Конденсаторный однофазный асинхронный двигатель: Конденсаторный двигатель

Конденсаторный двигатель

Конденсаторный двигатель или конденсаторный асинхронный электродвигатель — двухфазный асинхронный электродвигатель одна фаза которого постоянно подключена к сети переменного тока через конденсатор.

В ГОСТ 27471-87 [1] дано следующее определение:
Конденсаторный двигатель — двигатель с расщепленной фазой, у которого в цепь вспомогательной обмотки постоянно включен конденсатор.

Конденсаторный двигатель, хотя и питается от однофазной сети, по существу является двухфазным.

Ёмкостной сдвиг фаз с рабочим конденсатором

Ёмкостной сдвиг фаз с пусковым и рабочим конденсатором

Конструктивно конденсаторный асинхронный двигатель представляет из себя двухфазный двигатель. На статоре располагают две обмотки фаз, оси которых смещены относительно друг друга на 90 электрических градусов. Обе обмотки занимают равное число пазов. Питание электродвигателя осуществляется от однофазной сети переменного тока, при этом одна обмотка подключается непосредственно к сети, а другая через конденсатор. Таким образом, в отличии от однофазного двигателя, который после пуска работает с пульсирующим магнитным потоком, конденсаторный электродвигатель работает с вращающимся магнитным потоком.

Емкость рабочего конденсатора, требуемая для получения кругового вращающегося поля, определяется по формуле [2]

,

• где С_раб – емкость рабочего конденсатора, Ф,
• I_A — ток обмотки A, А,
• I_B — ток обмотки B, А,
• — угол фазового сдвига между током I_A и напряжением питания U при круговом вращающемся поле, градусов,
• U — напряжение питания сети, В,
• f — частота сети, Гц,
• k — коэффициент, определяемый отношением эффективных чисел витков в обмотках фаз статора B и A.

,

• где – число последовательно соединенных витков в обмотки фазы А и B статора,
• k_обА и k_обВ — обмоточный коэффициент обмоток фаз статора А и B

Для повышения пускового момента параллельно рабочему конденсатору С_р включают пусковой конденсатор C_п. Для создания пускового момента, равного номинальному, требуется пусковой конденсатор C_п в 2 — 2,5 раза больше рабочего C_р.

Подключение однофазного двигателя АИРЕ 80С2

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

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

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

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

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

Расшифровка двигателя серии АИРЕ 80С2:

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

Подключение конденсаторного однофазного двигателя

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

• главная или рабочая (U1, U2)

• вспомогательная или пусковая (Z1, Z2)

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

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

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

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

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

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

Вот пример подключения однофазного конденсаторного двигателя с тяжелым пуском:

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

Забыл сказать о роторах.

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

Схема подключения однофазного двигателя (конденсаторного)

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

Эти вывода подключены к обмоткам двигателя в следующем порядке:

Вот так выглядит клеммник с выводами двигателя АИРЕ 80С2:

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

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

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

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

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

Спасибо за внимание.

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

чем отличаются и как их реализовать на практике

Для определения типа обмотки однофазного двигателя достаточно взглянуть на маркировку на шильдике и схему. Но бывают ситуации, когда любые маркировочные определения отсутствуют, что, в свою очередь, существенно усложняет задачу. К тому же вид обмотки электродвигателя, который уже ремонтировали, лучше определять самостоятельно, во избежание неприятных неожиданностей.

Блок: 1/4 | Кол-во символов: 369
Источник: https://RuBrowsers.ru/puskovaa-i-rabocaa-obmotka-odnofaznogo-dvigatela-kak-otlicit/

Что такое пусковая обмотка

Несмотря на свое название, однофазные двигатели имеют двухфазную обмотку: основную и вспомогательную, именно последняя делит электрические моторы небольшой мощности на виды. Так, встречаются бифилярные и конденсаторные электродвигатели, и если первые имеют пусковую обмотку, то вторые обладают пусковым конденсатором. И если у второго вида второстепенная обмотка все время находится в рабочем состоянии, то у первого она отключается от сети сразу после того, как мотор наберет нужный разгон. Таким образом, вспомогательная катушка включается на короткий промежуток времени.

Блок: 2/4 | Кол-во символов: 602
Источник: https://RuBrowsers.ru/puskovaa-i-rabocaa-obmotka-odnofaznogo-dvigatela-kak-otlicit/

Асинхронный или коллекторный: как отличить

Вообще, отличить тип двигателя можно по табличке — шильдику — на которой написаны его данные и тип. Но это только в том случае, если его не ремонтировали. Ведь под кожухом может быть что угодно. Так что если вы не уверены, лучше определить тип самостоятельно.

Так выглядит новый однофазный конденсаторный двигатель

Как устроены коллекторные движки

Отличить асинхронный и коллекторный двигатели можно по строению. У коллекторных обязательно есть щетки. Они расположены возле коллектора. Еще обязательный атрибут движка этого типа — наличие медного барабана, разделенного на секции.

Такие двигатели выпускаются только однофазные, они часто устанавливаются в бытовой технике, так как позволяют получить большое число оборотов на старте и после разгона. Также они удобны тем, что легко позволяют менять направление вращения — необходимо только поменять полярность. Несложно также организовать изменение скорости вращения — изменением амплитуды питающего напряжения или угла его отсечки. Потому и используются подобные двигатели в большей части бытовой и строительной техники.

Строение коллекторного двигателя

Недостатки коллекторных двигателей — высокая шумность работы на больших оборотах. Вспомните дрель, болгарку, пылесос, стиральную машину и т.д.. Шум при их работе стоит приличный. На малых оборотах коллекторные двигатели не так шумят (стиральная машина), но не все инструменты работают в таком режиме.

Второй неприятный момент — наличие щеток и постоянного трения приводит к необходимости регулярного технического обслуживания. Если токосъемник не чистить, загрязнение графитом (от стирающихся щеток) может привести к тому, что соседние секции в барабане соединятся, мотор попросту перестанет работать.

Асинхронные

Асинхронный двигатель имеет статор и ротор, может быть одно и трёхфазным. В данной статье рассматриваем подключение однофазных двигателей, потому речь пойдет только о них.

Асинхронные двигатели отличаются невысоким уровнем шумов при работе, потому устанавливаются в технике, шум работы которой критичен. Это кондиционеры, сплит-системы, холодильники.

Строение асинхронного двигателя

Есть два типа однофазных асинхронных двигателей — бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные. Вся разница состоит в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле (в холодильниках). Это необходимо, так как после разгона она только снижает КПД.

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

Более точно определить бифилярный или конденсаторный двигатель перед вами, можно при помощи измерений сопротивления обмоток. Если сопротивление вспомогательной обмотки больше в два раза (разница может быть еще более значительная), скорее всего, это бифилярный двигатель и эта вспомогательная обмотка пусковая, а значит, в схеме должен присутствовать выключатель или пусковое реле. В конденсаторных двигателях обе обмотки постоянно находятся в работе и подключение однофазного двигателя возможно через обычную кнопку, тумблер, автомат.

Блок: 2/3 | Кол-во символов: 3398
Источник: https://stroychik.ru/elektrika/podklyuchenie-odnofaznogo-dvigatelya

Характеристики рабочей обмотки

Основной или рабочей обмоткой является та, которая работает постоянно, создавая магнитное поле. Как следствие, она обладает большим сечением проводника и меньшим активным сопротивлением из-за постоянной нагрузки. Однако, несмотря на всю ее значимость, она не может работать без пускового механизма, которым и является вспомогательная катушка.

Блок: 3/4 | Кол-во символов: 375
Источник: https://RuBrowsers. ru/puskovaa-i-rabocaa-obmotka-odnofaznogo-dvigatela-kak-otlicit/

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

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

Как видите, промышленностью массово выпущены модели с:

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

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

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

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

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

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

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

Схема подключения асинхронного двигателя с пусковой обмоткой: последовательность сборки

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

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

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

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

Помечаем эти 3 конца уже понятной нам маркировкой:

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

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

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

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

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

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

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

Тогда кнопку запуска отпускают:

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

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

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

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

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

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

GjckfNo4rzY

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

Как отличить на однофазном двигателе

Однофазные двигатели оснащаются двумя типами обмотки для того, чтобы их ротор мог вращаться, поскольку только одной для этого недостаточно. Поэтому перед подключением двигателя необходимо разобраться, какой моток является основным, а какой вспомогательным. Сделать это можно несколькими способами.

По цветовой маркировке

К какому типу относится конкретный моток, можно определить по цветовой маркировке во время визуального осмотра двигателя. Как правило, красные провода относятся к рабочему типу, а вот синие – вспомогательному.

Но во всех правилах есть свои исключения, поэтому всегда необходимо обращать внимание на бирку электродвигателя, на которую наносится расшифровка всех маркировок.

Однако если двигатель уже был в ремонте или на нем отсутствует бирка, данный способ проверки является не эффективным. В первом случае во время ремонтных работ могло полностью поменяться внутреннее содержимое мотора, а во втором – нет возможности безошибочно расшифровать цветные обозначения. К тому же иногда маркировка может вообще отсутствовать. Поэтому в таких ситуациях, лучше прибегнуть к другому, более достоверному способу.

По толщине проводов

Толщина проводов, которые выходят из электромашины небольшой мощности, поможет отличить пусковую катушку от рабочей. Поскольку вспомогательная работает непродолжительное время и не испытывает серьезной нагрузки, то провода, относящиеся к ней, будут более тонкими.

Однако не всегда можно определить толщину сечения проводов невооруженным глазом, иногда разница между ними совсем незаметна человеку.

Но даже если она бросается в глаза, опираться только на это не стоит. Поэтому многие всегда измеряют сопротивление проводов.

При помощи мультиметра

Мультиметр – специальный прибор, позволяющий измерить сопротивление проводов, а также их целостность. Для этого необходимо следовать следующему алгоритму:

1. Возьмите мультиметр и выберите нужную функцию.

2. Снимите изоляцию с проводов двигателя, и соедините два любые из них со щупами прибора. Так происходит замер силы сопротивления между двумя проводами мотора.

3. Если на экране прибора не появилось никаких числовых значений, то необходимо заменить один из проводов, и после этого повторить процедуру. Полученные показания будут относиться к выводам одного мотка.
4. Подключите щупы измерительного прибора к оставшимся жилам и зафиксируйте показания.
5. Сравните полученные результаты. Электропровода с более сильным сопротивлением будут относиться к пусковой катушке, а с более слабым – к рабочей.

После того, как замеры будут определены и станет понятно, какие электропровода к какой катушке относятся, рекомендовано промаркировать их любым удобным способом. Это позволит в дальнейшем пропускать процедуру измерения сопротивления при подключении двигателя.

Отличить, где находиться пусковая, а где рабочая обмотка однофазного мотора, можно несколькими способами. Однако наиболее действенным из них является измерение сопротивления электропроводов, отходящих из электромотора малой мощности, с помощью мультиметра.

Блок: 4/4 | Кол-во символов: 3040
Источник: https://RuBrowsers.ru/puskovaa-i-rabocaa-obmotka-odnofaznogo-dvigatela-kak-otlicit/

Схема подключения асинхронного двигателя с конденсаторным запуском: 3 технологии

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

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

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

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

Конденсатор подключают к выводам пусковой и рабочей обмоток.

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

Здесь получается, что:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Резистор Rо низкоомный и мощный выполняет роль токоограничивающего сопротивления.

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

Где взять номиналы главного и вспомогательного конденсаторов?

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

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

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

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

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

Как поменять направление вращения однофазного асинхронного двигателя: 2 схемы

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

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

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

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

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

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

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

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

Реверс АД с конденсаторным запуском удобно выполнить по следующей схеме.

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

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

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

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

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

Кол-во блоков: 9 | Общее кол-во символов: 18121
Количество использованных доноров: 3
Информация по каждому донору:

1. https://RuBrowsers. ru/puskovaa-i-rabocaa-obmotka-odnofaznogo-dvigatela-kak-otlicit/: использовано 4 блоков из 4, кол-во символов 4386 (24%)
2. https://stroychik.ru/elektrika/podklyuchenie-odnofaznogo-dvigatelya: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 3398 (19%)
3. https://ElectrikBlog.ru/odnofaznyj-asinhronnyj-dvigatel-shema-podklyucheniya-s-puskovoj-obmotkoj-i-kondensatornym-zapuskom/: использовано 4 блоков из 6, кол-во символов 10337 (57%)

Однофазный асинхронный двигатель: как устроен и работает

Принцип работы и подключение однофазного электродвигателя 220в

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

Электромоторы этого типа находят применение в основном в маломощных устройствах:

Выпускаются модели с мощностью от 5 Вт до 10 кВт.

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

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

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

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

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

Во время работы, происходит обтекание обмоток переменными электрическими полями:

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

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

Основные типы однофазных индукционных электродвигателей

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

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

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

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

Выделяют четыре основных типа электродвигателей:

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

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

• индукционный двигатель с реостатным пуском (RSIR) и

• двигатель с постоянным разделением емкости (PSC).

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

Как подключить асинхронный двигатель на 220В

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

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

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

Схемы подключения

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

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

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

Переключение скоростей с помощью переключателя

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

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

Подключение двухскоростного двигателя. Схема на переключателе ПКП.

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

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

Переключение скоростей с помощью контакторов

При запуске с помощью контакторов схема будет выглядеть аналогично:

Схема включения двигателя на разных скоростях на контакторах

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

Подключение однофазного асинхронного двигателя

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

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

С пусковой емкостью

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

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

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

С рабочей емкостью

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

Схема обеспечивает хорошие характеристики при работе в номинальном режиме.

С обоими конденсаторами

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

Расчет емкостей

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

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

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

Подключение однофазного синхронного электродвигателя

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

Метод разгона

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

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

1. Вручную;
2. С использованием второго двигателя.

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

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

Асинхронный пуск синхронного мотора

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

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

Основные схемы подключения

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

однофазный асинхронный двигатель и конденсатор

Различают три основные способа запуска однофазного асинхронного двигателя через:

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

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

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

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

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

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

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

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

Как подключить

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

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

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

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

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

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

Подключение

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

аподключение с пусковым и рабочим кондсенсаторами

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

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

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

Существует 3 схемы включения однофазного двигателя:

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

Подключение электромотора с пусковым сопротивлением:

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

Подключение мотора с конденсаторным пуском:

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

Принцип действия

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

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

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

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

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

Схемы подключения однофазных асинхронных двигателей

С пусковой обмоткой

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

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

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

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

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

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

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

Со всеми этими

• Подключение однофазного двигателя с пусковой обмоткой через кнопку ПНВС

подключение однофазного двигателя

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

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

Конденсаторный

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

Схемы подключения однофазного конденсаторного двигателя

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

Схема с двумя конденсаторами

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

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

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

Подбор конденсаторов

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

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

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

Изменение направления движения мотора

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

Конденсаторный двигатель

Подробности

Категория: Электрические машины

Пусковые характеристики при однофазном включении двигателя становятся наиболее благоприятными, когда в качестве пускового элемента используется конденсатор. Для улучшения рабочих характеристик конденсатор определенной емкости оставляют включенным на весь рабочий период.

Асинхронный двигатель, работающий от сети однофазного тока, с конденсатором в его цепи называется конденсаторным.
По теории и расчету конденсаторного двигателя опубликовано значительное число работ в отечественной и иностранной литературе. Еще в 1934 г. один из видных советских ученых — академик В. С. Кулебакич, рассмотрев основные свойства конденсаторного двигателя, указал на широкие возможности его применения в народном хозяйстве и, в частности, выдвинул идею его использования в электрической тяге.

Данные теоретических и экспериментальных исследований конденсаторного двигателя с тремя статорными обмотками и специального исполнения нашли отражение в работах М. Крондля, В. Шуйского, И. М. Эдельмана, Г. Б. Меркина, Н. М. Булаева, В. Е. Розенфельда, М. И. Крайдберга, Б. Н. Тихменева, X. Клауснитцера, О. А. Некрасова, А. Г. Мирера, Ю. С. Чечета, Ф. М. Юферова и др.
Фундаментальные исследования вопросов теории и особенностей различных схем конденсаторного двигателя принадлежат А. И. Адаменко.

Внимание исследователей продолжают занимать вопросы дальнейшего развития методики проектирования и расчета конденсаторных двигателей специального исполнения. Вместе с тем большой интерес вызывает изучение возможностей улучшения эксплуатационных свойств асинхронного двигателя трехфазного тока, работающего в схеме однофазного включения с конденсатором. Сказанное в значительной мере объясняется расширением областей применения конденсаторного двигателя. Каковы же его характерные особенности?
По сравнению со схемой однофазного включения, конденсаторный двигатель развивает большую полезную мощность. Ее значение достигает 65— 85 % номинальной мощности, указанной на щитке. Конденсаторный двигатель как асинхронный короткозамкнутый очень прост по устройству и надежен в работе. Его питание осуществляется от двухпроводной сети.

Ценным свойством конденсаторного двигателя является высокий коэффициент мощности, который может приобретать значения, практически равные единице. В последнем случае двигатель потребляет из сети ток, пропорциональный только активной мощности, так как источником реактивной мощности для него является конденсатор.
Пусковая и рабочая емкости при данном напряжении сети и принятой схеме включения зависят от мощности двигателя. С увеличением мощности они возрастают. Начиная с некоторой мощности, применение конденсаторных двигателей экономически уже не оправдывается из-за относительно высокой стоимости конденсаторов. Предельной мощностью конденсаторного двигателя общего назначения следует принять номинальную мощность 1,5 кВт, обозначенную на щитке.

Таблица 1

Поясним сказанное на примере двигателя серии 4Л в защищенном исполнении с синхронной частотой вращения 1500 об/мин. Стоимость конденсаторов типа К.БГ-МН, образующих рабочую емкость, при мощности двигателя 1 кВт примерно равна стоимости двигателя, т.е. составляет приблизительно 100%. Для мощностей 1,5 и 10 кВт соответственно получаем 140 и 270 % стоимости двигателей.

Мощность от нескольких сотен ватт до 1,5 кВт имеет огромное число асинхронных трехфазных двигателей, применяемых в народном хозяйстве В связи с освоением отечественными заводами технологии изготовления высококачественных конденсаторов становится реальной возможность широкого использования конденсаторных двигателей, особенно в условиях сельскохозяйственного производства.
Шкала номинальных мощностей электродвигателей  серии 4А сельскохозяйственного назначения приведена в табл. 1.

Для работы в средах повышенной влажности (птицеводческие помещения, животноводческие фермы) выпускают электродвигатели серии 4А климатического исполнения У2, которые отличаются от двигателей основного исполнения УЗ влагоморозостойкой изоляцией и защитными покрытиями.
Кроме сельскохозяйственных электроустановок конденсаторный двигатель может также найти применение в промышленности и быту для привода механизмов и машин небольшой мощности.

Отличительным элементом конденсаторного двигателя является конденсатор. См. также технические данные конденсаторов, пригодных для использования в цепи конденсаторного двигателя.

Конденсаторный асинхронный двигатель — это… Что такое Конденсаторный асинхронный двигатель?

Конденсаторный асинхронный двигатель

        1) Асинхронный электродвигатель, питаемый от однофазной сети и имеющий на статоре две обмотки, одна из которых включается в сеть непосредственно, а другая — последовательно с электрическим конденсатором для образования вращающегося магнитного поля. Конденсаторы создают сдвиг фаз между токами обмоток, оси которых сдвинуты в пространстве. Наибольший вращающий момент развивается, когда сдвиг фаз токов составляет 90°, а их амплитуды подобраны так, что вращающееся поле становится круговым. При пуске К. а. д. оба конденсатора включены, а после его разгона один из конденсаторов отключают; это обусловлено тем, что при номинальной частоте вращения требуется значительно меньшая емкость, чем при пуске. К. а. д. по пусковым и рабочим характеристикам близок к трёхфазному асинхронному двигателю. Применяется в электроприводах малой мощности; при мощностях свыше 1 квт используется редко вследствие значительной стоимости и размеров конденсаторов.
         2) Трёхфазный асинхронный электродвигатель, включаемый через конденсатор в однофазную сеть. Рабочая ёмкость конденсатора для 3-фазного двигателя определяется по формуле С_р = 2800 (мкф), если обмотки соединены по схеме «звезда», или С_р = 4800 (мкф), если обмотки соединены по схеме «треугольник». Ёмкость пускового конденсатора С_п=(2,5 — 3)․С_р. Рабочее напряжение конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше напряжения сети; конденсаторы устанавливаются обязательно бумажные.
        

        Рис. 1. Схема (а) и векторная диаграмма (б) конденсаторного асинхронного двигателя: U, U_Б, U_C — напряжения; I_A, I_Б — токи; А и Б — обмотки статора; В — центробежный выключатель для отключения С₁ после разгона двигателя; C₁ и C₂ — конденсаторы.

        

        Рис. 2. Схема включения в однофазную сеть трёхфазного асинхронного двигателя с обмотками статора, соединёнными по схеме «звезда» (а) или «треугольник» (б): B₁ и В₂ — выключатели; С_р — рабочий конденсатор; C_п — пусковой конденсатор; АД — асинхронный электродвигатель.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия.
1969—1978.

• Конденсаторные масла
• Конденсаторный микрофон

Смотреть что такое «Конденсаторный асинхронный двигатель» в других словарях:

• конденсаторный асинхронный двигатель — конденсаторный двигатель Двигатель с расщепленной фазой, у которого в цепь вспомогательной обмотки постоянно включен конденсатор. [ГОСТ 27471 87] Тематики машины электрические вращающиеся в целом Синонимы конденсаторный двигатель …   Справочник технического переводчика

• КОНДЕНСАТОРНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — однофазный асинхронный электродвигатель, у к рого на статоре расположено две сдвинутые на 90° (электрич.) обмотки, одна из к рых непосредственно включается в сеть, а другая последовательно с электрич. конденсатором, благодаря чему создаётся… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

• конденсаторный двигатель — Однофазный асинхронный двигатель, снабженный вспомогательной обмоткой, в цепь которой включается емкость …   Политехнический терминологический толковый словарь

• Двигатель — У этого термина существуют и другие значения, см. Двигатель (значения). Двигатель, мотор (от лат. motor приводящий в движение)  устройство, преобразующее какой либо вид энергии в механическую. Этот термин используется с конца XIX века… …   Википедия

• Двухфазный двигатель — Двухфазный двигатель  электрический двигатель с двумя обмотками, сдвинутыми в пространстве на 90°. При подаче на двигатель двухфазного напряжения, сдвинутого по фазе на 90°, образуется вращающееся магнитное поле. Короткозамкнутый ротор… …   Википедия

• Однофазный двигатель — электродвигатель, конструктивно предназначенный для подключения к однофазной сети переменного тока. Фактически является двухфазным, но вследствие того, что рабочей является только одна обмотка, двигатель называют однофазным. Однофазный… …   Википедия

• Трёхфазный двигатель — Трёхфазный синхронный двигатель Трёхфазный двигатель  электродвигатель, который конструктивно предназначен для питания от трехфазной сети переменного тока. Представляет собой машину переменного тока, состоящую из статора с тремя обмотками,… …   Википедия

• Электрический двигатель — Основная статья: Электрическая машина Электродвигатели разной мощности (750 Вт, 25 Вт, к CD плееру, к игрушке, к дисководу). Батарейка «Крона» дана для сравнения Электрический двигатель  …   Википедия

• Линейный двигатель — Лабораторный синхронный линейный двигатель. На заднем плане статор ряд индукционных катушек, на переднем плане подвижный вторичный элемент, содержащий постоянный магнит …   Википедия

• Переменного тока электродвигатель —         машина переменного тока, предназначенная для работы в режиме двигателя (см. Переменного тока машина). П. т. э. подразделяют на синхронные и асинхронные. Синхронные электродвигатели (См. Синхронный электродвигатель) применяют в… …   Большая советская энциклопедия

Однофазный конденсаторный асинхронный двигатель — общее применение

Однофазный конденсаторный асинхронный двигатель — общее применение

Cтраница 1

Однофазные конденсаторные асинхронные двигатели общего применения обычно работают в различных условиях эксплуатации в установившемся режиме. В связи с этим, рабочий процесс данного двигателя можно рассматривать как частный случай режима работы управляемого конденсаторного асинхронного двигателя на основе ранее полученных уравнений для токов и вращающих моментов.
 [1]

Однофазные конденсаторные асинхронные двигатели общего применения обычно работают в различных условиях эксплуатации в установившемся режиме. В связи с этим рабочий процесс данного двигателя можно рассматривать как частный случай режима работы управляемого конденсаторного асинхровного двигателя на основе ранее полученных уравнений для токов и вращающих моментов.
 [3]

В однофазных конденсаторных асинхронных двигателях общего применения величина активного сопротивления беличьей клетки ротора обычно определяется по условиям допустимой плотности тока в стержнях и ее короткозамыкающих кольцах, как показано в предыдущем случае.
 [4]

Как известно, в однофазных конденсаторных асинхронных двигателях общего применения с не-явнополюсным статором с пазами в последних располагаются две однофазные обмотки с разным числом витков, взаимно-сдвинутые по окружности статора на половину полюсного деления. Одна из этих обмоток — главная, а другая — вспомогательная, в которую включается конденсатор. В однофазном конденсаторном асинхронном двигателе каждая из этих обмоток занимает по половине общего числа пазов статора. Обычно — это двухслойные петлевые обмотки преимущественно с целым числом пазов, приходящихся на полюс и фазу, и с сокращенным шагом. В некоторых случаях применяется также и однослойная катушечная обмотка.
 [5]

Как указывалось выше, в однофазных конденсаторных асинхронных двигателях общего применения конденсатор включается во вспомогательную обмотку, а в исполнительных двигателях — в главную обмотку статора.
 [6]

В связи с этим рассмотренная выше теория рабочего процесса однофазного конденсаторного асинхронного двигателя общего применения с некоторым приближением в принципе может быть использована и для анализа рабочих свойств однофазного асинхронного двигателя с экранированными полюсами. Особенностью здесь является то, что между осями главной и вспомогательной обмоток статора пространственный угол сдвига р меньше 90 эл.
 [7]

По своему конструктивному исполнению управляемые конденсаторные асинхронные электродвигатели ничем не отличаются от рассмотренных выше однофазных конденсаторных асинхронных двигателей общего применения. Они также имеют неявнополюсный статор с пазами и распределенными в них двумя однофазными обмотками с разным числом витков — главной и вспомогательной или управляющей. Обе эти обмотки взаимно сдвинуты по окружности статора на половину полюсного деления.
 [8]

По своему конструктивному исполнению управляемые конденсаторные асинхронные двигатели ничем не отличаются от рассмотренных выше однофазных конденсаторных асинхронных двигателей общего применения.
 [9]

Потери и коэффициент полезного действия однофазного асинхронного двигателя с экранированными полюсами определяются так же, как и для однофазного конденсаторного асинхронного двигателя общего применения, по формулам позиций 62 — 67 гл.
 [10]

Потери и коэффициент полезного действия однофазного асинхронного двигателя с экранированными полюсами определяются так же, как и для однофазного конденсаторного асинхронного двигателя общего применения, по формулам позиций 62 — 67 главы двадцать третьей.
 [11]

Как указывалось выше, в однофазных конденсаторных асинхронных двигателях общего применения конденсатор включается во вспомогательную обмотку, а в исполнительных двигателях — в главную обмотку статора.
 [12]

Толщина этих пакетов по оси вала обычно значительно меньше аналогичной толщины пакета полюса. По устройству этих магнитных шунтов асинхронный двигатель с расщепленными полюсами в некоторой степени приближается к асинхронному двигателю с равномерным воздушным зазором. В связи с этим рассмотренная выше теория рабочего процесса однофазного конденсаторного асинхронного двигателя общего применения с некоторым приближением в принципе может быть использована и для анализа рабочих свойств однофазного асинхронного двигателя с экранированными полюсами. Особенностью здесь является то, что между осями главной и вспомогательной обмоток статора пространственный угол сдвига р меньше 90 эл.
 [13]

Страницы:  

   1

Зачем однофазным асинхронным двигателям конденсаторы

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

Вращающиеся магнитные поля

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

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

Это создает две проблемы:

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

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

Вспомогательная обмотка

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

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

Пусковые конденсаторы

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

Рабочие конденсаторы

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

Ограничения

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

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

Резюме

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

Однофазная асинхронная машина
— MATLAB и Simulink

Этот пример показывает работу однофазного асинхронного двигателя в режимах работы конденсаторного запуска и конденсаторного запуска-работы.

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

Описание

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

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

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

Два двигателя сначала запускаются без нагрузки при t = 0. Затем при t = 2 секунды, когда двигатели достигли своего установившегося режима, a 1 Н.m крутящий момент (номинальный крутящий момент) внезапно прикладывается к валу.

Моделирование

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

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

1. Конденсаторный пуск:

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

2. Конденсатор-пуск-работа:

Обратите внимание, что пульсации крутящего момента существенно уменьшены. Номинал рабочего конденсатора оптимизирован для минимизации пульсаций крутящего момента при полной нагрузке. Величина пульсаций крутящего момента составляет 2 Нм от пика до пика (200% от номинального крутящего момента) без нагрузки, тогда как от пика до пика всего 0,04 Нм (4% от номинального крутящего момента) при полной нагрузке. Коэффициент мощности и КПД при полной нагрузке (соответственно 90% и 75%) выше, чем у двигателя с конденсаторным пуском (соответственно 61% и 74%).

ОДНОФАЗНЫЕ ИНДУКЦИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ (Электродвигатель)

1,2
Существует много типов однофазных электродвигателей. В этом разделе обсуждение будет ограничено теми типами, которые наиболее распространены для двигателей с интегральной мощностью от 1 л.с. и выше.
В промышленных приложениях по возможности следует использовать трехфазные асинхронные двигатели. В целом трехфазные электродвигатели имеют более высокий КПД и коэффициент мощности и более надежны, поскольку не имеют пусковых переключателей или конденсаторов.
В тех случаях, когда трехфазные электродвигатели недоступны или не могут использоваться из-за источника питания, для промышленного и коммерческого применения рекомендуются следующие типы однофазных электродвигателей: (1) электродвигатель с конденсаторным пуском, (2) ) двигатель с двумя конденсаторами и (3) двигатель с постоянным разделением конденсаторов.
Краткое сравнение характеристик однофазных и трехфазных асинхронных двигателей позволит лучше понять, как работают однофазные двигатели:
1. Трехфазные двигатели имеют фиксированный крутящий момент, потому что в воздушном зазоре в состоянии покоя имеется вращающееся поле. .Однофазный двигатель не имеет вращающегося поля в состоянии покоя и, следовательно, не развивает крутящий момент заторможенного ротора. Дополнительная обмотка необходима для создания вращающегося поля, необходимого для запуска. В однофазном двигателе со встроенной мощностью это часть сети RLC.
2. В трехфазном двигателе ток ротора и потери ротора незначительны на холостом ходу. Однофазные двигатели имеют значительный ток ротора и потери в роторе без нагрузки.
3. Для заданного момента пробоя однофазный двигатель требует значительно большего магнитного потока и более активного материала, чем эквивалентный трехфазный двигатель.
4. Сравнение потерь между однофазными и трехфазными двигателями показано на рис. 1.11. Обратите внимание на значительно более высокие потери в однофазном двигателе.
Общие характеристики этих типов однофазных асинхронных двигателей следующие.
1.2.1

Двигатели с конденсаторным пуском

Двигатель с конденсаторным пуском — это однофазный асинхронный двигатель, основная обмотка которого предназначена для прямого подключения к источнику питания, а вспомогательная обмотка подключена последовательно с конденсатором и пусковым выключателем для отключения вспомогательной обмотки от источника питания после запуска.На рисунке 1.12 представлена ​​принципиальная схема двигателя с конденсаторным пуском. Наиболее часто используемый тип пускового выключателя — это выключатель с центробежным приводом, встроенный в двигатель. Рисунок

РИСУНОК 1.11 Сравнение потерь в процентах одно- и трехфазных двигателей.

РИСУНОК 1.12 Однофазный двигатель с конденсаторным пуском.
1.13 иллюстрирует каплезащищенный однофазный двигатель с конденсаторным пуском промышленного качества; обратите внимание на механизм переключения с центробежным приводом.
Однако другие типы устройств, такие как реле, чувствительные к току и напряжению, также используются в качестве пусковых переключателей.Совсем недавно были разработаны твердотельные переключатели, которые используются в однофазном двигателе с конденсаторным пуском.

РИСУНОК 1.13. (С любезного разрешения Magnetek, Сент-Луис, Миссури)
ограниченный объем. Твердотельный коммутатор станет коммутатором будущего, поскольку он будет усовершенствован, а затраты уменьшены.
Все переключатели установлены так, чтобы оставаться замкнутыми и поддерживать цепь вспомогательной обмотки в работе до тех пор, пока двигатель не запустится и не разгонится примерно до 80% от скорости полной нагрузки. На этой скорости переключатель размыкается, отключая цепь вспомогательной обмотки от источника питания.
Затем двигатель работает от основной обмотки как асинхронный двигатель. Типичные характеристики скорости-момента для двигателя с конденсаторным пуском показаны на рис. 1.14. Обратите внимание на изменение крутящего момента двигателя в точке перехода, в которой срабатывает пусковой выключатель.
Типовые характеристики асинхронных двигателей с встроенной мощностью 1800 об / мин с конденсаторным пуском и пуском от конденсатора показаны в таблице 1.6. Для этих однофазных двигателей будет значительно более широкий разброс значений крутящего момента заторможенного ротора, крутящего момента пробоя и тягового момента, чем для сопоставимых трехфазных двигателей, и такое же изменение также существует для КПД и коэффициента мощности. (ПФ).Обратите внимание, что в однофазных двигателях крутящий момент является фактором, обеспечивающим запуск с высокоинерционными или трудно запускаемыми нагрузками. Поэтому важно знать характеристики конкретного двигателя с конденсаторным пуском, чтобы быть уверенным, что он подходит для применения.
1.2.2

Двухзначные конденсаторные двигатели

Двухзначный конденсаторный двигатель — это конденсаторный двигатель с разными значениями емкости для запуска и работы. Очень часто двигатель этого типа называют двигателем с конденсаторным запуском и запуском от конденсатора.
Изменение значения емкости от условий запуска к условиям работы происходит автоматически с помощью пускового переключателя, который аналогичен переключателю, используемому для двигателей с конденсаторным пуском. Предусмотрены два конденсатора: емкость с высоким значением для пусковых условий и меньшее значение для рабочих условий. Пусковой конденсатор обычно электролитического типа, который обеспечивает высокую емкость на единицу объема. Рабочий конденсатор обычно представляет собой блок из металлизированного полипропилена, рассчитанный на непрерывную работу.На рисунке 1.15 показан один из способов установки обоих конденсаторов на двигатель.
Принципиальная схема двухзначного конденсаторного двигателя показана на рис. 1.16. Как показано, при пуске и запуске, и работе

РИСУНОК 1.14 Кривая скорость-крутящий момент для двигателя с конденсаторным пуском. Конденсаторы
включены последовательно со вспомогательной обмоткой. Когда пусковой переключатель размыкается, он отключает пусковой конденсатор от цепи вспомогательной обмотки, но оставляет рабочий конденсатор последовательно с вспомогательной обмоткой, подключенной к источнику питания.Таким образом, как основная, так и вспомогательная обмотки находятся под напряжением во время работы двигателя и вносят свой вклад в мощность двигателя. Типичный

ТАБЛИЦА 1.6 Типовые характеристики двигателей с конденсаторным пуском3

a Четырехполюсные однофазные двигатели 230 В. Источник: любезно предоставлено Magnetek, Сент-Луис, Миссури. Кривая скорость-момент
для двухклапанного конденсаторного двигателя показана на рис. 1.17.
Для данного двигателя с конденсаторным пуском эффект добавления рабочего конденсатора в цепь вспомогательной обмотки следующий:
Повышенный момент пробоя: 5-30% Повышенный момент заторможенного ротора: 5-10% Повышение эффективности при полной нагрузке: 2-7 точек

РИСУНОК 1.15 Двухзначный конденсатор, однофазный двигатель. (С любезного разрешения Magnetek, Сент-Луис, Миссури)

РИСУНОК 1.16 Двухзначный конденсатор, однофазный двигатель.
Повышенный коэффициент мощности при полной нагрузке: 10-20 баллов Снижение рабочего тока при полной нагрузке Пониженный магнитный шум Работа охладителя
Добавление рабочего конденсатора к однофазному двигателю с правильно спроектированными обмотками позволяет достичь рабочих характеристик, приближающихся к характеристикам трехфазный мотор. Типичные характеристики двухзначных конденсаторных двигателей с интегральной мощностью показаны в таблице 1.7. Сравнение этих характеристик с характеристиками, показанными в таблице 1.6 для двигателей с конденсаторным пуском, показывает улучшение как КПД, так и коэффициента мощности.
Оптимальные характеристики, которые могут быть достигнуты в однофазном двигателе с конденсаторами с двумя номиналами, зависят от экономических факторов, а также от технических соображений при проектировании двигателя. Чтобы проиллюстрировать это, в таблице 1.8 показаны характеристики однофазного двигателя с конструкцией, оптимизированной для различных значений рабочей емкости./ кВтч. Обратите внимание, что основное улучшение характеристик двигателя происходит при первоначальном переходе от конденсаторного запуска к двухзначному конденсаторному двигателю с относительно низким значением рабочей емкости. Это первоначальное изменение конструкции также показывает самый короткий период окупаемости.
Определение оптимального двухзначного конденсаторного двигателя для конкретного применения требует сравнения стоимости двигателя и энергопотребления всех имеющихся двигателей. Это
ТАБЛИЦА 1.7 Типичные рабочие характеристики двигателей с двумя конденсаторами3

a Четырехполюсные однофазные двигатели на 230 В.Источник: любезно предоставлено Magnetek, Сент-Луис, Миссури.
рекомендовал, чтобы это сравнение проводилось методом затрат жизненного цикла или методом чистой приведенной стоимости (изложено в теме 7). / кВтч, срок окупаемости этих двигателей составил 8-20 месяцев.

ТАБЛИЦА 1.8 Сравнение рабочих характеристик конденсаторного пускового и двухзначного конденсаторных двигателей

a Опережающий коэффициент мощности.

ТАБЛИЦА 1.9 Сравнение эффективности: стандартные и энергоэффективные однофазные двигатели для бассейнов со скоростью 3600 об / мин

РИСУНОК 1.18 Сравнение эффективности энергоэффективных и стандартных однофазных двигателей бассейновых насосов. (Предоставлено Magnetek, Санкт-Петербург).Луис, Миссури)

РИСУНОК 1.19 Годовая экономия на энергоэффективном двигателе для бассейнов мощностью 1 л.с., работающем 365 дней в году. (С любезного разрешения Magnetek, Сент-Луис, Миссури)
1.2.3

Двигатели с постоянным разделенным конденсатором

Однофазные асинхронные двигатели с постоянными разделенными конденсаторами определяются как конденсаторные двигатели с одинаковым значением емкости, используемым как для запуска, так и для работы. Этот тип двигателя также называют однозначным конденсаторным двигателем.Применение однофазного двигателя этого типа обычно ограничивается прямым приводом таких нагрузок, как вентиляторы, нагнетатели или насосы, для которых не требуется нормальный или высокий пусковой крутящий момент. Следовательно, основным применением электродвигателя с постоянным разделенным конденсатором были вентиляторы и воздуходувки с прямым приводом. Эти двигатели не подходят для систем с ременным приводом и обычно ограничиваются низкими значениями мощности в лошадиных силах.
Принципиальная схема двигателя с постоянным разделением конденсаторов показана на рис.1.20. Обратите внимание на отсутствие пускового переключателя. Этот тип двигателя, по существу, аналогичен двигателю с двухзначным конденсатором

РИСУНОК 1.20 Однофазный двигатель с постоянным разделенным конденсатором
, работающий на рабочем соединении, и будет иметь примерно такие же характеристики крутящего момента. Поскольку только рабочий конденсатор (который имеет относительно низкое значение) подключен последовательно со вспомогательной обмоткой при запуске, пусковой момент значительно снижается. Пусковой крутящий момент составляет всего 20-30% крутящего момента при полной нагрузке.Типичная кривая скорости-момента для двигателя с постоянным разделением конденсаторов показана на рис. 1.21. Рабочие характеристики этого типа двигателя с точки зрения КПД и коэффициента мощности такие же, как у двухзначного конденсаторного двигателя. Однако из-за низкого пускового момента его успешное применение требует тесной координации между производителем двигателя и производителем приводного оборудования.
Специальная версия конденсаторного двигателя используется для многоскоростных приводов вентиляторов. Этот тип конденсаторного двигателя обычно имеет главную обмотку с ответвлениями и ротор с высоким сопротивлением.Ротор с высоким сопротивлением используется для улучшения стабильной скорости и увеличения пускового момента. Существует ряд вариантов и способов намотки двигателей. Наиболее распространенная конструкция — двухскоростной двигатель, имеющий три обмотки: основную, промежуточную и вспомогательную. Для сети 230 В обычное соединение обмоток называется Т-образным соединением. Принципиальные схемы двухскоростных двигателей с Т-образным соединением показаны на рис. 1.22 и 1.23. Для

РИСУНОК 1.21 Кривая скорость-крутящий момент для двигателя с постоянным разделением конденсаторов.
высокоскоростной режим работы, промежуточная обмотка не включена в схему, как показано на рис. 1.23, и линейное напряжение подается последовательно на основную обмотку и вспомогательную обмотку и конденсатор. Для работы на малой скорости промежуточная обмотка включается последовательно с основной обмоткой и вспомогательной цепью, как показано на рис. 1.23. Это соединение снижает напряжение, приложенное как к основной обмотке, так и к вспомогательной цепи, тем самым уменьшая крутящий момент.

РИСУНОК 1.22 Однофазный двигатель с постоянным разделенным конденсатором, Т-образное соединение и двухскоростной режим.
двигатель будет развиваться и, следовательно, скорость двигателя будет соответствовать требованиям нагрузки. Величина снижения скорости является функцией соотношения витков между основной и промежуточной обмотками и характеристиками крутящего момента ведомой нагрузки. Следует понимать, что с этим типом двигателя изменение скорости достигается за счет снижения скорости двигателя до требуемого низкого значения.

РИС. 1.23 Однофазный двигатель с постоянным разделенным конденсатором с Т-образным соединением и расположением обмоток.
скорость; это не многоскоростной двигатель с более чем одной синхронной скоростью.
Пример кривых скорость-крутящий момент для конденсаторного двигателя с ответвленной обмоткой показан на рис. 1.24. Кривая нагрузки типичной нагрузки вентилятора накладывается на кривые скорость-крутящий момент двигателя, чтобы показать снижение скорости, полученное при низкоскоростном соединении.

РИСУНОК 1.24 Кривые скорость-крутящий момент для однофазного двигателя с постоянным разделенным конденсатором и ответвленной обмоткой.

Однофазные промышленные двигатели

— как они работают?

Где бы мы были без электродвигателя?

Эти машины дали нам все, от освещения до охлаждения и даже сверхбыстрых электромобилей, все за счет преобразования электроэнергии в механическое движение. Существует много типов электродвигателей, но электродвигатели переменного тока остаются обычным явлением в промышленности благодаря своей элегантности и проверенной работе. Эти двигатели используют переменный ток и физику электромагнетизма для генерации вращательной мощности и бывают разных типов в зависимости от области применения.В этой статье будут рассмотрены однофазные промышленные двигатели, опора современного мира, обеспечивающая энергией многие полезные инструменты. Этот двигатель, его принципы работы и его характеристики будут обсуждены, чтобы помочь разработчикам понять преимущества однофазных двигателей, а также когда их использовать.

Что такое однофазные двигатели?

Однофазные двигатели — это двигатель переменного тока, в котором используются электромагнитные принципы для создания полезной энергии вращения. Они работают примерно так же, как и двигатели с короткозамкнутым ротором, с фазным ротором и другие многофазные двигатели, за исключением того, что они несколько упрощены (дополнительную информацию об этих двигателях можно найти в наших статьях о короткозамкнутых двигателях, роторах с фазным ротором и асинхронных двигателях).«Однофазный» относится только к входной мощности, поэтому существует много типов двигателей, которые используют однофазные входы. Обычно они используются в асинхронных двигателях, но также могут быть синхронными. Однофазные двигатели содержат как статоры, так и роторы, как и большинство электродвигателей, но они используют только одну обмотку в своем статоре, которая пропускает только один переменный ток, а их роторы, как правило, более простые, чем у других конструкций. Для них также требуется стартер, поскольку использование только одной фазы входной мощности обеспечивает нулевой пусковой момент в состоянии покоя.

Как работают однофазные двигатели?

В однофазных двигателях используются как статоры, так и роторы, как и в других двигателях переменного тока, хотя они работают по-другому. В трехфазных двигателях 120-градусное разделение фаз между тремя токами переменного тока, проходящими через обмотки статора, создает вращающееся магнитное поле; однако магнитное поле, создаваемое только одной фазой, «пульсирует» между двумя полюсами двигателя, поскольку существует только один переменный ток, создающий два возможных состояния магнитного поля (переменный ток имеет два синусоидальных пика, где магнитные поля будут равными, но противоположными по ориентации, или «вверх-вниз»).Это приближается к вращающемуся полю, но не полностью. Эти двигатели должны получить начальный толчок или почувствовать силу, «не совпадающую по фазе» с фазой статора, чтобы произошло начальное движение ротора. Стационарный ротор не будет ощущать никаких эффектов от этого пульсирующего магнитного поля «вверх-вниз», если он еще не движется, поскольку магнитные силы вверх-вниз идеально компенсируют друг друга. Пускатели двигателей решают эту проблему, добавляя противофазное воздействие (вспомогательные обмотки, конденсаторы и т. Д.), Которое затем создает моделируемое вращающееся магнитное поле для запуска двигателя.Более подробную информацию об этих стартерах можно найти в нашей статье о пускателях двигателей.

Типы однофазных двигателей

Однофазный двигатель относится только к типу используемого входного источника питания, а не к конкретной схеме статор-ротор-пускатель. Многие спецификации для других двигателей переменного тока применяются при выборе однофазного двигателя, и их можно найти в наших статьях об асинхронных двигателях и двигателях переменного тока. В этой статье будут описаны различные типы однофазных двигателей, чтобы общие принципы можно было применить к этим конкретным конструкциям.

Двухфазные двигатели

В двигателях

с разделенной фазой имеется вспомогательная обмотка вне обмотки статора, чтобы обеспечить начальную разность фаз, необходимую для вращения. В обмотке стартера используется провод меньшего диаметра и меньше витков, чем в обмотке статора, что придает ей большее сопротивление. Оно будет не в фазе с основным магнитным полем, потому что повышенное сопротивление изменяет фазу питания. Эта обмотка с расщепленной фазой даст начальный толчок для начала вращения, а основная обмотка будет поддерживать двигатель в работе.Пусковая обмотка должна быть отключена (обычно с помощью центробежного переключателя на выходном валу), как только двигатель достигнет процента полной скорости (около 75% от номинальной скорости). Увеличение сопротивления пусковой обмотки также увеличивает риск перегорания катушки, поэтому эти переключатели необходимы для правильной и надежной работы двигателей с расщепленной фазой.

Конденсаторные пусковые и конденсаторные пуско-конденсаторные двигатели

В однофазных двигателях этих типов конденсаторы вместе со вспомогательной обмоткой обеспечивают разность фаз, необходимую для запуска вращения в этих двигателях.Они похожи на двигатели с расщепленной фазой, но для сдвига фазы стартера используют емкость вместо сопротивления. В двигателях с конденсаторным пуском центробежный переключатель отключает пусковой конденсатор, когда двигатель набирает определенную скорость (около 75-80% от полной скорости). Конденсаторные двигатели с пусковым конденсатором используют два конденсатора (пусковой конденсатор и рабочий конденсатор), где ток, протекающий через пусковой конденсатор, опережает приложенное напряжение и вызывает фазовый сдвиг. Пусковой конденсатор затем ускоряет запуск двигателя, а рабочий конденсатор переключается на работу, когда двигатель набирает номинальную скорость.

Двигатели с постоянным разделением конденсаторов

В двигателях с постоянным разделением конденсаторов используется постоянный конденсатор, включенный последовательно с пусковой обмоткой, без центробежного переключателя. Конденсатор постоянно используется при работающем двигателе, а это означает, что он не может обеспечить усиление, которое дает пусковой конденсатор, используемый в предыдущих двух конструкциях. Однако эти двигатели выигрывают от того, что не нуждаются в пусковом механизме (переключателе, кнопке и т. Д.), Поскольку рабочий конденсатор, включенный последовательно со вспомогательной обмоткой, пассивно изменяет фазу однофазного входа.Двигатели с постоянным разделением конденсаторов также реверсивны и, как правило, более надежны, чем другие однофазные двигатели.

Двигатели с экранированными полюсами

В этом типе однофазного двигателя не используются обмотки или пускатели для запуска двигателя. Вместо этого в этом двигателе используется схема, показанная на Рисунке 1 ниже:

Рис. 1: Схема двигателя с экранированными полюсами. Обратите внимание на то, что заштрихованные катушки являются продолжением основной обмотки статора.

Этот двигатель более прост, чем другие однофазные двигатели, поскольку не требует дополнительных цепей пускателя или переключателей.Корпус двигателя с C-образным сердечником изготовлен из магнитопроводящего материала (обычно железа), который передает пульсирующее магнитное поле от основной обмотки статора к ротору. Полюса этого двигателя разделены на две неравные половины, где два «затененных» полюса создаются за счет расширения основной обмотки статора до меньших обмоток на одной из этих половин (показано выше). Когда однофазный переменный ток входит в С-образный сердечник, он «затеняет» намотанные половины, заставляя магнитное поле отставать от затененной части (затеняющая катушка создает противоположное магнитное поле, замедляя магнитный поток).Это вызывает неравномерное распределение индуктивных сил по ротору и заставляет его вращаться.

Заявки и критерии отбора

Для некоторых приложений требуются определенные однофазные двигатели. В таблице 1 приведены качественные рабочие характеристики каждого типа двигателя.

Таблица 1: Качественная сводка рабочих характеристик каждого типа однофазного двигателя.

Двигатели

с расщепленной фазой имеют относительно простую конструкцию, которая снижает их стоимость и производительность.Однако они имеют низкий пусковой момент и склонны к перегреву из-за резистивного характера их пускового механизма. Применения с низким крутящим моментом, такие как ручные шлифовальные машины, небольшие вентиляторы и другие устройства с малой мощностью, лучше всего подходят для двигателей с расщепленной фазой. Не используйте этот двигатель, если требуется высокий крутящий момент или высокая частота цикла; при таком использовании электродвигатели с расщепленной фазой почти наверняка сгорят.

Двигатели с конденсаторным пуском имеют улучшенный пусковой момент по сравнению с двигателями с расщепленной фазой и могут выдерживать высокие рабочие циклы.В результате они получили более широкое применение и являются основой для промышленных двигателей общего назначения. К ним относятся, среди прочего, конвейеры с ременным приводом, большие нагнетатели и редукторы. Их главный недостаток — стоимость, так как они дороже двигателей с расщепленной фазой.

Электродвигатели с постоянным разделением конденсаторов, обладая низким пусковым крутящим моментом, могут хорошо работать при высокой частоте циклов и обладают отличной эффективностью и надежностью. Они двусторонние благодаря отсутствию пускового механизма и могут регулироваться по скорости.Их единственный серьезный недостаток заключается в том, что они не могут справиться с высокими крутящими моментами, но в остальном являются надежными, высокоэффективными машинами, отлично подходящими для гаражных ворот, открывателей ворот или любого другого приложения с низким крутящим моментом, которое требует мгновенного реверсирования.

Конденсаторные двигатели с пусковым конденсатором сочетают в себе преимущества как конденсаторных двигателей с постоянным разделением, так и конденсаторных пусковых двигателей при удвоенной стоимости. Они могут приводить в действие приложения, которые слишком сложны для других однофазных двигателей, такие как воздушные компрессоры, насосы высокого давления, вакуумные насосы, устройства мощностью 1-10 л.с. и т. Д.используя их высокий пусковой крутящий момент. Они эффективны при полном токе нагрузки и надежны благодаря своей упрощенной конструкции. Если мощность, надежность и эффективность являются приоритетами, а стоимость не вызывает беспокойства, рассмотрите этот тип однофазного двигателя.

Двигатели с экранированными полюсами часто считаются «одноразовыми» электродвигателями, поскольку они просты в производстве и дешевле заменять, чем ремонтировать. Их крутящий момент, эффективность и надежность далеки от того, чего могут достичь другие однофазные двигатели, но они недороги и хорошо работают в приложениях с низкой мощностью.К ним относятся бытовые применения, такие как вентиляторы для ванных комнат, фены, электрические часы, игрушки и т. Д. Если для проекта требуется лишь небольшая мощность, а цена имеет первостепенное значение, двигатель с экранированным полюсом будет работать нормально.

Сводка

В этой статье представлено понимание того, что такое однофазные промышленные двигатели и как они работают. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Источники:

1. https://geosci.uchicago.edu
2. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/mintage/indmot.html
3. http://www.egr.unlv.edu/~eebag/Induction%20Motors.pdf
4. https://people.ucalgary.ca
5. https://faculty.up.edu/lulay/me401/fetchpdf.cgi.pdf
6. https://www.electrical4u.com/types-of- однофазный асинхронный двигатель /

Прочие изделия из двигателей

Больше от Machinery, Tools & Supplies

Пуск однофазного двигателя — нарушение напряжения

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

* Конденсаторный пуск
Мотор

* Навсегда
Двигатель с разделенным конденсатором

* Конденсаторный пусковой конденсаторный двигатель

* Двигатель с разделенной фазой

Конденсаторный пусковой двигатель

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

Конденсаторный пусковой двигатель

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

Конденсаторный пуск двигателя — Диаграмма вектора

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

Двигатели с постоянным разделенным конденсатором

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

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

Двигатели с постоянным разделенным конденсатором (PSC)

Двигатели с постоянными разделенными конденсаторами (PSC) — фазовая диаграмма

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

PSC Показан двигатель с подключенным конденсатором

Конденсатор пусковой конденсатор Рабочий двигатель

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

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

конденсатор пусковой конденсатор запуск двигателя

Электродвигатель с разделенной фазой

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

Асинхронный двигатель с расщепленной фазой

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

Схема мотор-вектор с расщепленной фазой

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

Дополнительная информация : Калькулятор двигателя, Калькулятор пускового тока двигателя

Типы однофазных асинхронных двигателей

Реверсивные однофазные асинхронные двигатели

Реверсивные однофазные асинхронные двигатели

Начиная с моей статьи о двигателях переменного тока,
Меня часто спрашивают о том, как изменить асинхронный двигатель переменного тока.Раньше я подробно не рассказывал, как запускаются асинхронные двигатели.
потому что это обширная тема сама по себе.

Ротор асинхронного двигателя представляет собой проницаемый железный сердечник.
с залитой алюминиевой обмоткой короткого замыкания. Ты можешь видеть
алюминий на обоих концах ротора. Алюминий также проходит через
продольные отверстия в роторе для укорочения типа «беличья клетка»
обмотка цепи. Линии едва видны под небольшим углом на роторе
где проходят обмотки.

Обмотка короткого замыкания заставляет ротор сопротивляться быстрым изменениям магнитного поля.
полей, поэтому, если он подвергается воздействию вращающегося магнитного поля, он будет пытаться
следовать за ним. (подробнее об этом здесь)

В трехфазном двигателе три фазы на трех обмотках, естественно
создают вращающееся магнитное поле. Но для однофазных двигателей переменного тока
магнитное поле только чередуется вперед и назад. Нужны некоторые хитрости
для создания вращающегося поля.

Реверс двигателя с расщепленной фазой

В этом двигателе с расщепленной фазой основная обмотка (метка ‘M’)
подключается непосредственно к источнику переменного тока 60 Гц, а
другая обмотка (метка ‘O’) подключена последовательно с
конденсатор (С).Взаимодействие индуктивности двигателя
обмотки и емкость конденсатора приводят к тому, что обмотка составляет около 90
градусы не совпадают по фазе с основной обмоткой.

Основная обмотка создает магнитное поле, чередующееся по вертикали,
а другая обмотка создает магнитное поле, которое чередуется по горизонтали.
но не в фазе, в сумме это вращающееся магнитное поле.
Ротор пытается следовать за ним, заставляя его вращаться.

Реверс двигателя — это просто перестановка силового соединения.
так что другая обмотка находится непосредственно на переменном токе.По сути, перемещение
одна сторона силового соединения от (A) до (B), в результате чего обмотка (O)
быть основной обмоткой, а обмотка (М) — фазосдвинутой.

На двигателях мощностью более 1/4 л.с. две обмотки обычно имеют разные
числа оборотов, поэтому этот метод реверсирования может быть неприменим.
Сначала убедитесь, что сопротивление двух обмоток одинаково.

Если обмотки не одинакового сопротивления, вы все равно можете его поменять местами.
поменяв полярность одной из обмоток, при условии, что
винты не связаны друг с другом внутри двигателя (например, более трех
провода выходящие из обмоток).

Обмотки стартера на более мощных двигателях

Теперь, если мы заглянем внутрь более крупного двигателя, такого как этот двигатель мощностью 3/4 лошадиных сил,
обмотки выглядят
намного сложнее. Обмотки распределены по множеству пазов.
в статоре двигателя (C). Таким образом, там
меньше резкого перехода от одного полюса к другому. Этот
делает магнитное поле более гладким, что делает его тише, более
эффективный мотор.

Этот двигатель имеет толстую главную обмотку (M), а также обмотку стартера.
из более тонкой проволоки (S).Основная обмотка создает горизонтальную
магнитное поле, а обмотка стартера создает вертикальное.

Эта обмотка стартера включена последовательно с конденсатором (C) и центробежным
переключатель (S). В этом моторе установлен пусковой конденсатор.
внутри основного корпуса. Чаще пусковой конденсатор монтируется
сверху корпуса под металлическим куполом.

Центробежный выключатель (S) установлен на задней панели.
и активируется диском (P), который нажимает на выступ на
переключатель (слева от буквы S на фото).

Сняв ротор и посмотрев на диск, можно увидеть два металлических выступа.
Когда двигатель вращается, центробежная сила толкает их наружу, что
в свою очередь тянет диск обратно. Это освободит пластиковый язычок на переключателе,
вызывая размыкание переключателя и отключение обмотки стартера.
Диск отодвигается достаточно далеко, чтобы больше не контактировать
с язычком, сводящим к минимуму трение и износ. Это умный способ
активировать переключатель на основе центробежной силы без необходимости
переключается на вращение.

Расположение центробежного переключателя издает отчетливый «щелчок».
когда он сбрасывается после выключения двигателя. Щелчок переключателя
вовлечение, когда оно начинается, различить гораздо труднее.

Если обмотка стартера помогает запускать двигатель, это обязательно поможет.
мотор тоже работает. Так почему бы просто не оставить стартер
обмотка подключена? Ну а
Вся штука с фазовым сдвигом не такая уж элегантная. Размер конденсатора вы
потребность очень сильно зависит от нагрузки двигателя. Для быстрого запуска мотора,
вам нужна большая емкость, чем для эффективного непрерывного
операция.Кроме того, конденсатор представляет собой электролитический конденсатор и не является
рассчитан на постоянную нагрузку. И потому что обмотка стартера только
используется недолго, поэтому для экономии денег он сделан из более тонкой проволоки, потому что
медь стоит дорого.

Некоторые двигатели используют большой конденсатор для запуска и
конденсатор меньшего размера для непрерывной работы. Такие моторы часто имеют
два внешних конденсатора (C), как показано на этой в моей настольной пиле.
Эти двигатели называются двигателями с конденсаторным запуском и запуском конденсатора.Конденсаторные двигатели с конденсаторным запуском обычно имеют более одного
Лошадиные силы. Это 1,75 лошадиных сил.

Двигатели можно удешевить, заменив их конденсатор на
резистор. Хотя обычно отдельный резистор не добавляется. Вместо,
обмотка стартера сделана из более тонкой (дешевой) медной проволоки, поэтому
у него большее сопротивление в самой обмотке.

Это приводит к гораздо меньшему
фазовый сдвиг, чем у конденсатора, но достаточный для запуска двигателя.
Обмотки двигателя по существу образуют индуктор, а когда
синусоидальная волна переменного тока (например, мощность переменного тока) подается на катушку индуктивности,
ток отстает от напряжения на 90 градусов.И магнитное поле
строго зависит от тока.

Для резистора ток синфазен с напряжением. Если бы у нас был большой
последовательное сопротивление и малая индуктивность, падение напряжения и ток
будет во многом определяться резистором. Итак, ток и магнитный
поле будет в значительной степени синфазным с приложенным напряжением. С участием
тока в основной обмотке, отставая на 90 градусов, мы имели бы
Разница между ними 90 градусов, но обмотка стартера
было бы крайне неэффективно.

На самом деле компромисс гораздо меньше.
фазового сдвига и большей мощности. Этого достаточно, чтобы мотор заработал.
Как бы то ни было, стартер на этих моторах довольно неэффективен, но он
не имеет большого значения, когда двигатель работает. Однако лишний ток
требуемый для стартера может сработать автоматический выключатель, поэтому этот метод
обычно используется только для двигателей меньшего размера, от 1/4 до 1/2 л.с.
В двигателях мощностью 3/4 или больше обычно используется пусковой конденсатор.

Если вы не знакомы с аналоговой электроникой, приведенное выше объяснение
вероятно, неадекватен, и вы можете узнать больше об индукции
моторы, если вы этого не понимаете.

В асинхронных двигателях изнашиваются только подшипники,
выключатель стартера и конденсатор. Без конденсатора есть один
меньше вещей потерпеть неудачу.

Совсем недавно я случайно зажал выключатель стартера на
Мотор с резистивным запуском мощностью 1/4 л.с. от сушилки для белья
(тот, что на
этот вентилятор), и мотор отключился всего за 15 секунд.
его схема тепловой защиты из-за перегрева обмотки стартера.

Реверс конденсаторного пускового двигателя

Так как же нам поменять местами конденсаторный пусковой двигатель? Как только началось,
однофазная индукция
мотор будет работать в любом направлении.Чтобы обратить это вспять, нам нужно
изменить направление вращающегося магнитного поля, создаваемого основным
и стартерные обмотки. И это можно сделать, изменив положение
полярность стартерной обмотки. По сути, нам нужно поменять местами
соединения на обоих концах обмотки стартера. Иногда это
только обмотка, Иногда обмотка, переключатель и конденсатор
наоборот. Порядок выключателя и конденсатора не
важно, если вы подключены последовательно.

Вы также можете перевернуть двигатель, перевернув основную обмотку.
(тот же эффект).

Если бы вам пришлось поменять местами основную и стартерную обмотки, как это делают
с двигателем с расщепленной фазой двигатель также будет реверсировать. Тем не мение,
он не будет работать на полную мощность и также может сгореть. В
обмотка стартера не предназначена для продолжительной работы.

Наклейка на этом двигателе указывает: «ДВИГАТЕЛЬ НЕРЕВЕРСИРУЕТСЯ».

Если вы посмотрите на предыдущие фотографии этого двигателя, вы увидите, что
только три провода (красный, желтый и синий) выходят из обмоток.Один конец основной и пусковой обмоток соединен между собой.
прямо на обмотках.

Чтобы перевернуть обмотку стартера, мне пришлось бы разорвать это соединение
внутрь обмоток и вытащить другой конец стартера
обмотка. Но я действительно не могу понять это из-за
как это внутри мотора. Мне пришлось бы проделать дыру в
ограждение, чтобы добраться даже до точки, где они связаны вместе. Это
не то, чтобы этот двигатель нельзя было реверсировать, просто для экономии средств
меры, они сделали его поворот более трудным, чем того стоит
беда.

Но на реверсивных двигателях этикетка всегда
указывает на то, что нужно поменять местами два провода для обратного.

Провода для реверса — это всегда провода, ведущие к обмотке стартера.

Если у вас двигатель, на котором отсутствует этикетка, обмотка стартера
обычно имеет электрическое сопротивление примерно в три раза больше, чем основное
обмотка и всегда включена последовательно с выключателем стартера и конденсатором
(если есть). Если вы можете изолировать оба конца этой обмотки
и поменять их местами, вы можете перевернуть мотор.Если, однако, есть только
из обмоток выходят три провода, затем основная и пусковая обмотки
один конец связан вместе, и двигатель не реверсивный.

Для 120-вольтного двигателя мощностью 1/2 л.с. основная обмотка обычно имеет около
1,5 Ом, а обмотка стартера около 4 Ом. Для 240 вольт 1/2 л.с.
двигатели (только 240 вольт), вы должны ожидать около 6 Ом на основной обмотке и 16 Ом
на обмотке стартера. Ожидайте, что сопротивление обмоток будет
обратно пропорционально мощности.

У многих двигателей от обмоток отходят несколько дополнительных проводов.
Часто к обмоткам прикрепляют термовыключатель, и этот выключатель
может быть частично привязан к одной из обмоток. Также, если мотор
можно переподключить на 120 и 240 вольт, основная обмотка будет состоять
двух обмоток на 120 В, которые можно соединить последовательно или параллельно.
Так что от обмоток может выходить довольно много проводов. Это может занять
немного времени и поисков, чтобы понять это.

Для двигателей, которые могут быть подключены как на 120 В, так и на 240 В, стартер
обмотка — обмотка на 120 вольт.Когда эти двигатели подключены к 240 вольт,
основная обмотка используется как автотрансформатор, чтобы сделать
120 вольт для обмотки стартера. В противном случае переподключение мотора
от 120 до 240 вольт было бы намного сложнее!

.