруем условные обозначения:

• SB обозначается кнопка-включатель. Она позволяет подключить к сети питания обмотку.
• ПО – это пусковая обмотка, позволяющая создавать крутящий момент. Вы можете его скоординировать в одну из сторон.
• ОВ – рабочая обмотка или обмотка возбуждения. Создает магнитное поле для вращения.

Вам нужно подать электричество на обмотку возбуждения. Для этого напрямую подключите ее к сети 220 Вольт. Кратковременное питание подается и к пусковой обмотке, только с помощью кнопки (SB).

Теперь вы знаете, как включить мотор (двигатель) от стиральной машины. Для его запуска нужно нажать кнопку. Изменение направления вращения происходит по предыдущему принципу – провода меняются местами.

Рабочий мотор от СМ можно применить в хозяйственных нуждах. Решили выложить двор плиткой? Изготовьте самодельный вибростол.

Вам понадобится одна плита, закрепленная подвижными деталями к основе. Запуск электродвигателя от стиральной машины будет способствовать движению плиты. Выпуская воздух из бетона, можно улучшить качество плитки, сделать ее прочнее и долговечнее.

Также можно сделать бетономешалку, только дополнительно понадобится еще бак. Внутрь бака устанавливаются металлические лопасти в виде буквы «П». Сливное отверстие закрывается. Как подключить двигатель стиральной машины к самодельной бетономешалке, можно увидеть на видео:

Если вы немного разбираетесь в технике и имеете желание что-то сделать своими руками, тогда вы найдете применение мотору. Как запустить двигатель от стиралки, вы уже знаете, поэтому приступайте к работе. Видео по теме вам поможет:

Небольшое предисловие.

В моей мастерской работает несколько самодельных станков, построенных на базе асинхронных двигателей от старых советских стиральных машин.

Я использую двигатели как с “конденсаторным” пуском, так и двигатели с пусковой обмоткой и пусковым реле (кнопкой)

Особых трудностей с подключением и запуском у меня не возникало.
При подключении я иногда пользовался омметром (чтобы найти пусковую и рабочую обмотки).

Но чаще использовал свой опыт и метод “научного тыка” %)))

Возможно таким заявлением на навлеку на себя гнев “знающих”, которые “все и всегда делают по науке” :))).

Но у меня и такой метод давал положительный результат, двигатели – работали, обмотки не перегорали:).

Конечно, если есть “как и чем” – то нужно делать “как правильно” – это я о наличии тестера и замере сопротивления обмоток.

Но в реальности не всегда так получается, а “кто не рискует… ” – ну вы поняли:).

Почему я об этом говорю?
Буквально вчера я получил вопрос от своего зрителя, опущу некоторые моменты переписки, оставив только суть:


Я пытался запускать как вы сказали через пусковое реле,(Кратковременно коснулся провода) но через некоторое время работы он начинает дымить и греться. МУльтиметра у меня нет, поэтому не могу проверить сопротивление обмоток(

Безусловно, тот метод о котором я сейчас расскажу – немного рискованный, особенно для человека, который не имеет дела с подобной работой постоянно.

Поэтому нужно быть предельно внимательным, и при первой же возможности проверить результаты “научного тыка” при помощи тестера.

Теперь к делу!

Сначала вкратце расскажу о типах двигателей, которые использовались в советских стиральных машинках.

Эти двигатели условно можно было разделить на 2 класса по мощности и скорости вращения.

В основной массе активаторных стиральных машин типа “тазик с моторчиком”, для привода активатора использовался двигатель 180 Вт, 1350 – 1420 об/мин .

Как правило такой тип двигателя имел 4 раздельных вывода (пусковая и рабочая обмотки) и подключался через пуско-защитное реле или (в совсем старых версиях) через 3-х контактную пусковую кнопку Фото 1.

Фото 1 Пусковая кнопка.

Раздельные выводы пусковой и рабочей обмотки позволяли получить возможность реверса (для разных режимов стирки и предотвращения скручивания белья).

Для этого в машинах поздних моделей был добавлен простой командаппарат, коммутирующий подключение двигателя.

Встречаются двигатели мощностью 180 Вт, у которых пусковая и рабочая обмотка соединялись в средине корпуса , и на верх выходило только три вывода (фото 2)

Фото 2 Три вывода обмотки.

Второй тип двигателей использовался в приводе центрифуги , поэтому он имел большие обороты, но меньшую мощность – 100-120 вт, 2700 – 2850 об/мин.

Двигатели центрифуг обычно имели постоянно включенный, рабочий конденсатор.

Поскольку центрифугу не было необходимости реверсировать, то соединение обмоток как правило делалось в средине двигателя. На верх выходило только 3 провода.

Часто у таких двигателей обмотки одинаковы , поэтому замер сопротивления показывает примерно одинаковые результаты, например между 1 – 2 и 2 – 3 выводом омметр покажет 10 Ом, а между 1 – 3 – 20 Ом.

В этом случае вывод 2 – будет средней точкой в которой сходятся выводы первой и второй обмоток.

Двигатель подключается следующим образом:
выводы 1 и 2 – в сеть, вывод 3 через конденсатор на вывод 1.

По внешнему виду двигатели Активаторов и Центрифуг – очень похожи, так как часто для унификации использовались одинаковые корпуса и магнитопроводы. Двигатели отличались только типом обмоток и количеством полюсов.

Существует и третий вариант запуска, когда конденсатор подключается только на момент пуска , но они довольно редки, мне такие двигатели на стиральных машинах не попадались.

Особняком стоят схемы подключения 3-х фазных двигателей через фазосдвигающий конденсатор, но тут я их рассматривать не буду.

Итак, вернемся к методу, который использовал я, но прежде еще одно небольшое отступление.

Двигатели с пусковой обмоткой обычно имеют разные параметры пусковой и рабочей обмотки.

Это можно определить как замером сопротивления обмоток, так и визуально – пусковая обмотка имеет провод меньшего сечения и ее сопротивление – выше ,

Если оставить пусковую обмотку включенной на несколько минут , она может перегореть ,
так как при нормальной работе она подключается только на несколько секунд.

Например сопротивление пусковой обмотки может быть 25 – 30 Ом, а сопротивление рабочей – 12 – 15 Ом.

Во время работы пусковая обмотка – должна быть отключена иначе двигатель будет гудеть, греться и быстро “пустит дым”.

Если обмотки определены правильно, то при работе без нагрузки в течении 10 – 15 минут двигатель может быть слегка теплым.

Но если перепутать пусковую и рабочую обмотки – двигатель также запустится , и при отключении рабочей обмотки – будет продолжать работать.

Но в этом случае он также будет гудеть, греться и не выдавать положенную мощность.

А теперь переходим к практике.

Сначала нужно проверить состояние подшипников и отсутствие перекоса крышек двигателя. Для этого достаточно просто покрутить вал двигателя.
От легкого толчка он должен вращаться свободно, без заеданий, делая несколько оборотов.
Если все нормально – переходим к следующей стадии.

Нам потребуется низковольтный пробник (батарейка с лампочкой), провода, электро вилка и автомат (желательно 2х полюсный) на 4 – 6 Ампер. В идеале – еще и Омметр с пределом 1 мОм.
Прочный шнурок длинной пол-метра – для “стартера”, малярный скотч и маркер для маркировки проводов двигателя.

Для начала нужно проверить двигатель на замыкание на корпус поочередно проверив выводы двигателя (подключив омметр или лампочку) между выводами и корпусом.

Омметр должен показывать сопротивление в пределах мОм, лампочка не должна гореть.

Далее закрепляем двигатель на столе, собираем цепь питания: вилка – автомат – провода к двигателю.
Маркируем выводы двигателя, приклеив на них флажки из скотча.

Подключаем провода к выводам 1 и 2, наматываем шнурок на вал двигателя, включаем питание и дергаем стартер.
Двигатель – запустился:) Слушаем как он работает секунд 10 – 15 и выключаем вилку из розетки.

Теперь нужно проверить нагрев корпуса и крышек. При “убитых” подшипниках будут греться крышки (и слышен повышенный шум при работе), а при проблемах с подключением – более горячим будет корпус (магнитопровод).

Если все в порядке – переходим дальше, и проводим те же эксперименты с парами выводов 2 – 3 и 3 – 1.

В процессе экспериментов двигатель, скорей всего будет работать на 2х из возможных 3х комбинациях подключения – то есть на рабочей и на пусковой обмотке.

Таким образом находим обмотку, на которой двигатель работает с наименьшим шумом (гулом) и выдает мощность (для этого пытаемся остановить вал двигателя, прижимая к нему деревяшку. Она и будет рабочей.

Теперь можно попытаться запустить двигатель при помощи пусковой обмотки.
Подключив питание к рабочей обмотке, нужно коснуться третьим проводом поочередно коснуться одного и другого вывода двигателя.

Если пусковая обмотка исправна – двигатель должен запуститься. А если нет – то “выбьет автомат” %))).

Конечно этот способ не совершенен, есть риск сжечь двигатель:(и применять его можно только в исключительных случаях. Но меня он выручал много раз.

Лучшим вариантом конечно будет определить тип (марку) двигателя и параметры его обмоток и найти в интернете схему подключения.

Ну вот такая “высшая математика” 😉 А за сим – разрешите откланяться.

Пишите комменты. Задавайте вопросы, и подписывайтесь на обновление блога:).

Если у вас сохранился двигатель от стиральной машины, то вы можете придумать, как его использовать. Например, вы можете сделать из него точильную машинку. Если зафиксировать на нем специальную насадку в виде круглого точильного камня, то вы сможете затачивать ножи, ножницы, топор и другие инструменты.

Так же вы можете применить электродвигатель от стиральной машинки и в строительстве. Например, при создании фундамента для будущего дома, вы можете сделать из него «вибратор», который пригодиться при усадке бетонного раствора. Так же его можно применить и в других целях. Двигатель может вращать различные насадки и приводить в движение какие-либо механизмы.

Используя свою фантазию и навыки в подобных делах, вы можете придумать самые разнообразные способы применения электродвигателя. И конечно, при воплощении любого варианта использования данного мотора, вам понадобиться его подключить.

Как подключить электродвигатель современной стиральной машины?

Если вам понадобилось подключить электродвигатель современной стиральной машинки к сети переменного напряжения двести двадцать вольт, то следует учитывать особенности данной детали. Их особенности заключаются в следующем:

• Они не нуждаются в пусковой обмотке.
• Для запуска не понадобиться пусковой конденсатор.

Для запуска нам понадобится нужным образом соединить провода на двигателе. Два белых провода, которые расположены слева, мы использовать не будем. Они необходимы для измерения оборотов электродвигателя. Следующий по очередности – красный провод. Он идет на обмотку статора. За ним находиться коричневый провод. Он так же направлен на одну из обмоток статора. Серый и зеленый провода подключены к щеткам двигателя.

Для того, чтобы представить вам схему подключения более наглядно, мы подготовили следующую схему:

К одному из выводов обмотки мы подключим один провод 220 вольт. На следующую подключим одну из щеток. На оставшуюся щетку двигателя стиральной машины подсоединим второй провод 220 вольт. Так, как это показано на схеме ниже:

После этого, вы можете включить двигатель в сеть 220 и проверить его работоспособность. Если вы все сделали правильно, то увидите, как вращается движущаяся часть мотора и услышите шум его работы. Если все прошло нормально, значит двигатель готов к использованию. Кстати, при таком подключении он движется в одну сторону. А что необходимо сделать, чтобы изменить направления вращения? Смотрите схему:

Как вы видите из схематического отображения на рисунке выше, для того, чтобы сменить направление вращения нам понадобилось поменять местами подключения щеток электродвигателя. После переподключения двигателя вновь проверьте его работоспособность, подсоединив его к сети 220 вольт.

Кстати, для того, чтобы облегчить вам работу, мы решили добавить видео инструкцию. В которой описан весь процесс подключения двигателя от стиральной машинки к электричеству.

Способ подключения мотора от современной машинки в этой статье основан именно на том материале, который представлен в данном видео. Поэтому поблагодарим автора этого ролика и посмотрим его очень внимательно:

Как подключить мотор старой машинки?

Правильно подключить электродвигатель машинки не так уж и просто. Но если вы знаете, как это делается, то проблем это не доставит.

Вначале нам необходимо отыскать две пары вывода. Для того, чтобы понять, где они, мы можем воспользоваться мультиметром (тестером). Выберем один из выводов обмотки и подсоединим к нему щуп тестера. Оставшимся щупом мультиметра мы проверим другие выводы, чтобы найти парный.

Таким образом мы отыщем первую пару. Те два вывода, что остались, образуют еще одну пару. Теперь нам нужно понять, где пусковая и рабочая обмотка. Для этого нужно замерить сопротивление. У пусковой сопротивляемость будет больше.

Схема

И так, мы уже нашли рабочую и пусковую обмотку. Теперь мы можем подключить двигатель используя схематичный рисунок, который вы видите рядом. На схеме показано:

• ПО – пусковая обмотка. Она нужна для того, чтобы создать начальный крутящий момент в какую-либо сторону.
• ОВ – обмотка возбуждения. Она же называется рабочей обмоткой. Она нужна для создания магнитного поля вращения.
• SB – включатель (кнопка) для недолговременного включения ПО к электросети в двести двадцать вольт.

Если возникнет необходимость поменять сторону, в которую будет направлено вращение мотора, вам понадобиться сменить выводы ПО местами. При такой перемене направление вращения измениться на противоположное.

Когда будете проводить пробное подключение и запуск движка, не забудьте позаботиться о своей безопасности и сохранности окружающих. Обязательно зафиксируйте электродвигатель. Это предотвратит его сильные вибрации и лишние движения.

Надеемся, что данная запись помогла вам справиться с самостоятельным подключением мотора стиральной машинки. Продолжайте читать наш сайт и удачного дня!

В большинстве статей на тему изготовления чего-либо своими руками рекомендуется не покупать необходимые узлы, а использовать комплектующие от бытовой техники, отслужившей свой срок. Решение вполне рациональное. Часто упоминается электродвигатель от стиральной машинки б/у, который по своим характеристикам подходит для сборки многих технических устройств. Демонтировать его несложно. А вот с подключением электродвигателя от стиральной машины к сети 220/50 нередко возникают проблемы. Разберемся, как это грамотно сделать.

Марок и модификаций (серий) стиральных машинок довольно много. Следовательно, и схемы включения электродвигателей в сеть 220 В имеют отличия, а значит, и количество отходящих от них проводов разное.

Подключение к сети коллекторного двигателя

Как разобраться в проводке? В некоторых моделях машинок (например, «Малыш») от двигателя отходит 4 провода, по 2 на статорную и роторную обмотки. Во многих полу- и автоматах их шесть (иногда и более), так как дополнительно в схему стиральной машинки включается тахометр, ряд датчиков. Они при использовании электродвигателя в каком-нибудь самодельном техническом устройстве не нужны, если только не собирается сложная схема. Но этим занимаются в основном те, кто профессионально разбирается в электротехнике. Таким людям что-либо подсказывать бессмысленно.

Провода к тахометру имеют белую изоляцию . Если оттенок ввиду ее изношенности определить сложно, то их находят по расположению на клеммнике и сопротивлению обмотки. Они всегда слева. Для контроля измеряется Rобм. Оно для тахометра равно 70 Ом.

Следующий – красный – понадобится для подключения электродвигателя. Этот провод соединяется с его статорной обмоткой. Необходимо при помощи мультиметра найти ему пару (способом прозвонки всех остальных проводов). Это должен быть провод коричневый. Такая методика исключает вероятность ошибки.

Оставшиеся выводы, как правило, с синей (серой) и зеленой изоляцией идут на щетки. Остается лишь установить перемычку. На практике провода обмотки и одной из щеток соединяются. Пример на рисунке:

Как изменить направление? Достаточно поменять местами провода. Вот так:

Порядок подключения асинхронного эл/двигателя

Здесь несколько сложнее, так как выводы идут непосредственно от обмоток, и определить их лишь по цвету не получится – возможна ошибка, так как у разных производителей стиральных машинок свое оформление изоляции.

Принцип поиска пар проводов тот же. Берется один, и (положение «измерение сопротивления» с минимальным пределом) находится второй. Важно другое – правильно определить обмотку рабочую и пусковую. Последняя для дальнейшего подключения электродвигателя, как правило, не нужна. Поэтому при нахождении пар проводников следует фиксировать величины сопротивлений. У обмотки рабочей оно меньше.

Прямое подключение электродвигателя делается лишь для проверки его работоспособности. При сборке же какого-либо механизма придется его присоединять к сети 220/50 через схему. Вариантов достаточно много, в зависимости от специфики использования агрегата. Вот некоторые примеры:

Если электродвигатель достаточно маломощный, то его пусковая обмотка (ПО) не понадобится. Он запустится и так. Кнопка SB в этом случае включается в цепь обмотки рабочей.

Перед включением электродвигателя в сеть его необходимо обязательно зафиксировать на твердой ровной основе.

асинхронный, коллекторный, 3 фазный, 1 фазный

Содержание

1. Подготовка
2. Этапы работы
3. Проверка коллекторного электродвигателя

Для выявления неисправности электродвигателя в домашних условиях за неимением дорогостоящего профессионального оборудования ничего не остается, как прозвонить электродвигатель мультиметром. С его помощью можно определить большинство поломок, и вам не придется привлекать специалиста. Итак, что нужно сделать?

Подготовка

Перед тем, как проводить диагностику, следует:

• Обесточить агрегат. Если измерение сопротивления осуществляется в цепи, подключенной к электросети, прибор выйдет из строя.
• Откалибровать аппарат, то есть выставить стрелку в нулевое положение (щупы должны быть замкнуты).
• Осмотреть двигатель и выяснить, не затоплен ли он, нет ли запаха горелой изоляции или отломанных деталей и т.д.

Асинхронный, коллекторный, однофазный и трехфазный двигатели прозваниваются по одной и той же методике, небольшая разница в конструкции особой роли не играет, но есть нюансы, которые необходимо учитывать.

Этапы работы

Самые частые неисправности можно поделить на два вида:

• Наличие контакта в месте, где его не должно быть.
• Отсутствие контакта в месте, где он должен быть.

Для начала рассмотрим, как прозвонить 3-фазный электродвигатель мультиметром. Он имеет три катушки, соединенные по схеме «треугольник» или «звезда». На его работоспособность влияют надежность контактов, качество изоляции и правильная намотка.

• Для начала проверьте замыкание на корпус (имейте в виду, значение получится приблизительное, так как для точных показаний требуются более чувствительные приборы).
• Установите значения измерений на мультиметре на максимум.
• Соедините щупы друг с другом, чтобы убедиться в правильности настроек и исправности прибора.
• Соедините один из щупов с корпусом двигателя, если есть контакт, присоедините второй щуп к корпусу и следите за показаниями.
• Если сбоев нет, поочередно коснитесь щупом вывода каждой из трех фаз.
• Если изоляция качественная, проверка должна показать достаточно высокое сопротивление (несколько сотен или тысяч мегом).

Необходимо помнить, что при измерении сопротивления изоляции с помощью мультиметра показания будут выше допустимых, так как ЭДС прибора не превышает 9в. Двигатель же работает при 220 или 380в. По закону Ома значение сопротивления зависит от напряжения, поэтому делайте скидку на разницу.

Далее проверьте целостность обмоток, прозвонив три конца, входящих в борно двигателя. При наличии обрыва дальнейшая проверка не имеет смысла, поскольку прежде нужно устранить эту неисправность.

Затем проверьте короткозамкнутые витки. При соединении «треугольником» показателем неисправности будет большее значение в концах А1 и А3. При соединении «звездой» прибор показывает завышенное значение в цепи А3.

Зная, как прозвонить асинхронный электродвигатель мультиметром, вы сэкономите время и деньги, так как, возможно, выявятся только мелкие неисправности, которые вы легко устраните самостоятельно. Для более серьезной и детальной диагностики требуются другие приборы, которые редко используются в быту по причине дороговизны. Если вы не смогли найти повреждения с помощью мультиметра, обратитесь к специалисту.

Проверка коллекторного электродвигателя

Теперь перейдем к вышеупомянутым нюансам, ведь двигатели бывают разных видов. Как прозвонить коллекторный электродвигатель мультиметром? Схема его проверки выглядит следующим образом:

• Включите прибор на единицы Ом и измерьте попарно сопротивление ламелей коллектора.
• Затем измерьте сопротивление между корпусом якоря и коллектором.
• Проверьте обмотки статора.
• Измерьте сопротивление между корпусом и выводами статора.

Межвитковое замыкание определяется только специальным прибором. Существует способ измерения сопротивления якоря. Снимите с него щетки и подведите к пластинам напряжение до 6в, измерьте падение напряжения между ними.

Для проверки однофазного двигателя прозвоните рабочую и пусковую обмотки. Сопротивление первой должно быть в полтора раза ниже, чем второй.

Для примера возьмем однофазный мотор с тремя выводами, использующийся в стиральных машинах (чаще старого образца). Если между концами очень большое сопротивление, значит катушки соединены последовательно. Остается найти среднюю точку и таким образом определить концы каждой из них в отдельности.

Поскольку электродвигатели встречаются в каждом доме в бытовых приборах – это и холодильник, и пылесос, и многое другое – и они периодически ломаются, знать, как проверить однофазный электродвигатель мультиметром, просто необходимо. Если поломка не слишком серьезная, нести прибор в ремонтную мастерскую нецелесообразно. И у вас появится возможность набраться опыта и получить навыки, работая с двигателями разных типов и модификаций.

Схемы подключения двигателя стиральной машины

Стиральные машины, со временем, выходят из строя или морально устаревают. Как правило,
основой любой стиралки есть ее электродвигатель, который может найти свое применение и
после разборки стиралки на запчасти.

Мощность таких двигателей, как правило не меньше 200 Вт, а порой и куда больше, скорость
оборотов вала может доходить и до 11 000 оборотов в минуту что вполне может подойти для использование такого двигателя в хозяйственных или мелких промышленных нуждах.

Вот лишь несколько идей удачного применения электродвигателя от стиралки:

• Точильный (“наждачный”) станок для заточки ножей и мелкого домашнего и садового инструмента.Двигатель устанавливают на прочном основание, а на вал закрепляют точильный камень или наждачный круг.

• Вибростол для производства декоративной плитки, тротуарной плитки или других бетонных изделий где необходимо уплотнение раствора и удаление от туда воздушных пузырей. А возможно вы занимаетесь производством силиконовых форм, для этого также нужен вибростол.

• Вибратор для усадки бетона. Самодельные конструкции которых полно в интернете, вполне могут быть реализованы с применением небольшого двигателя от стиральной машинки.

• Бетономешалка. Вполне подойдет такой двигатель и для небольшой бетономешалки. После небольшой переделки, можно использовать и штатный бак от стиральной машинки.

• Ручной строительный миксер. С помощью такого миксера можно замешивать штукатурные смеси, плиточный клей, бетон.

• Газонокосилка. Отличный вариант по мощности и габаритам для газонокосилки на колесах. Подойдет любая готовая платформа на 4-х колесах с закрепленным в центре двигателем с прямым приводом на “ножы” которые будут находится снизу. Высоту газона можно регулировать посадкой, например, поднимая или опуская колеса на шарнирах по отношению к основной платформе.

• Мельница для измельчения травы и сена или зерна. Особенно актуально для фермеров и людей занимающихся разведением домашней птицы и другой живности. Также можно делать заготовки корма на зиму.

Вариантов применения электромотора может быть очень много, суть процесса заключается в возможности вращать на высоких оборотах разные механизмы и приспособления. Но какой бы механизм сконструировать вы б не собирались, все равно вам нужно будит правильно
подключить двигатель от стиральной машинки.

Виды двигателей

В стиральных машинках разных поколений и стран производства, могут быть и разные типы
электродвигателей. Как правило это один из трех вариантов:

Асинхронный.
В основном это все трехфазные двигатели, могут быть и двухфазными но это большая редкость.
Такие двигатели просты в своей конструкции и обслуживанию, в основном все сводится к смазке подшипников. Недостатком есть большой вес и габариты при небольшом КПД.
Такие двигатели стоят в старинных, маломощных и недорогих моделях стиральных машин.

Коллекторный.
Двигатели которые пришли на смену большим и тяжелым асинхронным устройствам.
Такой двигатель может работать как от переменного так и от постоянного тока, на практике  он будет вращаться даже от автомобильного аккумулятора на 12 вольт.
Двигатель может вращаться в нужную нам сторону, для этого нужно всего лишь сменить полярность подключения щеток к обмоткам статора.
Высокая скорость вращения, плавное изменение оборотов изменением прилагаемого напряжения, небольшие размеры и большой пусковой момент – вот лишь небольшая часть преимуществ такого типа двигателей.
К недостаткам можно отнести износ коллекторного барабана и щеток и повышенный нагрев при не столь продолжительной работе. Также необходима более частая профилактика, например чистка коллектора и замена щеток.

Инверторный (бесколлекторный)
Инновационный тип двигателей с прямым приводом и небольшими габаритами при довольно не малой мощности и высоком КПД.
В конструкции двигателя все так же присутствует статор и ротор, однако количество соединительных элементов сведено к минимуму. Отсутствие элементов подверженных быстрому износу, а так же низкий уровень шума.
Такие двигателя стоят в последних моделях стиральных машин и их производство требует сравнительно больше затрат и усилий что конечно же влияет на цену.

Схемы подключения

Тип двигателя с пусковой обмоткой (старые/дешевые стиралки)

Для начала нужен тестер или мультиметр. Нужно найти две соответствующие друг другу пары выводов.
Щупами тестера, в режиме прозвонки или сопротивления, нужно отыскать два провода которые между собой прозваниваются, остальные два провода автоматически будут парой второй обмотки.

Дальше следует выяснить, где у нас пусковая, а где – рабочая обмотки. Нужно замерить их сопротивление: более высокое сопротивление укажет на пусковую обмотку (ПО), которая создает начальный крутящий момент. Более низкое сопротивление укажет нам на обмотку возбуждения (ОВ) или другими словами – рабочую обмотку, создающую магнитное поле вращения.

Вместо контактора “SB” может стоять неполярный конденсатор малой емкости (около 2-4 мкФ)
Как это обустроено в самой стиралке для удобства.

 Если же двигатель будет запускаться без нагрузки, то есть, не будит на его валу шкива с нагрузкой в момент запуска, то такой двигатель может запускаться и сам, без конденсатора и кратковременной “запитки” пусковой обмотки.

Если двигатель сильно перегревается или греется даже без нагрузки непродолжительное время, то причин может быть несколько. Возможно изношены подшипники или уменьшился зазор между статором и ротором в следствие чего они задевают друг друга. Но чаще всего причиной может быть высокая емкость конденсатора, проверить несложно – дайте поработать двигателю с отключенным пусковым конденсатором и сразу все станет ясно. При необходимости емкость конденсатора лучше уменьшить до минимума при котором он справляется с запуском электродвигателя.

В кнопке контакт “SB” строго должен быть не фиксируемым, можно попросту воспользоваться кнопкой от дверного звонка, в противном случае пусковая обмотка может сгореть.

В момент запуска кнопку “SB” зажимают до момента раскрутки вала на полную (1-2 сек.), дальше кнопка отпускается и напряжение на пусковую обмотку не подается. Если необходим реверс – нужно сменить контакты обмотки.

Иногда в такого двигателя может быть не четыре, а три провода на выходе, в таком случае  две обмотки уже соединены в средней точке между собой, как показано в схеме.
В любом случае разбирая старую стиралку, можно присмотреться как там был подключен в ней ее двигатель.

Когда возникает необходимость реализовать реверс или сменить направления вращения двигателя с пусковой обмоткой, можно подключить по следующей схеме:

Интересный момент. Если в двигателе не использовать (не задействовать) пусковую обмотку, то направление вращения может быть всевозможным (в любую из сторон) и зависить, например, от того в какую сторону провернуть вал в тот момент когда подключается напряжение.

Коллекторный тип двигателя (современные, стиралки автомат с вертикальной загрузкой)

Как правило это коллекторные двигатели без пусковой обмотки, которые не нуждаются и в пусковом конденсаторе, такие двигатели работают и от постоянного тока и от переменного.

Такой двигатель может иметь около 5 – 8 выводов на клемном устройстве, но для работы двигателя вне стиральной машинки, они нам не понадобятся. В первую очередь нужно исключить ненужные контакты тахометра. Сопротивления обмоток тахометра составляет примерно 60 – 70 Ом.

Также могут быть выведены и выводы термозащиты, которые встречаются редко, но они нам так же не понадобятся, это как правило нормально замкнутый или разомкнутый контакт с “нулевым” сопротивлением.

Дальше подключаем напряжение к одному из выводов обмотки. Второй ее вывод соединяют с
первой щеткой. Вторая щетка подключается к оставшемуся 220-вольтовому проводу. Двигатель должен заработать и вращаться в одну сторону.

Чтобы изменить направление движения двигателя, подключение щеток следует поменять местами: теперь первая будет включена в сеть, а вторая соединена с выходом обмотки.

Такой двигатель можно проверить автомобильным аккумулятором на 12 вольт, не боясь при этом “спалить” его из за того что неправильно подключили, спокойно можно и
“поэкспериментировать” и с реверсом и посмотреть как двигатель работает на малых оборотах от низкого напряжения.

Подключая к напряжению 220 вольт, имейте в виду что двигатель резко запустится с рывком,
поэтому лучше его закрепить неподвижно чтоб он не повредил и не замкнул провода.

О том как подключить трехфазные асинхронные двигатели к обычной бытовой сети 220 вольт, довольно подробно можно узнать в статье – “Подключение трехфазного двигателя”

Регулятор оборотов

Если возникает необходимость регулирования количества оборотов, можно воспользоваться
бытовым регулятором освещения (диммером).Но для этой цели нужно подбирать такой диммер который по мощности будет с запасом больше мощности двигателя, или же потребуется доработка, можно из той же стиральной машинки извлечь симистор с радиатором и впаять его на место маломощной детали в конструкции регулятора освещения. Но здесь уже нужно иметь навыки работы с электроникой.

Если же вам удастся найти специальны диммер для подобных электродвигателей то это будет
самым простым решением. Как правило их можно подыскать в точках продажа систем вентиляции и используются они для регулировки оборотов двигателей приточных и вытяжных систем вентиляции.

Однофазные асинхронные двигатели

---

---

ЦЕЛИ

• описывать основные принципы работы следующих типов асинхронных двигателей:

• двигатель с расщепленной фазой (как с одним, так и с двумя напряжениями)
• конденсаторный пуск, асинхронный двигатель (как одинарного, так и двойного напряжения)
• конденсаторный пуск, конденсаторный двигатель с одним конденсатором
• конденсаторный пуск, конденсаторный двигатель с двумя конденсаторами
• конденсаторный пуск, конденсаторный двигатель с автотрансформатором с один конденсатор

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

Двумя основными типами однофазных асинхронных двигателей являются двухфазные двигатель и конденсаторный двигатель. Оба типа однофазных асинхронных двигателей обычно имеют дробную номинальную мощность. Используется двухфазный двигатель. для работы таких устройств, как стиральные машины, небольшие водяные насосы, масляные горелки и другие виды небольших нагрузок, не требующих большого пускового момента. Конденсаторный двигатель обычно используется с устройствами, требующими сильного пуска. крутящий момент, такие как холодильники и компрессоры.Оба типа однофазных асинхронные двигатели относительно дешевы, имеют прочную конструкцию; и показать хорошие эксплуатационные характеристики.

КОНСТРУКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕННОГО АИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Асинхронный двигатель с расщепленной фазой в основном состоит из статора, ротора, центробежный переключатель, расположенный внутри двигателя, два корпуса торцевых щитов подшипники, поддерживающие вал ротора, и литая стальная рама в которой запрессован сердечник статора.Два торцевых щита крепятся болтами к литая стальная рама. Подшипники, размещенные в торцевых щитах, удерживают ротор центрирован внутри статора, так что он будет вращаться с минимальным трением и без ударов или трения сердечника статора.

Статор двухфазного двигателя состоит из двух обмоток, удерживаемых на месте. в пазах многослойного стального сердечника. Две обмотки состоят из изолированных Катушки распределены и соединены так, чтобы образовать две обмотки, расположенные на расстоянии 90 электрических градусов друг от друга.Одна обмотка является рабочей обмоткой, а вторая обмотка является пусковой обмоткой.

Рабочая обмотка состоит из изолированного медного провода. Он размещен в нижней части пазов статора. Сечение провода в пусковой обмотке меньше, чем у рабочей обмотки. Эти катушки расположены сверху катушек рабочей обмотки в пазах статора, ближайших к ротору.

Пусковая и рабочая обмотки соединены параллельно однофазной линии при запуске двигателя.После того, как двигатель разгоняется до скорости, равной примерно от двух третей до трех четвертей номинальной скорость, пусковая обмотка автоматически отключается от сети с помощью центробежного переключателя.

Ротор двигателя с расщепленной фазой имеет ту же конструкцию, что и трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. То есть ротор состоит цилиндрического сердечника, собранного из стальных пластин. Медные стержни установлен вблизи поверхности ротора.Стержни припаиваются или привариваются к два медных торцевых кольца. В некоторых двигателях ротор представляет собой цельный литой алюминий. Блок.

илл. 1 показан типичный ротор с короткозамкнутым ротором для однофазного индукционного двигателя. мотор. Этот тип ротора требует минимального обслуживания, так как нет обмотки, щетки, контактные кольца или коммутаторы. Обратите внимание на рисунок, что роторные вентиляторы являются частью узла короткозамкнутого ротора. Эти роторы вентиляторы поддерживают циркуляцию воздуха через двигатель, чтобы предотвратить значительное увеличение в температуре обмоток.

ил. 1 Литой алюминиевый ротор с короткозамкнутым ротором.

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

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

ил. 2 На схеме показана работа центробежного выключателя: ротор в состоянии покоя центробежный выключатель замкнут; ротор на нормальной скорости центробежный усилие, установленное в механизме переключателя, приводит в движение ошейник и позволяет переключать контакты открыть. бол. 3 Центробежный переключатель с переключатель снят.

Принцип действия

Когда цепь асинхронного двигателя с расщепленной фазой замкнута, оба пусковая и рабочая обмотки запитываются параллельно. Потому что бег обмотка состоит из относительно большого сечения провода, ее сопротивление равно низкий. Напомним, что рабочая обмотка размещается в нижней части пазов. сердечника статора. В результате индуктивное сопротивление этой обмотки сравнительно высок из-за массы окружающего его железа. Поскольку рабочая обмотка имеет низкое сопротивление и высокое индуктивное сопротивление, ток рабочей обмотки отстает от напряжения примерно на 90 электрические степени.

Пусковая обмотка состоит из провода меньшего сечения; следовательно, его сопротивление высокое. Так как обмотка расположена в верхней части статора пазы, масса окружающего его железа сравнительно невелика, а индуктивная реактивность низкая. Поэтому пусковая обмотка имеет высокое сопротивление и низкое индуктивное сопротивление.В результате ток пуска обмотка почти совпадает по фазе с напряжением.

Ток рабочей обмотки отстает от тока пусковой обмотки примерно на 30 электрических градусов. Эти два тока разнесены на 30 электрических градусов друг от друга проходят через эти обмотки и вращающееся магнитное поле разработан. Это поле проходит внутри сердечника статора. Скорость магнитного поля определяется по той же методике дано для трехфазного асинхронного двигателя.

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

S = 120 х f/4

S=синхронная скорость

f = частота в герцах

S = 120 x 60 / 4 = 1800 об/мин

Поскольку вращающееся поле статора движется с синхронной скоростью, оно режет медные стержни ротора и индуцирует напряжения в стержнях беличьей клетки обмотка.Эти индуцированные напряжения создают токи в стержнях ротора. Как В результате создается поле ротора, которое взаимодействует с полем статора. создать крутящий момент, заставляющий ротор вращаться.

При разгоне ротора до номинальной скорости центробежный выключатель отключается пусковая обмотка от сети. После этого двигатель продолжает работать используется только рабочая обмотка. Рис. 4 иллюстрирует соединения центробежного выключателя в момент запуска двигателя (переключатель замкнут) и когда двигатель достигает своей нормальной рабочей скорости (переключатель разомкнут).

Двигатель с расщепленной фазой должен иметь как пусковую, так и рабочую обмотки под напряжением. когда двигатель запущен. Двигатель напоминает двухфазный асинхронный двигатель. в котором токи этих двух обмоток составляют примерно 90 эл. градусов не по фазе. Однако источник напряжения однофазный; следовательно, двигатель называется двухфазным, потому что он запускается как двухфазный. двигатель от однофазной сети. Как только двигатель разгоняется до значения, близкого к своей номинальной скорости, он работает на рабочей обмотке как однофазный индукционный мотор.

Если контакты центробежного выключателя не замыкаются при остановке двигателя, тогда цепь пусковой обмотки все еще разомкнута. Когда цепь двигателя снова запитана, двигатель не запускается. Двигатель должен иметь оба пусковая и рабочая обмотки находятся под напряжением в момент замыкания цепи двигателя для создания необходимого пускового момента. Если двигатель не заводится, а просто издает низкий гудящий звук, значит цепь пусковой обмотки разомкнута. Либо контакты центробежного выключателя не замкнуты, либо есть обрыв витков пусковой обмотки.Это небезопасное состояние. Рабочая обмотка будет потреблять чрезмерный ток и, следовательно, двигатель должны быть отключены от сети.

ил. 22-4 Соединения центробежного выключателя при запуске и при работе. Асинхронный двигатель с расщепленной фазой: центробежный выключатель размыкается прибл. 75 процентов от номинальной скорости пусковая обмотка имеет высокое сопротивление и малое индуктивное сопротивление. Рабочая обмотка имеет низкое сопротивление и высокое индуктивное реактивное сопротивление.(обеспечивает фазовый угол 45-50 градусов для начального крутящий момент.)

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

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

Чтобы изменить направление вращения двигателя, просто поменяйте местами провода пусковая обмотка (5). Это обуславливает направление поля настроенные обмотками статора, чтобы стать обратными.В результате направление вращения меняется на противоположное. Направление вращения двухфазного двигателя также можно поменять местами два проводника рабочей обмотки. Обычно, пусковая обмотка используется для реверса.

Однофазные двигатели часто имеют двойное номинальное напряжение 115 В и 230 В. вольт. Для получения этих номиналов рабочая обмотка состоит из двух секций. Каждая секция обмотки рассчитана на 115 вольт. Один участок бега обмотка обычно маркируется Т и Т, а другая секция маркируется Т и Т. Если двигатель должен работать от 230 вольт, две 115-вольтовые обмотки подключены последовательно к сети 230 вольт.Если мотор должен быть работает от 115 вольт, то две 115-вольтовые обмотки соединены в параллельно линии 115 вольт.

ил. 5 Изменение направления вращения на двухфазном индукционном мотор.

Пусковая обмотка, как правило, состоит только из одной 115-вольтовой обмотки. То выводы пусковой обмотки обычно имеют маркировку Т и Т. Если двигатель должен работать от 115 вольт, обе секции рабочей обмотки включена параллельно пусковой обмотке (6).

Для работы на 230 вольт перемычки подключения меняются в терминале коробки так, чтобы две 115-вольтовые секции рабочей обмотки были соединены последовательно через линию 230 вольт ( 7). Обратите внимание, что 115 вольт пусковая обмотка включена параллельно одной секции рабочей обмотка. Падение напряжения на этом участке рабочей обмотки равно 115 вольт, и напряжение на пусковой обмотке тоже 115 вольт.

ил.6 Двойной двигатель, подключенный на 115 вольт.

ил. 7 Двойной двигатель, подключенный к сети 230 вольт.

ил. 8 Устройство обмотки для двигателя двойного напряжения с двумя пусковая и две рабочие обмотки

Некоторые двухфазные двухфазные двигатели имеют пусковую обмотку с двумя секций, а также бегущую обмотку с двумя секциями. Рабочая обмотка секции имеют маркировку T1 и T2 для одной секции и T3 и T4 для другой раздел.Одна секция пусковой обмотки имеет маркировку Т5 и Т6, а вторая вторая секция пусковой обмотки имеет маркировку Т7 и Т8.

Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) имеет цветовую маркировку. терминал ведет. Если используются цвета, они должны быть закодированы следующим образом: Т1 — синий; Т2 — белый; Т3 — оранжевый; Т4 — желтый; Т5 — черный; и Т6— красный.

рис. 7 показано расположение обмотки для двигателя с двойным напряжением с две пусковые обмотки и две рабочие обмотки. Правильные соединения для работы 115 В и для работы 230 В приведены в таблице проиллюстрировано в 8.

Регулировка скорости асинхронного двигателя с расщепленной фазой очень хорошая. Это имеет скоростные характеристики от холостого хода до полной нагрузки, аналогичные трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Процент проскальзывает на большинстве дробная мощность двигателей с расщепленной фазой составляет от 4 до 6 процентов.

Пусковой момент двигателя с расщепленной фазой сравнительно низкий.То низкое сопротивление и высокое индуктивное сопротивление в цепи рабочей обмотки, а также высокое сопротивление и низкое индуктивное сопротивление в пусковой обмотке цепи приводят к тому, что два значения тока оказываются значительно меньше 90 электрических градусов друг от друга. Токи пусковой и рабочей обмоток во многих двигатели с расщепленной фазой только на 30 электрических градусов не совпадают по фазе с каждым разное. В результате поле, создаваемое этими токами, не развивается сильный пусковой момент.

КОНДЕНСАТОР СТАРТОВЫЙ, ИНДУКЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Конструкция двигателя с конденсаторным пуском почти такая же, как у двухфазного асинхронного двигателя. Однако для двигателя с конденсаторным пуском последовательно с пусковыми обмотками включен конденсатор. конденсатор обычно монтируется в металлическом кожухе сверху двигателя. конденсатор может быть установлен в любом удобном внешнем положении на раме двигателя и, в некоторых случаях может быть установлен внутри корпуса двигателя.Конденсатор обеспечивает более высокий пусковой момент, чем у стандартного двухфазного двигателя. мотор. Кроме того, конденсатор ограничивает пусковой бросок тока до меньшего значения, чем у стандартного двигателя с расщепленной фазой.

Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском используется на холодильных установках, компрессорах, жидкотопливных горелок, так и для мелкого машинного оборудования, а также для приложений которые требуют сильного пускового момента.

ил.9 Подключение двух рабочих обмоток и одной пусковой обмотки схема подключения.

Принцип действия

Когда конденсаторный пусковой двигатель подключен к более низкому напряжению и запущен, рабочая и пусковая обмотки соединены параллельно напряжение сети, так как центробежный переключатель замкнут. пусковая обмотка, однако он включен последовательно с конденсатором. Когда мотор достигает при значении 75 процентов от его номинальной скорости центробежный выключатель размыкается и отключает пусковую обмотку и конденсатор от сети.То Затем двигатель работает как однофазный асинхронный двигатель, используя только рабочий обмотка. Конденсатор используется для улучшения пускового момента и делает не улучшить коэффициент мощности двигателя.

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

Неисправные конденсаторы – частая причина неисправности конденсатора запуск, асинхронные двигатели. Некоторые неисправности конденсатора, которые могут произойти:

• возможно короткое замыкание конденсатора, о чем свидетельствует более низкая пусковая крутящий момент.

• конденсатор может быть «разомкнут», в этом случае цепи пусковой обмотки будет разомкнут, что приведет к невозможности запуска двигателя.

• конденсатор может замкнуться накоротко и вызвать срабатывание предохранителя ответвление цепи электродвигателя на перегорание. Если номиналы предохранителей достаточно высоки и не прервать подачу питания к двигателю достаточно быстро, пусковой обмотка может сгореть.

• Пусковые конденсаторы могут замыкаться, если двигатель включается и выключается много раз за короткий промежуток времени.Во избежание выхода из строя конденсатора многие производители двигателей рекомендуют запускать двигатель с конденсаторным пуском. не более 20 раз в час. Поэтому этот тип двигателя используется только в тех приложениях, где относительно мало пусков за короткое время временной период.

ил. 10 Соединения для конденсаторного пуска асинхронного двигателя

Скоростные характеристики двигателя с конденсаторным пуском очень хорошие. Увеличение в процентах проскальзывание от холостого хода до полной нагрузки составляет от 4 процентов до 6 процентов.Тогда скоростные характеристики такие же, как у стандартного двухфазный двигатель.

Выводы цепи пусковой обмотки перепутаны местами на реверс направление вращения конденсаторного пускового двигателя. В результате направление вращения магнитного поля, создаваемого обмотками статора реверсирует сердечник статора, и вращение ротора реверсируется. (См. рис. 9, где показано обратное подключение проводов.)

илл. 10 – схема соединений цепи конденсаторного пуска. двигатель до того, как провода пусковой обмотки поменялись местами, чтобы направление вращения ротора.Диаграмма на рисунке 11 показывает соединения цепей двигателя после перепутывания выводов пусковой обмотки изменить направление вращения.

Второй способ изменения направления вращения конденсаторного пуска двигатель, чтобы поменять местами два рабочих провода обмотки. Однако этот метод используется редко.

Пуск конденсатора, асинхронные двигатели часто имеют двойное номинальное напряжение 115 вольт и 230 вольт. Соединения для двигателя с конденсаторным пуском такие же, как и для асинхронных двигателей с расщепленной фазой.

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

КОНДЕНСАТОР ЗАПУСКА, КОНДЕНСАТОР РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ

Пуск конденсатора, двигатель с конденсатором аналогичен пуску конденсатора, асинхронный двигатель, за исключением того, что пусковая обмотка и конденсатор постоянно включен в цепь. У этого мотора очень хороший пуск крутящий момент. Коэффициент мощности при номинальной нагрузке составляет почти 100 процентов или единицу. из-за того, что в двигателе всегда используется конденсатор.

Существует несколько различных конструкций двигателей этого типа. Один тип конденсаторный пуск, конденсаторный двигатель имеет две обмотки статора, которые на расстоянии 90 электрических градусов друг от друга. Основная или рабочая обмотка подключена непосредственно через номинальное линейное напряжение. Конденсатор включен последовательно с пусковой обмоткой и эта комбинация последовательностей также связана по номинальному линейному напряжению. Центробежный переключатель не используется, потому что пусковая обмотка находится под напряжением в течение всего периода работы мотор.

илл. 12 показаны внутренние соединения для запуска конденсатора, конденсатор запуска двигателя с использованием одного значения емкости.

ил. 12 Соединения для конденсаторного пуска, конденсаторного двигателя.

Чтобы изменить направление вращения этого двигателя, провода пускового обмотки надо поменять местами. Этот тип запуска конденсатора, запуск конденсатора двигатель тихий в работе и используется на масляных горелках, вентиляторах и небольших деревообрабатывающие и металлообрабатывающие станки.

Второй тип пуска конденсатора, двигатель с конденсатором имеет два конденсатора. Рис. 13 представляет собой схему внутренних соединений двигателя. В в момент запуска двигателя два конденсатора включены параллельно. Когда двигатель достигает 75 процентов от номинальной скорости, центробежный переключатель отключает конденсатор большей емкости. Затем двигатель работает с меньший конденсатор подключен только последовательно с пусковой обмоткой.

ил.13 Соединения для конденсаторного пуска, конденсаторный двигатель: МАЛЕНЬКИЙ КОНДЕНСАТОР, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ЗАПУСКА И РАБОТЫ; КОНДЕНСАТОР БОЛЬШОГО РАЗМЕРА ДЛЯ ЗАПУСК.

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

Третий тип конденсаторного пуска, конденсаторный двигатель имеет автотрансформатор с одним конденсатором.Этот двигатель имеет высокий пусковой момент и высокий рабочий фактор силы. Рис. 14 представляет собой схему внутренних соединений для этот мотор. Когда двигатель запускается, центробежный переключатель подключается обмотку 2 в точку А на ответвленном автотрансформаторе. Так как конденсатор подключенный через максимальные витки трансформатора, он получает максимальное напряжение вывод при запуске. Таким образом, конденсатор подключен через значение приблизительно 500 вольт. В результате возникает большое значение опережающего тока в обмотке. 2, и создается сильный пусковой момент.

Когда скорость двигателя достигает примерно 75 процентов от номинальной, центробежный выключатель отключает пусковую обмотку от точки А и снова включает эту обмотку к точке B на автотрансформаторе. Подается меньшее напряжение к конденсатору, но двигатель работает с обеими обмотками под напряжением. Таким образом, конденсатор поддерживает коэффициент мощности около единицы при номинальной нагрузке.

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

ил. 14 Соединения для конденсаторного пуска, конденсаторный двигатель с автотрансформатором

НАЦИОНАЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НОРМЫ

Раздел 430-32(b) (1) Национального электротехнического кодекса гласит, что любой двигатель мощностью в одну лошадиную силу или меньше, который запускается вручную и находится в пределах поле зрения из места старта, считается защищенным от перегрузка устройством перегрузки по току, защищающим проводники ответвления схема. Это ответвленное устройство максимального тока не должно быть больше, чем указано в статье 430, часть D (цепь двигателя, короткое замыкание и замыкание на землю). Защита). Исключением является то, что любой такой двигатель можно использовать при напряжении 120 вольт. или менее на защищенной ответвленной цепи не более 20 ампер.

Расстояние более 50 футов считается вне поля зрения местонахождение стартера. Раздел 430-32(c) распространяется на двигатели мощностью от одной лошадиной силы до меньше, автоматически запускаются, которые находятся вне поля зрения с места расположения стартера или стационарно установлен.

Раздел 430-32(c) (1) гласит, что любой двигатель мощностью в одну лошадиную силу или менее который запускается автоматически, должен иметь отдельное устройство максимального тока который реагирует на ток двигателя. Эта единица перегрузки должна быть установлена отключаться при токе не более 125 процентов от номинального тока полной нагрузки двигатель для двигателей с маркировкой превышения температуры не более 40 градусов Цельсия или с эксплуатационным коэффициентом не менее 1,15, (1,15 и выше) и не более 115 процентов для всех остальных типов двигателей.

ОБЗОР

Однофазный асинхронный двигатель является одним из наиболее часто используемых бытовых и легких коммерческих двигателей. Каждое приложение будет диктовать правильный двигатель стиль для использования. Во всех двигателях используется концепция одной фазы или одной фазы. синусоида и смещение эффектов токов через катушки к создать движущееся магнитное поле. Расщепленная фаза и конденсаторный пуск двигатель использовать пусковой переключатель для отключения пусковых обмоток от линию, как только двигатель наберет рабочую скорость.Двигатели с двумя конденсаторами используют несколько конденсаторов или варианты конденсаторов с двумя номиналами для создания пусковой и рабочей цепей. Все те же правила NEC, которые применяются к трехфазным двигателей по-прежнему относятся к однофазным двигателям. Есть много исключений, которые применимы только к двигателям малой мощности.

ВИКТОРИНА

1. Перечислите основные части асинхронного двигателя с расщепленной фазой.

2. Что произойдет, если контакты центробежного выключателя не замыкаются при мотор останавливается?

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

4. Асинхронный двигатель с расщепленной фазой рассчитан на двойное напряжение 115/230 В. вольт. Двигатель имеет две рабочие обмотки, каждая из которых рассчитана на 115 В. вольт, и одна пусковая обмотка на 115 вольт. Нарисуйте схему этого двухфазного асинхронного двигателя, подключенного для работы на 230 вольт.

5. Нарисуйте принципиальную схему подключения двухфазного асинхронного двигателя. в вопросе 4 подключен для работы на 115 вольт.

6. Асинхронный двигатель с расщепленной фазой рассчитан на двойное напряжение 115/230 В. вольт. Двигатель имеет две рабочие обмотки, каждая из которых рассчитана на 115 В. вольт. Кроме того, имеются две пусковые обмотки и каждая из этих обмоток рассчитан на 115 вольт. Нарисуйте принципиальную схему подключения этой расщепленной фазы асинхронный двигатель подключен для работы на 230 вольт.

7. В чем основная разница между асинхронным двигателем с расщепленной фазой и асинхронным двигателем с конденсаторным пуском?

8.Если центробежный переключатель не размыкается при разгоне двигателя с расщепленной фазой до его номинальной скорости, что произойдет с пусковой обмоткой?

9. Какое ограничение у конденсаторного пуска асинхронного двигателя?

10. Вставьте правильное слово или фразу, чтобы завершить каждое из следующих заявления.

а. Двигатель мощностью в одну лошадиную силу или меньше, который запускается вручную и который находится в пределах видимости от места запуска, считается защищенным ______

б.Двигатель мощностью в одну лошадиную силу или менее, запускаемый вручную, считается в пределах видимости от места старта, если расстояние не превышает _________

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

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

Часть обмотки

Чтобы понять, что такое двигатели с пуском по схеме «звезда-треугольник» и двигатели с пуском по схеме «звезда-треугольник», мы должны обсудить терминологию подключения и пуска двигателя применительно к трехфазным двигателям.Самый простой и экономичный способ запуска трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором — с помощью пускателя полного напряжения. Этот метод запуска называется:

Пуск при полном напряжении или
Пуск от сети (ATL) или
Пуск от сети (DOL)

Двигатель, предназначенный для работы при одном напряжении, требует только трех проводов и подходит для пуска при полном напряжении. Внутренние соединения катушек двигателя могут быть соединены звездой (Y) (также известной как звезда (A) или треугольник ( ). Этот тип двигателя не требует схемы подключения, поскольку электрик просто подключает три провода двигателя (которые могут быть обозначены как T1, T2 и T3) к соответствующим клеммам пускателя, которые подключаются к линиям электропитания, L1, L2 и L3. Схемы подключения см. на рисунке ниже.

Многие OEM-производители и большинство дистрибьюторов предпочитают иметь в наличии двигатели, которые можно использовать с различными источниками питания.По этой причине мы находим много двигателей, рассчитанных на двойное напряжение. Наиболее распространенным бытовым двигателем в корпусах NEMA является 9-проводной двигатель с двойным напряжением, рассчитанный на 230/460 вольт. Обратите внимание, соотношение напряжений составляет 1:2. Для работы на 230 вольт катушки соединены параллельно; для работы на 460 вольт, последовательно (см. схемы ниже).

Во многих зарубежных странах есть электропитание 380 вольт и 220 вольт, 50 герц; поэтому было бы желательно иметь на складе двигатели с такими сочетаниями напряжений.Так получилось, что соотношение между двигателем, соединенным треугольником, и двигателем, соединенным звездой, составляет 1 3 или 1:1,173 или 220:380 вольт, как показано на следующих схемах. Этот тип двигателя имеет шесть выводов, обозначенных, как показано ниже.

Приведенный выше двигатель также подходит для пуска с пониженным напряжением, известного как звезда-треугольник или звезда-треугольник, от источника питания 220 В. В пусковом режиме специальный магнитный пускатель соединяет катушки двигателя в звезду. Обратите внимание, что при соединении звездой двигатель должен работать при напряжении 380 вольт, чтобы развивать крутящий момент при полной нагрузке; но поскольку мы подаем только 220 вольт, двигатель будет развивать только 33% крутящего момента и будет потреблять только 33% нормального пускового тока. По истечении заданного времени стартер меняет обмотку двигателя со звезды на треугольник, что является рабочим соединением при полном напряжении.

Обратите внимание, что на следующем рисунке один из контакторов «S» показан пунктиром, поскольку некоторые производители пускателей используют только два контактора вместо трех.Также обратите внимание, что двигатель 3/50/220/380 также можно назвать двигателем 3/50/220 с пуском по схеме звезда-треугольник.

	Контакторы 1M и “S” Замыкание во время пуска
	Контакторы 1M и 2M Замыкание во время работы, контакторы «S» размыкание

Не всегда понятно, чего хочет клиент. В типичном запросе на трехфазный двигатель может быть указано, что источник питания 50 Гц, 220/380 вольт.Обычно это означает 380 вольт, три фазы/220 вольт, одна фаза.

Если запрашивается двигатель 3/50/220/380, заказчик может использовать двигатель с источником питания 220 В со пускателем по схеме «звезда-треугольник». Он также может продавать двигатели в разные страны с питанием от 220 вольт или 380 вольт.

Изредка попадаются запросы на моторы 3/50/380/660. Мы не можем поставить такой двигатель с номинальным размером NEMA, если только заказчик не хочет двигатель на 380 вольт, подходящий для запуска по схеме «звезда» и «треугольник».Причина, по которой мы не можем поставить такой двигатель, заключается в том, что наша система изоляции с произвольной обмоткой, используемая в двигателях с рамой NEMA, одобрена только для 600 вольт плюс 10%. Согласно диаграмме, озаглавленной «Мировое электроснабжение», только две страны, Финляндия и Восточная Германия, имеют электроснабжение на 660 вольт. Есть также некоторые электростанции, которые, как правило, используют 660-вольтовое распределение для своих электростанций. оборудование

Есть также некоторые дистрибьюторы или OEM-производители, которым нравится иметь в наличии двигатели с двойным пуском по схеме «звезда» и «треугольник», такие как 3/50/220/440.Для этого типа двигателя требуется двенадцать выводов, и он подключается параллельно по схеме «звезда-треугольник» для низкого напряжения и последовательно по схеме «звезда-треугольник» для высокого напряжения. См. рисунок ниже.

220 В

440 вольт

Часть обмотки. В этом методе использовалась только часть (обычно половина, но иногда и две трети) обмотки двигателя, что увеличивало импеданс, воспринимаемый энергосистемой. Его следует использовать только для восстановления напряжения, и его нельзя оставлять на пусковом соединении более чем на 2–3 секунды. Ожидается, что двигатель не будет ускоряться при пусковом соединении и может даже не вращаться.

Пуск части обмотки

Стартовые характеристики:

1. Пусковой ток составляет 60-75% от нормального, в зависимости от конкретного соединения обмотки.
2. Очень низкий пусковой момент (может даже не провернуть вал).
3. Очень сильный нагрев обмотки при пусковом соединении.

Приложения:

Если энергосистема имеет автоматическое восстановление напряжения, и нормальный бросок напряжения может привести к недопустимому падению напряжения. Не должно оставаться на начальном соединении более 2-3 секунд.

Методы пуска двигателя постоянного тока

Основное уравнение рабочего напряжения двигателя постоянного тока имеет вид
. E = E _b + I _a R _a    и, следовательно,     I _a = (E – E _b ) / R _a
Теперь, когда двигатель находится в состоянии покоя, очевидно, противо-ЭДС E _b = 0. Следовательно, ток якоря в момент пуска можно определить как I _a = E / R _a . В реальных машинах постоянного тока сопротивление якоря в основном очень низкое, обычно около 0,5 Ом. Поэтому при пуске через якорь протекает большой ток. Этот ток достаточно велик, чтобы повредить цепь якоря.
Из-за этого избыточного пускового тока –

1. могут перегореть предохранители и повредиться обмотка якоря и/или коллекторные щетки.
2. будет создаваться очень высокий пусковой момент (поскольку крутящий момент прямо пропорционален току якоря), и этот высокий пусковой момент может вызвать огромную центробежную силу, которая может сбросить обмотку якоря.
3. другие нагрузки, подключенные к тому же источнику, могут столкнуться с падением напряжения на клеммах.

Большой двигатель постоянного тока будет набирать скорость довольно медленно из-за большой инерции ротора. Следовательно, медленно нарастающая противо-ЭДС приводит к тому, что уровень высокого пускового тока сохраняется в течение достаточно долгого времени. Это может привести к серьезным повреждениям. Во избежание этого необходимо использовать подходящий пускатель двигателя постоянного тока . Однако очень маленькие двигатели постоянного тока можно запустить напрямую, подключив их к источнику питания с помощью контактора или переключателя.Вреда от этого нет, так как они быстро набирают скорость из-за малой инерции ротора. В этом случае большой пусковой ток будет быстро уменьшаться из-за быстрого нарастания противо-ЭДС.

Пускатели двигателей постоянного тока

Чтобы избежать вышеуказанных опасностей при запуске двигателя постоянного тока , необходимо ограничить пусковой ток. Итак, двигатель постоянного тока запускается с помощью стартера. Существуют различные типы пускателей двигателей постоянного тока , такие как 3-точечный пускатель, 4-точечный пускатель, пускатель с катушкой отключения без нагрузки, пускатель с тиристорным контроллером и т. д.
Основная концепция каждого пускателя двигателя постоянного тока заключается в добавлении внешнего сопротивления к обмотке якоря во время пуска.
Из нижеперечисленных 3-точечные и 4-точечные пускатели используются для пуска двигателей с параллельной обмоткой и двигателей с комбинированной обмоткой.

3-точечный стартер

Внутренняя проводка трехточечного пускателя показана на рисунке.
Когда подключенный двигатель постоянного тока должен быть запущен, рычаг постепенно поворачивают вправо. Когда рычаг касается точки 1, обмотка возбуждения подключается напрямую к источнику питания, а обмотка якоря последовательно подключается к сопротивлениям R1–R5.Во время пуска полное сопротивление добавляется последовательно с обмоткой якоря. Затем, по мере дальнейшего перемещения рычага, сопротивление постепенно отключается от цепи якоря. Теперь, когда рычаг достигает положения 6, все сопротивление отключается от цепи якоря, и якорь напрямую подключается к источнику питания. Электромагнит «Е» (катушка без напряжения) удерживает рычаг в этом положении. Этот электромагнит отпускает рычаг при отсутствии (или низком) напряжении питания.
Видно, что при перемещении плеча из положения 1 в последнее положение последовательно с обмоткой возбуждения добавляется сопротивление стартера.Но, поскольку значение сопротивления пускателя очень мало по сравнению с сопротивлением шунта, уменьшение тока возбуждения шунта может быть незначительным. Однако, чтобы преодолеть этот недостаток, в 3-точечном пускателе можно использовать латунную или медную дугу, которая обеспечивает соединение между подвижным рычагом и обмоткой возбуждения, как показано на рисунке 4-точечного пускателя ниже.
Когда двигатель перегружен сверх заданного значения, срабатывает «электромагнит расцепителя максимального тока» D, который закорачивает электромагнит E и, следовательно, отпускает рычаг, и двигатель выключается.

4-точечный стартер

Основное различие между 3-точечным пускателем и 4-точечным пускателем заключается в том, что катушка без напряжения (электромагнит E) не соединена последовательно с катушкой возбуждения. Обмотка возбуждения напрямую подключается к источнику питания, когда рычаг перемещается, касаясь латунной дуги (дуги под шпильками сопротивления). Катушка без напряжения (или катушка удержания) соединена с токоограничивающим сопротивлением Rh. Такое расположение гарантирует, что любое изменение тока в шунтирующем поле вообще не повлияет на ток через удерживающую катушку.Это означает, что электромагнитного усилия удерживающей катушки всегда будет достаточно, чтобы пружина не возвращала рычаг в выключенное положение без необходимости. 4-точечный пускатель используется там, где ток возбуждения должен регулироваться с помощью реостата возбуждения для работы двигателя на скорости выше номинальной за счет уменьшения тока возбуждения.

Пускатель двигателя серии постоянного тока

Конструкция пускателей двигателей постоянного тока серии очень проста, как показано на рисунке. Пусковой рычаг просто перемещается вправо, чтобы запустить двигатель.Таким образом, максимальное сопротивление подключается последовательно с якорем во время пуска, а затем постепенно уменьшается по мере движения пускового рычага вправо. Этот стартер иногда также называют двухточечным стартером .
Катушка отключения без нагрузки удерживает пусковой рычаг в рабочем положении и покидает его при исчезновении напряжения.

электрогенератор | инструмент | Британика

электрический генератор , также называемый динамо-машиной , любая машина, которая преобразует механическую энергию в электричество для передачи и распределения по линиям электропередач бытовым, коммерческим и промышленным потребителям.Генераторы также производят электроэнергию, необходимую для автомобилей, самолетов, кораблей и поездов.

Механическая мощность для электрического генератора обычно получается от вращающегося вала и равна крутящему моменту вала, умноженному на вращательную или угловую скорость. Механическая энергия может поступать из ряда источников: гидравлические турбины на плотинах или водопадах; Ветряные турбины; паровые турбины, использующие пар, полученный с использованием тепла от сжигания ископаемого топлива или ядерного деления; газовые турбины, сжигающие газ непосредственно в турбине; или бензиновые и дизельные двигатели.Конструкция и скорость генератора могут значительно различаться в зависимости от характеристик механического первичного двигателя.

Викторина Британника

Энергия и ископаемое топливо

От ископаемого топлива и солнечной энергии до электрических чудес Томаса Эдисона и Николы Теслы — мир живет за счет энергии.Используйте свои природные ресурсы и проверьте свои знания об энергии в этой викторине.

Почти все генераторы, используемые для питания электрических сетей, вырабатывают переменный ток, который меняет полярность с фиксированной частотой (обычно 50 или 60 циклов, или двойных перемен в секунду). Поскольку несколько генераторов подключены к электрической сети, они должны работать на одной частоте для одновременной генерации. Поэтому они известны как синхронные генераторы или, в некоторых случаях, генераторы переменного тока.

Генераторы синхронные

Основной причиной выбора переменного тока для силовых сетей является то, что его постоянное изменение во времени позволяет использовать трансформаторы. Эти устройства преобразуют электроэнергию любого напряжения и силы тока в высокое напряжение и малый ток для передачи на большие расстояния, а затем преобразуют ее в низкое напряжение, подходящее для каждого отдельного потребителя (обычно 120 или 240 вольт для бытовых нужд). Конкретной используемой формой переменного тока является синусоида, форма которой показана на рисунке 1.Это было выбрано потому, что это единственная повторяющаяся форма, для которой две волны, смещенные друг от друга во времени, могут быть добавлены или вычтены, и в результате получится одна и та же форма. В идеале тогда все напряжения и токи имеют синусоидальную форму. Синхронный генератор предназначен для воспроизведения этой формы настолько точно, насколько это практически возможно. Это станет очевидным, когда основные компоненты и характеристики такого генератора будут описаны ниже.

Ротор

Элементарный синхронный генератор показан в разрезе на рисунке 2.Центральный вал ротора соединен с механическим первичным двигателем. Магнитное поле создается проводниками или катушками, намотанными в пазах, прорезанных на поверхности цилиндрического железного ротора. Этот набор катушек, соединенных последовательно, известен как обмотка возбуждения. Положение катушек возбуждения таково, что направленная наружу или радиальная составляющая магнитного поля, создаваемая в воздушном зазоре к статору, примерно синусоидально распределяется по периферии ротора. На рис. 2 плотность поля в воздушном зазоре максимальна снаружи вверху, максимальна внутрь внизу и равна нулю с двух сторон, что приблизительно соответствует синусоидальному распределению.

Элементарный синхронный генератор.

Британская энциклопедия, Inc.

Статор простейшего генератора на рис. 2 состоит из цилиндрического кольца из железа, обеспечивающего свободный путь для магнитного потока. В этом случае статор содержит только одну катушку, две стороны которой размещены в пазах в железе, а концы соединены вместе изогнутыми проводниками по периферии статора. Катушка обычно состоит из нескольких витков.

При вращении ротора в обмотке статора индуцируется напряжение.В любой момент величина напряжения пропорциональна скорости, с которой магнитное поле, окружаемое катушкой, меняется со временем, т. е. скорости, с которой магнитное поле проходит две стороны катушки. Следовательно, напряжение будет максимальным в одном направлении, когда ротор повернется на 90° от положения, показанного на рисунке 2, и будет максимальным в противоположном направлении через 180° позже. Форма сигнала напряжения будет приблизительно синусоидальной, как показано на рисунке 1.

Конструкция ротора генератора на рис. 2 имеет два полюса, один для магнитного потока, направленного наружу, и соответствующий, для потока, направленного внутрь.В катушке статора индуцируется одна полная синусоида за каждый оборот ротора. Таким образом, частота электрической мощности, измеряемая в герцах (циклах в секунду), равна скорости вращения ротора в оборотах в секунду. Например, чтобы обеспечить подачу электроэнергии с частотой 60 герц, частота вращения первичного двигателя и ротора должна составлять 60 оборотов в секунду или 3600 оборотов в минуту. Это удобная скорость для многих паровых и газовых турбин. Для очень больших турбин такая скорость может быть избыточной по причинам механического напряжения.В этом случае ротор генератора выполнен с четырьмя полюсами, разнесенными с интервалом 90°. Напряжение, индуцируемое в катушке статора, расположенной под таким же углом в 90°, будет состоять из двух полных синусоид за один оборот. Требуемая скорость ротора для частоты 60 герц составляет тогда 1800 оборотов в минуту. Для более низких скоростей, используемых в большинстве водяных турбин, можно использовать большее количество пар полюсов. Возможные значения частоты вращения ротора в оборотах в минуту равны 120 f / p , где f — частота, а p — число полюсов.

Возбуждение ротора – обзор

10.3 АРН с помощью управления возбуждением ротора

Ток возбуждения, необходимый для генератора, обеспечивается системой возбуждения. АРН является жизненно важным компонентом этой системы наряду с возбудителем или источником питания, измерительными элементами, СЭП и блоком защиты.

Источником питания возбуждения может быть возбудитель, представляющий собой отдельный генератор постоянного или переменного тока. Возбудитель имеет обмотку возбуждения (постоянного тока) в статоре и обмотку якоря в роторе.В случае возбудителя переменного тока в обмотке ротора индуцируется трехфазный переменный ток, который выпрямляется с помощью установленного в роторе диодного, тиристорного или транзисторного моста. Однако для бесщеточной системы возбуждения и с пилотным возбудителем его якорь в статоре и поле представляет собой постоянный магнит. Однако основным возбудителем является генератор переменного тока на роторе. Различные варианты и варианты систем возбуждения изображены на рис. 2.40.

Роторные системы возбуждения в целом можно разделить на три группы в зависимости от источника питания, используемого для возбуждения (IEEE, 2006):

1.

Системы возбуждения постоянного тока : Используйте генераторы постоянного тока для питания обмоток возбуждения синхронной машины.

2.

Системы возбуждения переменного тока : Используйте генераторы переменного тока с помощью вращающихся или статических выпрямителей для питания обмотки возбуждения генератора.

3.

Системы статического возбуждения : Используйте трансформаторы и выпрямители для преобразования переменного тока в постоянный для возбуждения обмотки возбуждения генератора.

Также существует другая общая и широкая классификация систем возбуждения, которая классифицируется по источнику питания возбуждения. Два основных класса:

1.

Отдельные системы возбуждения, которые могут быть статическими или бесщеточными. Бесщеточные системы используются для возбуждения более крупных генераторов (выработка электроэнергии ~ 600 МВА), а также в горючих и взрывоопасных средах.Бесщеточные системы состоят из генератора переменного тока, вращающегося диодного моста на роторе и поля на статоре. Когда эта система оснащена пилотным возбудителем, она состоит из другого генератора переменного тока на статоре и реализована с возбуждением от постоянных магнитов на роторе. Попытки построить бесколлекторную систему с тиристорным мостом не увенчались успехом из-за проблем с надежностью управления тиристорами. Следствием этой проблемы является существенный недостаток этих систем, а также невозможность обеспечить девозбуждение генератора.Другим недостатком является более медленная реакция системы, особенно при слабом возбуждении (рис. 9.16).

Рис. 9.16. Принципиальная схема бесщеточной системы возбуждения.

2.

S Системы электромагнитного возбуждения : Преимуществами этой системы являются простота и низкая стоимость. Тиристорный или транзисторный мост питается от клемм генератора через трансформатор. Основным недостатком является то, что напряжение питания возбуждения и, следовательно, ток возбуждения напрямую зависят от выходного напряжения генератора.Существуют также бесколлекторные системы самовозбуждения, хотя они мало используются.

Первоначально выходное напряжение генератора регулировалось отдельным небольшим генератором или возбудителем, соединенным с валом генератора. Поле было установлено на статоре с АРН, регулирующим его входной ток. Ротор возбудителя действовал как генератор постоянного тока, а выход возбудителя затем управляется АРН для обеспечения возбуждения поля постоянного тока основного генератора через токосъемные кольца.

Вышеупомянутая система ввела отставание в нарастании магнитных полей как в возбудителе, так и в основном генераторе.Поэтому была разработана идея системы самовозбуждения/шунтового возбуждения. В этой системе отдельный возбудитель был исключен, а источник питания использовался непосредственно от выходной клеммы генератора с соответствующими управляемыми выходными выпрямителями для цепи возбуждения поля постоянного тока. Преимущество этой системы возбуждения заключается в том, что она может мгновенно изменить выходное напряжение, чтобы обеспечить требуемый ток, необходимый для управления основным генерируемым напряжением. Хотя запаздывание в обмотке возбуждения основного генератора все еще сохраняется, что обусловлено его постоянной времени, доступность источника более высокого напряжения для мгновенной подачи требуемого тока возбуждения уменьшает запаздывание.

В системе самовозбуждения/шунтового возбуждения выходное напряжение генератора отсутствует на начальном этапе пуска ТГ. Чтобы исправить эту ситуацию, первоначально система возбуждения была прошита кратковременной подачей постоянного тока от аккумуляторной батареи станции. Эта процедура помогла создать достаточную напряженность поля для генерирования достаточного напряжения на клеммах, которое, в свою очередь, можно было подавать обратно в качестве источника питания для запуска нормальной системы возбуждения. Некоторые проблемы все еще существуют в этой системе; поскольку машина запускается на малых скоростях, система возбуждения должна быть включена с самого начала.Этот тип импульсного возбуждения подходит для осевых турбин, где турбина уже имеет достаточно высокую скорость.

Чтобы избежать всех этих проблем, была необходима альтернативная схема, которая заключалась в обеспечении другого источника питания во время запуска ТГ. Возбуждение при запуске будет продолжаться до тех пор, пока комплект TG не будет готов производить требуемую мощность для питания системы самовозбуждения. В этот момент источник питания возбуждения переключается на систему, подключенную к выходной клемме генератора.Источником питания пускового возбуждения может быть станционный трансформатор или дизель-генератор или газовая турбина, которые предполагается постоянно иметь в наличии.

Доступные сегодня выпрямители представляют собой тиристорную мостовую схему с цифровой системой управления напряжением. Другими важными и необходимыми аксессуарами являются автоматические выключатели возбуждения, резистор полевого разряда, трансформаторы напряжения, автоматические выключатели входной цепи переменного тока, блок предохранителей и т. д. и немного громоздкий, отсюда и разработка бесщеточной системы возбуждения, которая широко используется для обеспечения постоянного тока для создания магнитного поля ротора для основного генератора.Бесщеточная система возбуждения состоит из основного возбудителя и вспомогательного возбудителя. На рис. 9.16 показан вариант компоновки и расположения различных аксессуаров системы возбуждения синхронного генератора.

Пилотный возбудитель включает стационарную якорную обмотку в виде генератора переменного тока с выпрямителем и постоянного магнитного поля в виде постоянного магнита и монтируется на одном валу ротора с основным генератором ТГ. Основной возбудитель, напротив, включает стационарное магнитное поле постоянного тока и якорную обмотку в виде генератора переменного тока с выпрямителем на том же валу ротора, что и основной генератор ТГ.

Всякий раз, когда вал ротора ТГ вращается, на клеммах генератора или якоря пилотного возбудителя возникает электродвижущая сила (ЭДС) из-за эффекта вращения магнитного поля постоянного магнита. Полученное таким образом напряжение переменного тока преобразуется в напряжение постоянного тока из постоянного тока с помощью выпрямителей. Затем этот выпрямленный выход постоянного тока подается на стационарную обмотку возбуждения главного возбудителя. Как только этот ток протекает через поле, на вращающихся клеммах генератора основного возбудителя возникает ЭДС из-за эффекта относительного движения обмотки магнитного поля и генератора возбудителя.Это переменное напряжение снова преобразуется в постоянное напряжение из постоянного тока с помощью выпрямителей. Этот выпрямленный выход постоянного тока затем подается на обмотку вращающегося поля на валу ротора главного генератора.

В качестве главного возбудителя генератора связанные с ним выпрямители и обмотка возбуждения главного генератора смонтированы на роторе, и соединение между ними не требует каких-либо скользящих контактов в виде токосъемных колец, щеток и т. д. Таким образом, функция реализована бесщеточная система возбуждения. Использование бесщеточного устройства повышает надежность/доступность и эффективность за счет уменьшения потерь.Проблема обслуживания также уменьшается. Другой вид бесщеточной системы возбуждения показан на рис. 2.40.

10.3.2 Использование тиристоров/полупроводников в бесщеточной системе возбуждения

Обычно тиристоры используются в цепи вращающихся выпрямителей основного возбудителя вместо полупроводниковых диодов по следующим причинам:

1.

Более высокий ток грузоподъемность и их пригодность для применения во вращающихся машинах.

2.

Тиристоры менее чувствительны к вибрации, ускорению и экстремальным погодным условиям, а именно температуре.

3.

Выходные токи можно плавно регулировать в широком диапазоне как для нормального режима работы, т. е. для принудительного режима работы, так и для режима девозбуждения, который также известен как встречное возбуждение.

Многие предпочитают силовые транзисторы тиристорам из-за низкого (емкости перехода) эффекта и лучшего переключения.Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) популярны из-за их преимущества на входе MOSFET в сочетании с биполярным преимуществом транзисторов с биполярным переходом (BJT). Использование IGBT в выпрямителях, а также в управлении приводом переменного тока очень популярно. Время переключения IGBT может быть не таким, как у MOSFET, но быстрее, чем у BJT. ABB Unitrol является примером управления возбуждением с помощью IGBT.

10.3.3 Выход контроллера АРН и управление тиристорным затвором в бесщеточной системе возбуждения

Цифровая или микропроцессорная система управления получает измеряемую переменную от ПТ в точке выхода генератора и проверяет значение ошибки, вычитая его до установленного значения по желанию.Выход контроллера представляет собой импульсы одинаковой величины, но время их появления на затворе тиристора, то есть затворы запуска или запуска, варьируются в зависимости от выхода контроллера. Цифровые системы управления силовыми транзисторами выдают импульсы тока для управления входной базовой цепью, но для IGBT это устройство, управляемое напряжением.

10.3.4 Влияние управления реактивной мощностью на ток возбуждения АРН/ротора

Во многих случаях ротор выходит из строя из-за протекающего через него очень высокого тока, необходимого для поддержания напряжения на клеммах генератора.Изоляция ротора, подвергающаяся сильным механическим нагрузкам, при чрезмерном нагреве из-за высокого тока ротора может выйти из строя на более ранней стадии, чем нормальный ожидаемый срок службы. Поскольку работы по ремонту ротора трудоемки и затратны, прилагаются большие усилия для снижения тока ротора до значения меньше предельного, но все же на безопасном и стабильном уровне. Используя подходящий метод и оборудование для управления реактивной реактивной мощностью, выходной ток генератора можно уменьшить с заметным улучшением коэффициента мощности, что, в свою очередь, потребует меньшей ЭДС генератора для поддержания напряжения на выходных клеммах, совместимого с подключением к сети.

Полное руководство по намоточным машинам | Что это такое

Что такое намоточный станок?

Компании, работающие в текстильной и бумажной промышленности, часто используют в своей повседневной работе огромные катушки с материалом. Но как огромное количество материала попадает на катушку? Ответом является намоточная машина, которая может быстро намотать ткань, бумагу, веревку, шнур, пряжу, проволоку, ленту, веревку, шпагат, нить, проволоку и другие материалы на катушку промышленного размера по мере необходимости.

Продолжайте читать, чтобы узнать больше о различных типах намоточных машин, характеристиках намоточных машин и лезвиях, необходимых для использования с намоточными машинами.

Посмотрите, как работает намоточный станок:

Вышеприведенное видео взято с этого канала YouTube и демонстрирует автоматический револьверный перемотчик MTorres Torres. Подробнее об этой машине можно узнать здесь.

Типы намоточных машин

Учитывая множество различных применений намоточных машин, вы можете выбрать различные типы, когда хотите инвестировать в намоточную машину.

В целом, большинство намоточных машин классифицируются по типу наматываемого или наматываемого материала. Например, вы можете найти следующие типы намоточных машин:

• Машины для намотки катушек
• Машины для намотки бумаги
• Машины для намотки пленки
• Машины для намотки каната
• Машины для намотки фольги

В некоторых случаях намоточные машины подразделяются на категории в зависимости от того, как они работают. Вы можете найти следующие типы намоточных машин, которые относятся к этой категории:

• Намоточные машины с консольной револьверной головкой
• Намоточные машины кареточного типа
• Намоточные машины с валом и без вала

То, что вы видите выше, является лишь примером различных типов намоточных машин, включая некоторые из наиболее распространенных и популярных типов.Мир намоточных машин гораздо более обширен, и вы часто можете найти специализированные намоточные машины, которые предназначены для выполнения любой задачи, которую вам нужно решить.

Особенности намоточной машины

Как и многие промышленные машины, различные типы намоточных машин имеют различные функции. Вот некоторые из самых популярных и полезных функций намоточного станка:

• Обнаружение обрыва полотна : Многие промышленные намоточные машины оснащены датчиками, которые контролируют наматываемый материал.Многие из этих датчиков работают, направляя луч света на материал и определяя, отражается ли свет обратно.
• Автоматическая инициация склейки : Функции автоматической склейки используются для создания чистых стыков без нахлеста. Как правило, функции автоматического сращивания используются для повышения производительности, контроля качества и сокращения отходов.
• Замена рулона : Функции смены рулона позволяют пользователям устанавливать максимальный диаметр для намотки. Как только этот максимальный диаметр будет достигнут, функция смены рулона заменяет полную катушку на новую.
• Отрезной нож с приводом : Отрезной нож с приводом приводит в действие лезвие, чтобы аккуратно обрезать конец материала, когда катушка достигает максимального диаметра. Качественные лезвия обеспечивают чистый и точный срез.

Пила York — производитель полотен для намоточных станков

Если вы хотите воспользоваться функциями отрезания с помощью приводного ножа, убедитесь, что у вас есть высококачественные ножи и лезвия для намоточной машины. В York Saw and Knife Co, Inc. мы производим лезвия для намоточных машин уже более 35 лет.Как и в случае со всей нашей продукцией, вы можете рассчитывать на качество, долговечность и ценность, выбирая лезвия для намоточных машин из нашего ассортимента.

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить индивидуальное предложение на лезвия для ваших намоточных машин.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ – Прикладное промышленное электричество

После введения компанией Edison в США системы распределения электроэнергии постоянного тока начался постепенный переход к более экономичной системе переменного тока.Освещение работало как на переменном токе, так и на постоянном. Передача электроэнергии на большие расстояния с меньшими потерями на переменном токе. Однако у двигателей была проблема с переменным током. Первоначально двигатели переменного тока были сконструированы как двигатели постоянного тока, но возникали многочисленные проблемы из-за изменяющихся магнитных полей.

Рисунок 5.1    Схема семейства электродвигателей переменного тока

   

Чарльз П. Стейнмец внес свой вклад в решение этих проблем, исследуя гистерезисные потери в железной арматуре.Никола Тесла представил себе совершенно новый тип двигателя, когда представил себе вращающуюся турбину, вращаемую не водой или паром, а вращающимся магнитным полем. Его новый тип двигателя, асинхронный двигатель переменного тока, по сей день является рабочей лошадкой в ​​отрасли. Его прочность и простота обеспечивают долгий срок службы, высокую надежность и низкие эксплуатационные расходы. Тем не менее, небольшие коллекторные двигатели переменного тока, подобные двигателям постоянного тока, сохраняются в небольших бытовых приборах вместе с небольшими асинхронными двигателями Тесла. Мощность выше одной лошадиной силы (750 Вт) безраздельно властвует двигатель Tesla.

Современные твердотельные электронные схемы управляют бесщеточными двигателями постоянного тока с помощью сигналов переменного тока, генерируемых источником постоянного тока. Бесщеточный двигатель постоянного тока, фактически двигатель переменного тока, заменяет обычный щеточный двигатель постоянного тока во многих приложениях. А шаговый двигатель , цифровая версия двигателя, приводится в действие прямоугольными волнами переменного тока, опять же, генерируемыми полупроводниковой схемой. На рисунке выше показано генеалогическое древо двигателей переменного тока, описанных в этой главе.

Круизные лайнеры и другие крупные суда заменяют приводные валы с редуктором на большие генераторы и двигатели мощностью в несколько мегаватт.Так было с дизель-электрическими локомотивами меньшего масштаба в течение многих лет.

 

Рисунок 5.2 Диаграмма уровня системы двигателя

 

На системном уровне (рисунок выше) двигатель потребляет электрическую энергию в виде разности потенциалов и протекающего тока, преобразуя ее в механическую работу. К сожалению, электродвигатели не на 100% эффективны. Часть электрической энергии теряется в виде тепла, другого вида энергии, из-за потерь I2R (также называемых потерями в меди) в обмотках двигателя.Тепло является нежелательным побочным продуктом этого преобразования. Он должен быть удален с двигателя и может отрицательно сказаться на долговечности. Таким образом, одной из целей является максимальное повышение КПД двигателя за счет снижения тепловых потерь. У двигателей переменного тока также есть некоторые потери, отсутствующие у двигателей постоянного тока: гистерезис и вихревые токи.

Большинство двигателей переменного тока являются асинхронными. Асинхронные двигатели предпочтительнее из-за их прочности и простоты. Фактически, 90% промышленных двигателей являются асинхронными.

Никола Тесла разработал основные принципы многофазного асинхронного двигателя в 1883 году и к 1888 году имел модель мощностью в поллошадиной силы (400 Вт).Тесла продала права на производство Джорджу Вестингаузу за 65 000 долларов США. Самые большие (> 1 л.с. или 1 кВт) промышленные двигатели – это многофазные асинхронные двигатели . Под многофазностью мы подразумеваем, что статор содержит несколько отдельных обмоток на полюс двигателя, приводимых в действие соответствующими сдвинутыми во времени синусоидами. На практике это две-три фазы. Большие промышленные двигатели трехфазные. Хотя для простоты мы включили многочисленные иллюстрации двухфазных двигателей, мы должны подчеркнуть, что почти все многофазные двигатели являются трехфазными.Под асинхронным двигателем мы подразумеваем, что обмотки статора индуцируют ток в проводниках ротора, подобно трансформатору, в отличие от коллекторного двигателя постоянного тока с щетками.

Конструкция асинхронного двигателя переменного тока

Асинхронный двигатель состоит из ротора, известного как якорь, и статора с обмотками, подключенными к многофазному источнику энергии, как показано на рисунке ниже. Простой двухфазный асинхронный двигатель, показанный ниже, аналогичен двигателю мощностью 1/2 лошадиной силы, который Никола Тесла представил в 1888 году.

Рисунок 5.3 Многофазный асинхронный двигатель Тесла

Статор на рисунке выше намотан парами катушек, соответствующих фазам доступной электрической энергии. Статор двухфазного асинхронного двигателя имеет 2 пары катушек, по одной паре для каждой из двух фаз переменного тока. Отдельные катушки пары соединены последовательно и соответствуют противоположным полюсам электромагнита. То есть одна катушка соответствует N-полюсу, другая – S-полюсу до тех пор, пока фаза переменного тока не изменит полярность.Другая пара катушек ориентирована в пространстве под углом 90° к первой паре. Эта пара катушек подключена к переменному току, сдвинутому во времени на 90° в случае двухфазного двигателя. Во времена Теслы источником двух фаз переменного тока был двухфазный генератор переменного тока. Статор на рисунке выше имеет выступающих , явно выступающих полюсов, которые использовались в раннем асинхронном двигателе Теслы. Эта конструкция по сей день используется для двигателей малой мощности (<50 Вт). Однако для более крупных двигателей меньшая пульсация крутящего момента и более высокий КПД получаются, если катушки встроены в пазы, вырезанные в листах статора (рисунок ниже).

 

Рисунок 5.4 Рама статора с прорезями для обмоток

 

Пластины статора представляют собой тонкие изолированные кольца с прорезями, выбитыми из листов электротехнической стали. Их стопка закреплена концевыми винтами, которые также могут удерживать концевые корпуса.

 

Рисунок 5.5     Статор с (a) 2-φ и (b) 3-φ обмотками

   

На рисунке выше обмотки двухфазного и трехфазного двигателей установлены в пазах статора.Катушки наматываются на внешнее приспособление, а затем вставляются в пазы. Изоляция, зажатая между периферией катушки и пазом, защищает от истирания. Реальные обмотки статора более сложны, чем отдельные обмотки на полюс на рисунке выше. Сравнивая двигатель 2-φ с двигателем Теслы 2-φ с явно выраженными полюсами, количество катушек такое же. В реальных больших двигателях полюсная обмотка разделена на одинаковые катушки, вставленные во множество меньших пазов, чем указано выше. Эта группа называется фазовым ремнем (см. рисунок ниже).Распределенные катушки фазового пояса подавляют некоторые нечетные гармоники, создавая более синусоидальное распределение магнитного поля поперек полюса. Это показано в разделе синхронного двигателя. Прорези на краю стержня могут иметь меньше витков, чем другие прорези. Краевые пазы могут содержать обмотки от двух фаз. То есть фазовые пояса перекрываются.

 

Рисунок 5.6 Перекрытие фазовых ремней

 

Ключом к популярности асинхронного двигателя переменного тока является его простота, о чем свидетельствует простой ротор (рисунок ниже).Ротор состоит из вала, многослойного стального ротора и встроенной медной или алюминиевой короткозамкнутой клетки , показанной на (b), снятой с ротора. По сравнению с якорем двигателя постоянного тока коллектор отсутствует. Это устраняет щетки, искрение, искрообразование, графитовую пыль, регулировку и замену щеток, а также повторную обработку коллектора.

 

Рисунок 5.7 Многослойный ротор с (а) встроенной короткозамкнутой клеткой, (б) токопроводящей клеткой, снятой с ротора

 

Проводники с короткозамкнутым ротором могут быть перекошены, перекручены по отношению к валу.Несоосность с пазами статора снижает пульсации крутящего момента. Сердечники ротора и статора состоят из пакета изолированных пластин. Пластины покрыты изолирующим оксидом или лаком для минимизации потерь на вихревые токи. Сплав, используемый в пластинах, выбран из-за низких гистерезисных потерь.

Теория работы асинхронных двигателей

Краткое объяснение работы заключается в том, что статор создает вращающееся магнитное поле, которое притягивает ротор. Теория работы асинхронных двигателей основана на вращающемся магнитном поле.Одним из способов создания вращающегося магнитного поля является вращение постоянного магнита. Если движущиеся магнитные линии потока разрезают проводящий диск, он будет следовать за движением магнита. Линии потока, пересекающие проводник, будут индуцировать напряжение и, как следствие, протекание тока в проводящем диске. Этот поток тока создает электромагнит, полярность которого противоположна движению постоянного магнита — Закон Ленца . Полярность электромагнита такова, что он притягивает постоянный магнит.Диск следует с немного меньшей скоростью, чем постоянный магнит.

Рисунок 5.8 Вращающееся магнитное поле создает крутящий момент в проводящем диске

Вращающееся магнитное поле создает крутящий момент в проводящем диске

Крутящий момент, развиваемый диском, пропорционален количеству линий потока, пересекающих диск, и скорости, с которой он режет диск. Если бы диск вращался с той же скоростью, что и постоянный магнит, не было бы ни потока, разрезающего диск, ни протекания индуцированного тока, ни электромагнитного поля, ни крутящего момента.Таким образом, скорость диска всегда будет отставать от скорости вращения постоянного магнита, так что линии потока, пересекающие диск, индуцируют ток, создают электромагнитное поле в диске, которое следует за постоянным магнитом. Если к диску приложена нагрузка, замедляющая его, будет развиваться больший крутящий момент, поскольку больше линий потока пересекает диск. Крутящий момент пропорционален проскальзыванию , степени, в которой диск отстает от вращающегося магнита. Большее скольжение соответствует большему потоку, разрезающему проводящий диск, развивая больший крутящий момент.Аналоговый автомобильный вихретоковый спидометр основан на принципе, показанном выше. Когда диск удерживается пружиной, отклонение диска и иглы пропорционально скорости вращения магнита. Вращающееся магнитное поле создается двумя катушками, расположенными под прямым углом друг к другу, приводимыми в движение токами, сдвинутыми по фазе на 90°. Это не должно вызывать удивления, если вы знакомы с паттернами Лиссажу на осциллографе.

 

Рис. 5.9 В противофазе (90°) синусоидальные волны создают круговую диаграмму Лиссажу

 

Несовпадающие по фазе (90°) синусоидальные волны создают круговую диаграмму Лиссажу На приведенном выше рисунке круговая кривая Лиссажу создается путем возбуждения горизонтальных и вертикальных входных сигналов осциллографа с синусоидальными волнами, сдвинутыми по фазе на 90°.Начиная с (а) с максимальным «X» и минимальным «Y» отклонением, трасса движется вверх и влево к (b). Между (a) и (b) два сигнала равны 0,707 Впик при 45°. Эта точка (0,707, 0,707) попадает на радиус окружности между (а) и (б). След движется к (б) с минимальным отклонением «X» и максимальным отклонением «Y». При максимальном отрицательном «X» и минимальном отклонении «Y» трасса перемещается в (c). Затем с минимальным «X» и максимальным отрицательным «Y» он перемещается в (d) и обратно в (a), завершая один цикл.

 

Рисунок 5.10 Окружность синуса по оси X и косинуса по оси Y

 

На рисунке показаны две синусоидальные волны со сдвигом по фазе на 90°, воздействующие на отклоняющие пластины осциллографа, расположенные под прямым углом в пространстве. Комбинация синусоиды с фазой 90° и отклонения под прямым углом приводит к двумерному рисунку – кругу. Этот круг описывается электронным лучом, вращающимся против часовой стрелки.

Полная скорость двигателя и скорость синхронного двигателя

Скорость вращения вращающегося магнитного поля статора связана с количеством пар полюсов на фазу статора.На приведенном ниже рисунке «полная скорость» всего шесть полюсов или три пары полюсов и три фазы. Однако на каждую фазу приходится только одна пара полюсов. Магнитное поле будет вращаться один раз за цикл синусоидальной волны. В случае мощности 60 Гц поле вращается со скоростью 60 раз в секунду или 3600 оборотов в минуту (об/мин). При мощности 50 Гц он вращается со скоростью 50 оборотов в секунду или 3000 об/мин. 3600 и 3000 об/мин — это синхронная скорость двигателя. Хотя ротор асинхронного двигателя никогда не достигает этой скорости, это, безусловно, верхний предел.Если мы удвоим количество полюсов двигателя, синхронная скорость уменьшится вдвое, потому что магнитное поле поворачивается на 180° в пространстве на 360° электрической синусоиды.

 

Рис. 5.11 Удвоение полюсов статора вдвое снижает синхронную скорость

 

Синхронная скорость определяется как:

[латекс]N_s = \frac{120 \cdot f}{P}[/latex]

 

Где:

N _s = Скорость магнитного поля (об/мин)

f = частота подаваемой мощности (Гц)

P = общее количество полюсов на фазу, кратное 2

Приведенный выше рисунок «половина скорости» имеет четыре полюса на фазу (3 фазы).Синхронная скорость для мощности 50 Гц: S = 120·50/4 = 1500 об/мин

Краткое объяснение асинхронного двигателя состоит в том, что вращающееся магнитное поле, создаваемое статором, тащит за собой ротор. Более длинное и более правильное объяснение состоит в том, что магнитное поле статора индуцирует переменный ток в проводниках короткозамкнутого ротора, который представляет собой трансформатор. вторичный. Этот индуцированный ток ротора, в свою очередь, создает магнитное поле. Магнитное поле вращающегося статора взаимодействует с этим полем ротора.Поле ротора пытается выровняться с вращающимся полем статора. Результатом является вращение короткозамкнутого ротора. Если бы не было механической нагрузки крутящего момента двигателя, подшипников, аэродинамических или других потерь, ротор вращался бы с синхронной скоростью. Однако проскальзывание между ротором и синхронным полем статора создает крутящий момент. Именно магнитный поток, разрезающий проводники ротора при его проскальзывании, создает крутящий момент. Таким образом, нагруженный двигатель будет проскальзывать пропорционально механической нагрузке.Если бы ротор вращался с синхронной скоростью, не было бы ни потока статора, разрезающего ротор, ни тока, индуцируемого в роторе, ни крутящего момента.

Крутящий момент в асинхронных двигателях

Когда на двигатель впервые подается питание, ротор находится в состоянии покоя, а магнитное поле статора вращается с синхронной скоростью N _с . Поле статора режет ротор с синхронной скоростью N _s . Ток, наведенный в короткозамкнутых витках ротора, максимален, как и частота тока, частота сети.По мере того, как ротор ускоряется, скорость, с которой поток статора пересекает ротор, представляет собой разницу между синхронной скоростью N _с и фактической скоростью ротора N, или (N _с  – N). Отношение фактического потока, обрезающего ротор, к синхронной скорости определяется как скольжение :

 

[латекс]s = \frac{(N_s – N)}{N_s}[/латекс]

Где:

N _с = синхронная скорость

Н = скорость ротора

 

Частота тока, индуцированного в проводниках ротора, равна частоте сети при запуске двигателя и уменьшается по мере приближения ротора к синхронной скорости. Частота ротора определяется как:

[латекс]f_r = s \cdot f[/латекс]

Где:

с = скольжение,

f = частота питающей сети статора

 

Проскальзывание при 100 % крутящего момента обычно составляет 5 % или менее в асинхронных двигателях. Таким образом, для частоты сети f = 50 Гц частота наведенного тока в роторе:

f _r = S(f )
= 0,05 (50 Гц)
= 2,5 Гц.

Почему так мало? Магнитное поле статора вращается с частотой 50 Гц.Скорость ротора меньше на 5%. Вращающееся магнитное поле режет ротор только на частоте 2,5 Гц. 2,5 Гц — это разница между синхронной скоростью и фактической скоростью вращения ротора. Если ротор будет вращаться немного быстрее, на синхронной скорости, никакой поток вообще не перережет ротор, f _r  = 0,

 

Рисунок 5.12. Крутящий момент и скорость в зависимости от % скольжения.

 

На приведенном выше графике показано, что пусковой момент, известный как момент блокировки ротора (T _LR ), превышает 100% крутящего момента при полной нагрузке (T _FL ), безопасного постоянного крутящего момента.Крутящий момент заблокированного ротора составляет около 175 % от T _FL для приведенного выше примера двигателя. Пусковой ток, известный как ток блокировки ротора (I _LR ), составляет 500% от тока полной нагрузки (I _FL ), безопасного рабочего тока. Ток высокий, потому что это аналогично закороченной вторичной обмотке трансформатора. Когда ротор начинает вращаться, крутящий момент может немного уменьшиться для некоторых классов двигателей до значения, известного как подтягивающий момент . Это самое низкое значение крутящего момента, с которым когда-либо сталкивался пусковой двигатель.Когда ротор набирает 80 % синхронной скорости, крутящий момент увеличивается со 175 % до 300 % крутящего момента при полной нагрузке. Этот разрывной крутящий момент (T _BD ) возникает из-за большего, чем обычно, проскальзывания на 20%. Ток уменьшился лишь незначительно в этой точке, но будет быстро уменьшаться после этой точки. Когда ротор разгоняется до нескольких процентов от синхронной скорости, крутящий момент и ток существенно уменьшаются. Проскальзывание будет составлять всего несколько процентов при нормальной работе. Для работающего двигателя любая часть кривой крутящего момента ниже 100 % номинального крутящего момента является нормальной.Нагрузка двигателя определяет рабочую точку на кривой крутящего момента. В то время как крутящий момент и ток двигателя могут превышать 100 % в течение нескольких секунд во время запуска, непрерывная работа при превышении 100 % может привести к повреждению двигателя. Любая нагрузка по крутящему моменту двигателя выше предельного крутящего момента приведет к остановке двигателя. Крутящий момент, скольжение и ток будут приближаться к нулю для состояния нагрузки «отсутствие механического крутящего момента». Это состояние аналогично открытому вторичному трансформатору. Существует несколько основных конструкций асинхронных двигателей, демонстрирующих значительные отклонения от приведенной выше кривой крутящего момента.Различные конструкции оптимизированы для запуска и работы с различными типами нагрузок. Крутящий момент заблокированного ротора (T _LR ) для двигателей различных конструкций и размеров находится в диапазоне от 60% до 350% крутящего момента при полной нагрузке (T _FL ). Пусковой ток или ток блокировки ротора (I _LR ) может составлять от 500% до 1400% тока полной нагрузки (I _FL ). Это потребление тока может представлять проблему для запуска больших асинхронных двигателей.

Классы двигателей NEMA и IEC

Различные стандартные классы (или конструкции) для двигателей, соответствующие кривым крутящего момента (рисунок ниже), были разработаны для лучшего управления различными типами нагрузок.Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) определила классы двигателей A, B, C и D для соответствия этим требованиям привода. Аналогичные классы N и H Международной электротехнической комиссии (МЭК) соответствуют конструкциям NEMA B и C соответственно.

Рисунок 5.13 Характеристики конструкций NEMA

 

Характеристики конструкций NEMA

Все двигатели, кроме класса D, работают с проскальзыванием 5% или менее при полной нагрузке.

• Класс B (IEC Класс N)  двигатели по умолчанию используются в большинстве приложений.При пусковом моменте LRT = от 150% до 170% FLT он может запускать большинство нагрузок без чрезмерного пускового тока (LRT). КПД и коэффициент мощности высокие. Обычно он приводит в действие насосы, вентиляторы и станки.
• Класс A Пусковой крутящий момент такой же, как у класса B. Отпускной крутящий момент и пусковой ток (LRT) выше. Этот двигатель справляется с кратковременными перегрузками, которые встречаются в машинах для литья под давлением.
• Класс C (IEC Класс H)  имеет более высокий пусковой крутящий момент, чем классы A и B, при LRT = 200 % от FLT.Этот двигатель применяется для нагрузок с жестким пуском, которые должны приводиться в движение с постоянной скоростью, таких как конвейеры, дробилки, поршневые насосы и компрессоры.
• Двигатели класса D имеют самый высокий пусковой момент (LRT) в сочетании с низким пусковым током из-за высокого скольжения (от 5% до 13% при FLT). Большое скольжение приводит к снижению скорости. Регулировка скорости плохая. Тем не менее, двигатель отлично справляется с нагрузками с высокой переменной скоростью, такими как те, для которых требуется маховик с накоплением энергии. Области применения включают штамповочные прессы, ножницы и элеваторы.
• Электродвигатели класса E представляют собой более эффективную версию класса B.
• Класс F  Двигатели имеют гораздо более низкий LRC, LRT и пусковой момент, чем класс B. Они управляют постоянными, легко запускаемыми нагрузками.

Коэффициент мощности в асинхронных двигателях

Асинхронные двигатели имеют отстающий (индуктивный) коэффициент мощности по отношению к линии электропередачи. Коэффициент мощности в больших полностью нагруженных высокоскоростных двигателях может достигать 90 % для больших высокоскоростных двигателей. При 3/4 полной нагрузки максимальный коэффициент мощности высокоскоростного двигателя может составлять 92%.Коэффициент мощности для небольших тихоходных двигателей может составлять всего 50 %. При пуске коэффициент мощности может находиться в диапазоне от 10% до 25%, увеличиваясь по мере того, как ротор достигает скорости. Коэффициент мощности (PF) значительно зависит от механической нагрузки двигателя (рисунок ниже). Ненагруженный двигатель аналогичен трансформатору без резистивной нагрузки на вторичной обмотке. Небольшое сопротивление отражается от вторичной обмотки (ротор) к первичной обмотке (статор). Таким образом, линия электропередач испытывает реактивную нагрузку всего 10% PF. Когда ротор нагружается, увеличивающаяся резистивная составляющая отражается от ротора к статору, увеличивая коэффициент мощности.

 

Рисунок 5.14 Коэффициент мощности и КПД асинхронного двигателя

КПД асинхронных двигателей

Большие трехфазные двигатели более эффективны, чем трехфазные двигатели меньшего размера и почти все однофазные двигатели. КПД большого асинхронного двигателя может достигать 95% при полной нагрузке, хотя чаще встречается 90%. КПД слабонагруженного или ненагруженного асинхронного двигателя низкий, поскольку большая часть тока приходится на поддержание намагничивающего потока. По мере увеличения нагрузки по крутящему моменту для создания крутящего момента потребляется больше тока, в то время как ток, связанный с намагничиванием, остается постоянным.Эффективность при 75% FLT может быть немного выше, чем при 100% FLT. Эффективность снижается на несколько процентов при 50% FLT и еще на несколько процентов при 25% FLT. Эффективность становится плохой только ниже 25% FLT. Изменение КПД в зависимости от нагрузки показано на рисунке выше. Асинхронные двигатели обычно имеют увеличенный размер, чтобы гарантировать, что их механическая нагрузка может запускаться и приводиться в действие при любых условиях эксплуатации. Если многофазный двигатель нагружается при крутящем моменте менее 75 % от номинального, когда КПД достигает пика, эффективность снижается лишь незначительно до 25 % FLT.

Корректор коэффициента мощности Nola

Фрэнк Нола из НАСА в конце 1970-х годов предложил корректор коэффициента мощности (PFC) в качестве энергосберегающего устройства для однофазных асинхронных двигателей. Он основан на предположении, что асинхронный двигатель с неполной нагрузкой менее эффективен и имеет более низкий коэффициент мощности, чем двигатель с полной нагрузкой. Таким образом, в двигателях с частичной нагрузкой, в частности, в двигателях 1-φ, необходимо экономить энергию. Энергия, потребляемая для поддержания магнитного поля статора, относительно постоянна по отношению к изменениям нагрузки.В то время как в полностью нагруженном двигателе нечего экономить, напряжение на частично нагруженном двигателе может быть уменьшено, чтобы уменьшить энергию, необходимую для поддержания магнитного поля. Это повысит коэффициент мощности и КПД. Это была хорошая концепция для общеизвестно неэффективных однофазных двигателей, для которых она предназначалась. Эта концепция не очень применима к большим трехфазным двигателям. Из-за их высокой эффективности (90%+) экономия энергии невелика. Более того, двигатель с КПД 95 % по-прежнему имеет КПД 94 % при 50 % крутящего момента при полной нагрузке (FLT) и КПД 90 % при 25 % FLT.Потенциальная экономия энергии при переходе от 100 % FLT к 25 % FLT представляет собой разницу в эффективности 95 % – 90 % = 5 %. Это не 5% мощности при полной нагрузке, а 5% мощности при пониженной нагрузке. Корректор коэффициента мощности Nola может быть применим к 3-фазному двигателю, который большую часть времени работает на холостом ходу (ниже 25% FLT), например, к штамповочному прессу. Срок окупаемости дорогого электронного контроллера оценивается как непривлекательный для большинства приложений. Тем не менее, это может быть экономично в составе электронного пускателя двигателя или регулятора скорости.Асинхронный двигатель может работать как генератор переменного тока, если это привод

.

Асинхронные двигатели в качестве генераторов переменного тока

Асинхронный двигатель может работать как генератор переменного тока, если он приводится в действие крутящим моментом, превышающим 100 % синхронной скорости (рисунок ниже). Это соответствует нескольким процентам «отрицательного» скольжения, скажем, -1%. Это означает, что, поскольку мы вращаем двигатель быстрее, чем синхронная скорость, ротор движется на 1% быстрее, чем магнитное поле статора. Обычно он отстает на 1% в двигателе.Поскольку ротор пересекает магнитное поле статора в противоположном направлении (вперед), ротор индуцирует напряжение в статоре, возвращая электрическую энергию обратно в линию электропередачи.

 

Рисунок 5.15    Отрицательный крутящий момент превращает асинхронный двигатель в генератор

 

Такой индукционный генератор должен возбуждаться от «живого» источника мощностью 50 или 60 Гц. Энергия не может быть произведена в случае сбоя питания энергетической компании. Этот тип генератора переменного тока не подходит в качестве резервного источника питания.В качестве генератора ветряной турбины вспомогательной мощности он имеет то преимущество, что не требует автоматического выключателя отключения питания для защиты ремонтных бригад. Это отказоустойчиво.

Небольшие удаленные (от электросети) установки можно сделать самовозбуждающимися путем размещения конденсаторов параллельно фазам статора. Если нагрузка удалена, остаточный магнетизм может генерировать небольшой ток. Этот ток может протекать через конденсаторы без рассеивания мощности. Когда генератор разгоняется до полной скорости, ток увеличивается, чтобы обеспечить ток намагничивания статора.В этот момент можно приложить нагрузку. Регулировка напряжения плохая. Асинхронный двигатель можно преобразовать в генератор с самовозбуждением путем добавления конденсаторов.

Процедура запуска заключается в разгоне ветряной турбины до скорости в моторном режиме путем подачи на статор нормального сетевого напряжения. Любая скорость турбины, вызванная ветром, превышающая синхронную скорость, будет развивать отрицательный крутящий момент, возвращая мощность обратно в линию электропередачи, изменяя нормальное направление электрического счетчика киловатт-часов.В то время как асинхронный двигатель имеет отстающий коэффициент мощности от линии электропередачи, асинхронный генератор переменного тока имеет опережающий коэффициент мощности. Асинхронные генераторы не нашли широкого применения в обычных электростанциях. Скорость привода паровой турбины постоянна и регулируется в соответствии с требованиями синхронных генераторов переменного тока. Синхронные генераторы также более эффективны.

Скорость ветряной турбины трудно контролировать, и она зависит от порывов ветра. Индукционный генератор лучше справляется с этими изменениями из-за присущего ему проскальзывания.Это нагружает зубчатую передачу и механические компоненты меньше, чем синхронный генератор. Однако это допустимое изменение скорости составляет всего около 1%. Таким образом, асинхронный генератор с прямым подключением к сети считается ветровой турбиной с фиксированной скоростью (см. «Асинхронный генератор с двойным питанием» для истинного генератора переменного тока с переменной скоростью). Несколько генераторов или несколько обмоток на общем валу можно переключать, чтобы обеспечить высокую и низкую скорость, чтобы приспособиться к переменным ветровым условиям.

 

Асинхронные двигатели с несколькими полями

Асинхронные двигатели могут содержать несколько обмоток возбуждения, например, 4-полюсную и 8-полюсную обмотки, соответствующие синхронным скоростям 1800 и 900 об/мин.Активация того или иного поля менее сложна, чем перемонтаж катушек статора.

 

Рисунок 5.16 Несколько полей позволяют изменить скорость

 

Если поле сегментировано с выведенными выводами, его можно перемонтировать (или переключить) с 4-полюсного на 2-полюсное, как показано выше для 2-фазного двигателя. Сегменты 22,5° можно переключать на сегменты 45°. Для ясности выше показано подключение только одной фазы. Таким образом, наш асинхронный двигатель может работать на нескольких скоростях. При переключении вышеуказанного двигателя частотой 60 Гц с 4 полюсов на 2 полюса синхронная скорость увеличивается с 1800 об/мин до 3600 об/мин.

 

В:  Если двигатель работает на частоте 50 Гц, каковы будут соответствующие 4-полюсные и 2-полюсные синхронные скорости?

А:

[латекс]N_s = \frac{120f}{P}[/латекс]  [латекс]N_s = \frac{120*50 Гц}{4}[/латекс]  [латекс]= 1500 об/мин (4-полюсный)[ /латекс]

[латекс]N_s = \frac{120f}{P}[/латекс]  [латекс]N_s = \frac{120*50 Гц}{2}[/латекс][латекс]= 3000 об/мин (2-полюсный)[ /латекс]

 

Асинхронные двигатели с регулируемым напряжением

Скорость небольших асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором для таких приложений, как привод вентиляторов, может быть изменена путем снижения сетевого напряжения.Это уменьшает крутящий момент, доступный для нагрузки, что снижает скорость (см. рисунок ниже).

Рисунок 5.17 Переменное напряжение управляет скоростью асинхронного двигателя

Электронное управление скоростью в асинхронных двигателях

Современная полупроводниковая электроника расширяет возможности управления скоростью. Изменяя частоту сети 50 или 60 Гц на более высокие или более низкие значения, можно изменить синхронную скорость двигателя. Однако уменьшение частоты тока, подаваемого на двигатель, также уменьшает реактивное сопротивление X _L  , что увеличивает ток статора.Это может привести к насыщению магнитной цепи статора с катастрофическими последствиями. На практике напряжение на двигателе необходимо уменьшать при снижении частоты.

 

Рисунок 5.18 Электронный преобразователь частоты

 

И наоборот, частота привода может быть увеличена для увеличения синхронной скорости двигателя. Однако напряжение необходимо увеличить, чтобы преодолеть увеличивающееся реактивное сопротивление, чтобы поддерживать ток на нормальном уровне и поддерживать крутящий момент. Инвертор приближает синусоидальные волны к двигателю с выходами широтно-импульсной модуляции.Это обрезанная форма волны, которая либо включена, либо выключена, имеет высокий или низкий уровень, процент времени «включения» соответствует мгновенному напряжению синусоидальной волны.

После применения электроники для управления асинхронным двигателем становится доступным множество методов управления, от простых до сложных:

• Скалярное управление:  Описанный выше недорогой метод управления только напряжением и частотой без обратной связи.
• Векторное управление:  Также известно как векторное фазовое управление.Компоненты тока статора, создающие поток и крутящий момент, измеряются или оцениваются в режиме реального времени, чтобы улучшить кривую скорости вращения двигателя. Это требует интенсивных вычислений.
• Прямое управление крутящим моментом:  Продуманная адаптивная модель двигателя обеспечивает более прямое управление потоком и крутящим моментом без обратной связи. Этот метод быстро реагирует на изменение нагрузки.

 

• Многофазный асинхронный двигатель состоит из многофазной обмотки, встроенной в многослойный статор, и токопроводящей короткозамкнутой клетки, встроенной в многослойный ротор.
• Трехфазные токи, протекающие внутри статора, создают вращающееся магнитное поле, которое индуцирует ток и, как следствие, магнитное поле в роторе. Крутящий момент ротора развивается, когда ротор немного проскальзывает за вращающимся полем статора.
• В отличие от однофазных двигателей, многофазные асинхронные двигатели запускаются автоматически.
• Пускатели двигателей минимизируют нагрузку на линию электропередачи, обеспечивая при этом больший пусковой момент, чем требуется во время работы.Редукторы линейного тока пускатели требуются только для больших двигателей.
• Трехфазные двигатели будут работать на одной фазе, если они запущены.
• Статический преобразователь фазы  – это трехфазный двигатель, работающий от одной фазы без нагрузки на валу и обеспечивающий трехфазный выходной сигнал.
• Несколько обмоток возбуждения  можно перемонтировать для нескольких дискретных скоростей двигателя путем изменения количества полюсов.

 

Трехфазный двигатель может работать от однофазного источника питания.Однако он не запустится самостоятельно. Его можно запускать вручную в любом направлении, набирая скорость за несколько секунд. Он будет развивать только 2/3 номинальной мощности 3-φ, потому что одна обмотка не используется.

Рисунок 5.19  3-φ двигатель работает от 1-φ мощности, но не запускается

Одна катушка однофазного двигателя

Одиночная катушка однофазного асинхронного двигателя создает не вращающееся магнитное поле, а пульсирующее поле, достигающее максимальной интенсивности при 0° и 180° электрического поля.

Рисунок 5.20 Однофазный статор создает невращающееся пульсирующее магнитное поле

 

Другая точка зрения состоит в том, что одиночная катушка, возбуждаемая однофазным током, создает два вектора магнитного поля, вращающиеся в противоположных направлениях, дважды совпадающие за оборот при 0° (рис. выше-а) и 180° (рис. д). Когда вектора поворачиваются на 90° и -90°, они компенсируются на рисунке c. При углах 45° и -45° (рисунок b) они частично складываются по оси +x и компенсируются по оси y. Аналогичная ситуация существует на рисунке d.Сумма этих двух векторов представляет собой вектор, стационарный в пространстве, но меняющий полярность во времени. Таким образом, пусковой момент не развивается.

Однако, если ротор вращается вперед со скоростью, немного меньшей синхронной скорости, он будет развивать максимальный крутящий момент при 10% скольжении по отношению к вектору прямого вращения. Меньший крутящий момент будет развиваться выше или ниже 10% скольжения. Ротор будет иметь проскальзывание 200–10 % относительно вектора магнитного поля, вращающегося в противоположных направлениях. Небольшой крутящий момент (см. кривую крутящего момента в зависимости от скольжения), кроме двухчастотной пульсации, возникает из-за вращения вектора в противоположных направлениях.Таким образом, однофазная катушка будет развивать крутящий момент после запуска ротора. Если ротор запустить в обратном направлении, он будет развивать такой же большой крутящий момент, когда он приближается к скорости обратного вращения вектора.

Однофазные асинхронные двигатели имеют медную или алюминиевую короткозамкнутую клетку, встроенную в цилиндр из стальных пластин, типичный для многофазных асинхронных двигателей.

Электродвигатель с постоянным разделением конденсаторов

Один из способов решить проблему с одной фазой — построить двухфазный двигатель, получающий двухфазное питание от однофазного.Для этого требуется двигатель с двумя обмотками, разнесенными на 90 ° электрических, питаемых двумя фазами тока, смещенными во времени на 90 ° . Это называется двигателем с постоянно разделенным конденсатором.

Рисунок 5.21 Асинхронный двигатель с постоянным конденсатором

Асинхронный двигатель с постоянным конденсатором

Этот тип двигателя имеет повышенную величину тока и сдвиг времени назад, когда двигатель достигает скорости, с пульсациями крутящего момента на полной скорости. Решение состоит в том, чтобы конденсатор (сопротивление) был небольшим, чтобы минимизировать потери.Потери меньше, чем для двигателя с расщепленными полюсами. Эта конфигурация двигателя хорошо работает до 1/4 лошадиных сил (200 Вт), хотя обычно применяется к двигателям меньшего размера. Направление двигателя легко изменить, включив конденсатор последовательно с другой обмоткой. Этот тип двигателя может быть адаптирован для использования в качестве серводвигателя, описанного в другом месте этой главы.

Рисунок 5.22. Однофазный асинхронный двигатель со встроенными катушками статора

. Однофазные асинхронные двигатели могут иметь катушки, встроенные в статор для двигателей большего размера.Тем не менее, меньшие размеры используют менее сложные для создания сосредоточенных обмоток с выступающими полюсами.

Асинхронный двигатель с пусковым конденсатором

На рисунке ниже для запуска однофазного асинхронного двигателя через вспомогательную обмотку можно использовать конденсатор большей емкости, если он отключается центробежным выключателем после того, как двигатель набирает скорость. Кроме того, вспомогательная обмотка может состоять из гораздо большего количества витков более толстого провода, чем используется в двигателе с расщепленной фазой сопротивления, чтобы смягчить чрезмерное повышение температуры.В результате для тяжелых нагрузок, таких как компрессоры кондиционера, доступен больший пусковой крутящий момент. Эта конфигурация двигателя работает настолько хорошо, что доступна в размерах с несколькими лошадиными силами (несколько киловатт).

Рисунок 5.23 Асинхронный двигатель с пусковым конденсатором

 

Асинхронный двигатель с конденсаторным двигателем

Вариант двигателя с конденсаторным пуском (рисунок ниже) заключается в запуске двигателя с относительно большим конденсатором для обеспечения высокого пускового момента, но с сохранением конденсатора меньшей емкости после пуска для улучшения рабочих характеристик без чрезмерного потребления тока.Дополнительная сложность двигателя с конденсаторным приводом оправдана для двигателей большего размера.

Рисунок 5.24 Асинхронный двигатель с конденсаторным двигателем

 

Пусковой конденсатор двигателя может представлять собой двуханодный неполярный электролитический конденсатор, который может представлять собой два последовательно соединенных полярных электролитических конденсатора от + к + (или от – к –). Такие электролитические конденсаторы, рассчитанные на переменный ток, имеют настолько высокие потери, что их можно использовать только в повторно-кратковременном режиме (1 секунда включена, 60 секунд выключена), например при запуске двигателя. Конденсатор для работы двигателя должен быть не электролитического, а полимерного типа с меньшими потерями.

Асинхронный двигатель с расщепленной фазой сопротивления

Если во вспомогательной обмотке намного меньше витков, меньший провод расположен под углом 90 ° к основной обмотке, он может запустить однофазный асинхронный двигатель. При более низкой индуктивности и более высоком сопротивлении ток будет испытывать меньший фазовый сдвиг, чем основная обмотка. Можно получить около 30 ° разности фаз. Эта катушка создает умеренный пусковой момент, который отключается центробежным выключателем на 3/4 синхронной скорости.Эта простая схема (без конденсатора) хорошо подходит для двигателей мощностью до 1/3 лошадиных сил (250 Вт), приводящих в движение легко запускаемые нагрузки.

Рисунок 5.25 Асинхронный двигатель с расщепленной фазой сопротивления

 

Этот двигатель имеет больший пусковой момент, чем двигатель с расщепленными полюсами (следующий раздел), но не такой большой, как двухфазный двигатель, собранный из тех же деталей. Плотность тока во вспомогательной обмотке во время пуска настолько высока, что последующее быстрое повышение температуры исключает частые повторные пуски или медленные пусковые нагрузки.

Корректор коэффициента мощности Nola

Фрэнк Нола из НАСА в середине 1970-х годов предложил корректор коэффициента мощности для повышения эффективности асинхронных двигателей переменного тока. Он основан на предположении, что асинхронные двигатели неэффективны при меньшей нагрузке, чем полная. Эта неэффективность коррелирует с низким коэффициентом мощности. Коэффициент мощности меньше единицы из-за тока намагничивания, необходимого статору. Этот фиксированный ток составляет большую долю от общего тока двигателя по мере уменьшения нагрузки двигателя.При малой нагрузке полный ток намагничивания не требуется. Его можно уменьшить, уменьшив приложенное напряжение, улучшив коэффициент мощности и эффективность. Корректор коэффициента мощности определяет коэффициент мощности и снижает напряжение двигателя, тем самым восстанавливая более высокий коэффициент мощности и уменьшая потери.

Поскольку однофазные двигатели примерно в 2–4 раза менее эффективны, чем трехфазные двигатели, для двигателей 1-φ существует потенциальная экономия энергии. Для полностью нагруженного двигателя нет экономии, поскольку требуется весь ток намагничивания статора.Напряжение не может быть снижено. Но есть потенциальная экономия от менее чем полностью загруженного двигателя. Двигатель с номинальным напряжением 117 В переменного тока рассчитан на работу при напряжении от 127 до 104 В переменного тока. Это означает, что он не полностью загружен при работе от напряжения выше 104 В переменного тока, например, холодильник на 117 В переменного тока. Для регулятора коэффициента мощности безопасно снизить напряжение сети до 104–110 В переменного тока. Чем выше начальное линейное напряжение, тем больше возможная экономия. Конечно, если энергетическая компания поставляет напряжение ближе к 110 В переменного тока, двигатель будет работать более эффективно без каких-либо дополнительных устройств.

Любой однофазный асинхронный двигатель, практически не работающий, с 25% FLC или менее, является кандидатом на PFC. Тем не менее, он должен работать большое количество часов в год. И чем больше времени он простаивает, как в лесопильном станке, пробивном прессе или конвейере, тем больше вероятность того, что контроллер окупится за несколько лет эксплуатации. Платить за него должно быть втрое легче, чем за более эффективный 3-φ-двигатель. Стоимость PFC не может быть возмещена для двигателя, работающего всего несколько часов в день.

Краткое описание: Однофазные асинхронные двигатели

• Однофазные асинхронные двигатели не запускаются самостоятельно без вспомогательной обмотки статора, приводимой в действие противофазным током около 90 ° . После запуска вспомогательная обмотка не является обязательной.
• Вспомогательная обмотка двигателя с постоянно разделенным конденсатором   имеет последовательно включенный конденсатор во время запуска и работы.
• Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском имеет только конденсатор, включенный последовательно с вспомогательной обмоткой во время пуска.
• Двигатель с конденсатором обычно имеет большой неполяризованный электролитический конденсатор, включенный последовательно со вспомогательной обмоткой для запуска, а затем меньший неэлектролитический конденсатор во время работы.