1. Подключение асинхронного двигателя в однофазную сеть
Применение конденсаторов в асинхронных двигателях
рабочий | пусковой | |
применение | В схемах асинхронных электродвигателей | В схемах асинхронных электродвигателей |
тип подключения | Последовательно со вспомогательной обмоткой электродвигателя | Параллельно рабочему конденсатору |
в качестве | Является фазосмещающим элементом | Является фазосмещающим элементом |
назначение | Позволяет получить круговое вращающееся магнитное поле, необходимое для работы электродвигателя | Позволяет получить магнитное поле, необходимое для повышения пускового момента электродвигателя |
время включения | В процессе работы электродвигателя | В момент пуска электродвигателя |
Существуют две основные области применения конденсаторов для асинхронных электродвигателей.
1) Трёхфазный асинхронный электродвигатель, включаемый через конденсатор в однофазную сеть
В случае, когда трехфазный электродвигатель необходимо подключить к однофазной сети, существует два возможных варианта подключения: «звезда» или «треугольник», причем наиболее предпочтительным во многих случаях является вариант «треугольник».
Приблизительный расчет для данного типа соединения производится по следующей формуле:
Сраб.=k*Iф/Uсети
где:
k – коэффициент, зависящий от соединения обмоток.
Для схемы соединения «Звезда» — k=2800
Для схемы соединения «Треугольник» — k=4800
Iф – номинальный фазный ток электродвигателя, А.
Uсети – напряжение однофазной сети, В.
Для определения пусковой емкости Сп. исходят из пускового момента. В случае если пуск двигателя происходит без нагрузки, пусковая емкость не требуется.
Для получения пускового момента, близкого к номинальному, достаточно иметь пусковую емкость, определяемую соотношением Сп.=(2.5-3) Ср.
Рабочее напряжение конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше напряжения сети.
Схема подключения
| Рис 1. Схема включения в однофазную сеть трехфазного асинхронного двигателя с обмотками статора, соединенными по схеме «звезда» (а) или «треугольник» (б):
|
2) 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 конденсаторного асинхронного двигателя 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.
Схема подключения
| Рис 2. Схема (а) и векторная диаграмма конденсаторного асинхронного двигателя:
|
Конденсаторный асинхронный электродвигатель по пусковым и рабочим характеристикам близок к трехфазному асинхронному двигателю.
Подключение электродвигателя звездой и треугольником
О достоинствах асинхронных двигателей спорить не приходится. Специалисты, в частности, выделяют:
- высокую производительность;
- надежность;
- неприхотливость;
- простоту конструкции;
- умеренную стоимость ремонта и обслуживания и т. п.
Асинхронный двигатель состоит из двух основных элементов: статора и ротора. Они имеют токопроводящие обмотки, начала и концы которых выводятся в распределительную коробку и фиксируются в два ряда. Они обозначаются либо литерами С (С1, С2, С3 – начала обмоток, С4, С5, С6 – их концы), либо согласно новой маркировке: U1, V1, W1 –начала, U2, V2, W2 – концы.
Очень часто у людей, впервые имеющих дело с двигателями подобного типа, возникает вопрос: как же их лучше подключить? Существует три схемы подключения:
- «треугольник»;
- «звезда»;
- комбинированная («звезда-треугольник»).
Итак, каким образом осуществляется подключение электродвигателя звездой и треугольником?
Подключение звездой
В этом случае концы обмоток статора соединяются вместе в одной точке с помощью специальной перемычки. Трехфазное напряжение подается на их начала. Таким образом, на фазной обмотке напряжение будет 220в, а линейное напряжение между двумя оставшимися фазными обмотками – 380в.
Подключение трехфазных двигателей с питающим напряжением 220/127в к стандартным однофазным сетям выполняется только по типу звезды, в противном случае агрегат быстро придет в негодность. Также именно по данной схеме подключаются все электромоторы российского производства на 380в.
В целом подключение звездой обеспечивает более мягкий запуск двигателя и плавность его работы, давая также возможность перезагрузки. Поэтому двигатели средней мощности принято запускать по данной схеме. Однако следует учесть, что в этом случае трехфазный двигатель не сможет работать на полную мощность.
Подключение треугольником
Обмотки соединяются последовательно в замкнутую ячейку, т.е. конец одной из них соединяется с началом следующей и т.д. Ряды контактов с клеммами располагаются так, чтобы они были смещены относительно друг друга (т.е. напротив вывода С6 (W2)помещается С1 (U1) и т.п.). Места соединения следует подключить к соответствующим фазам питающего напряжения. Линейное напряжение сети и напряжение на фазной обмотке равны 220в
Соединение треугольник гарантирует достижение максимальной мощности асинхронного электродвигателя (т. е. полной паспортной мощности, что в полтора раза больше, чем при соединении звездой), но при этом он подвержен большему нагреву и имеет большие значения пусковых токов. Это обусловлено конструктивными особенностями двигателей данного типа: ротор достаточно массивен и имеет большую инерционность, следовательно, когда он раскручивается, мотор работает в режиме перегрузки. Соответственно, двигатель может быстро выйти из строя. Однако если вам нужно подключить к электросети электромотор, произведенный в Европе и рассчитанный на номинальное напряжение 400/690, то это единственно правильный вариант.
Комбинированное подключение
Эту функцию используют только для двигателей с соответствующей пометкой (Δ/Y), которая обозначает, что возможны оба варианта соединения. Запуск осуществляется при подключении звездой для уменьшения пускового тока, затем после набора номинальной частоты вращения переключение на треугольник происходит в автоматическом режиме. Таким образом мы получаем максимально возможную мощность на выходе.
Использование данного способа связано со скачками токов. При переключении между схемами происходит следующее: прекращается подача тока, снижается скорость вращения ротора (иногда достаточно резко), затем восстанавливается изначальная скорость вращения.
Пусковые реле
Для того чтобы запустить электродвигатель согласно схеме «звезда-треугольник», разработано специальное оборудование. Названия могут быть разными: реле «Старт-дельта», «Пусковые реле времени» и т.п., но схема их действия всегда одинакова: после подачи напряжения на реле начинается отсчет времени разгона, включается пускатель «звезда», затем, по окончании времени разгона контакты размыкаются, пускатель выключается, замыкаются контакты, включающие пускатель «треугольник».
Подобные реле производятся в Чехии (CRM-2T, TRS2D), Австрии (РВП-3, D6DS, ВЛ-32М1), Украине (ВЛ-163), Италии (80 series, Finder). Он могут быть модульными, программируемыми, съемными, одно- или многофункциональными, механическими или цифровыми, суточными, недельными – выбор достаточно широк.
Итак, вопрос: как подключить электродвигатель звездой или треугольником — решается достаточно просто. Внимательно изучите инструкцию, прилагаемую к агрегату, обращая особое внимание на метки на бирке мотора.
Подключение трехфазного асинхронного двигателя
У трёхфазного асинхронного двигателя существует 6 выводов обмотки статора – три начала и три конца. Выводы могут соединяться звездой или треугольником, в зависимости от напряжения питающей сети (380В или 220В). Для этого на корпусе двигателя имеется коробка, в которую выведены начала фаз С1, С2, С3 и концы фаз С4, С5, С6.
Большинство двигателей в настоящее время работают при фазном напряжении 220 В.
Виды соединения обмоток
Соединение звездой – это соединение, при котором концы обмоток имеют одну общую точку (ноль). При таком соединении, линейной напряжение больше чем напряжение в фазе в 1,73 раз. Это значит что если линейное напряжение 380 В, то в фазе будет в 1,73 раза меньше, то есть 220 В. Большой плюс такого соединения в том что пусковые токи невелики в отличие от соединения треугольником. Но при соединении звездой двигатель испытывает значительные потери в мощности.
Соединение треугольником – это соединение, при котором обмотки соединены так, чтобы начало одной обмотки входило в конец другой обмотки. При соединении треугольником фазное напряжение равно линейному, а значит если мы имеем линейное напряжение в сети 220 В, то для правильного подключения двигателя нужно подключать выводы треугольником. Плюс такого соединения в большой мощности, минус в значительных пусковых токах.
Подключение асинхронного двигателя к однофазной сети
Иногда обстоятельства складываются так, что источником питания является однофазная сеть. Для подключения трехфазного двигателя в этом случае следует воспользоваться конденсатором. Конденсатора может быть два – пусковой и рабочий. Два потому что необходимо в процессе запуска и работы изменять емкость, этого добиваются включением-отключением одного из конденсаторов (пускового). Обычно используют бумажные конденсаторы, потому что они неполярные, а в цепи переменного тока это важно учитывать.
Емкость рабочего конденсатора можно рассчитать по формуле:
Емкость пускового конденсатора нужно выбирать в 2-2,5 раза больше емкости рабочего конденсатора, а его рабочее напряжение должно быть выше питающего в 1,5 раза.
В момент подачи напряжения ключ SA замыкают, а затем размыкают, тем самым кратковременно увеличивая ток необходимый для запуска двигателя.
Нужно учитывать, что далеко не все двигатели можно подключать к однофазной цепи. Также нужно знать, что максимальная мощность при таком подключении составит не более 50-60% от мощности при подключении к трехфазной цепи.
Как подключить электродвигатель к однофазной и трехфазной сети: Схема Звезда, Треугольник
Подключение трехфазного электродвигателя АИР к трехфазной сети с напряжением 220/380В и 380/660 В — это упорядоченное, согласно схеме, соединение концов обмоток в клеммной коробке. От правильного монтажа напрямую зависит срок службы и эффективность оборудования.
Выделяют три схемы подключения трехфазного электродвигателя:
- «Звезда»
- «Треугольник»
- Комбинированное соединение
Также предусмотрено подключение асинхронного трехфазного электродвигателя к однофазной сети 220В при помощи конденсатора. Соединение обмоток двигателя в ту или иную схему производится соответствующей установкой перемычек в клеммной коробке.
Как узнать, подключать Звездой или Треугольником?
У трехфазных двигателей АИР есть два номинальных напряжения: 220/380 в и 380/660В, которое указано на шильде. Это основной критерий выбора типа соединения асинхронных двигателей.
Схема подключения электродвигателя | Напряжение | |
Звезда | 380 В | 660 В |
Треугольник | 220 В | 380 В |
- Электродвигатели 220/380 — современные модели до 112 габарита — 7,5 кВт. Ранее выпускались до 315 габарита — до 132 кВт. Подключение к сети 220В треугольником, к 380В звездой.
- Электродвигатели 380/660 — встречается в моделях, мощностью от 4 кВт. Схема для 380В — треугольник, для 660В — звезда.
Звезда
«Звезда» предусматривает, что концы обмоток статора замыкаются в одной точке, называемой нулевой точкой или нейтралью, а начала подключаются своим фазам – L. Поэтому двигатели средней мощности принято запускать именно «звездой». Однако при этом невозможно достичь паспортной мощности электродвигателя.
Преимущества схемы подключения «Звезда»:
- Плавный запуск
- Более надежная работа двигателя
- Допускается не длительная перегрузка
Треугольник
При подключении двигателя треугольником конец одной статорной обмотки последовательно соединяется с началом следующей. Однако подключение треугольником значительно увеличивает пусковые токи, что может привести к пробою изоляции; двигатель сильнее нагревается.
Преимущества схемы подключения «Треугольник»:
- Рабочая мощность соответствует паспортной
- Увеличенный крутящий момент
- Улучшенное тяговое усилие
«Звезда-треугольник» (комбинированная)
В случае с мощными электромоторами (начиная с 5,5/3000) важно обеспечить плавный пуск без перегрузок и дальнейшую работу на максимальной мощности. Такие двигатели чаще соединяют по схеме звезда-треугольник. Она подходит только для моделей с пометкой (Δ/Y), которая свидетельствует о возможности соединения двумя способами.
Комбинированная схема подключения обезопасит мотор от высоких пусковых токов и обеспечит паспортную мощность двигателя. Практически выглядит так: электромотор запускается по схеме звезда, а набрав обороты переключается на схему треугольник, либо автоматически, либо с помощью дополнительных устройств. При этом возможны скачки тока.
Запуск по
схеме «звезда / треугольник» подходит для моторов с большими маховыми
массами, у которых при номинальной скорости сразу набрасывается нагрузка.
Схемы подключения скачать pdf
Подключение двигателя к однофазной сети 220В через конденсатор
Для использования асинхронного электродвигателя от бытовой электрической сети 220В применяют фазосдвигающий конденсатор. Таким образом достигается мягкий запуск агрегата. Методы подключения конденсаторов к бытовой сети 220В:
- с выключателем
- напрямую, без выключателя
- параллельное включение двух электролитов
Конденсатор для двигателя должен превышать его по напряжению как минимум в 1,5 раза. В противном случае возникнут скачки напряжения, что чревато поломками.
Расчет конденсатора для трехфазной сети
Правильный подбор конденсатора для подключения трехфазного двигателя к однофазной сети предполагает расчет емкости. Ее значение зависит от схемы подключения обмоток и других параметров.
Формула расчета емкости конденсатора для схемы «Звезда»
Формула расчета емкости конденсатора для схемы «Треугольник»
Где Емк — емкость рабочего конденсатора в мкФ, I — ток в А, U — напряжение сети в В.
Напряжение питания электродвигателей АИР
Проблемы с выбором и монтажом электродвигателя?
Менеджеры Слобожанского завода всегда готовы помочь купить асинхронный трехфазный электродвигатель любой мощности, разобраться с подключением и подобрать оптимальную схему под ваше оборудование и специфику применения.
Звоните и получите бесплатную консультацию в подключении электродвигателя от опытных специалистов СЛЭМЗ!
Звезда или треугольник. Оптимальное подключение асинхронного электродвигателя | RuAut
Двигатели асинхронного типа имеют целый набор безусловных достоинств. Среди плюсов асинхронных двигателей в первую очередь хочется назвать высокую производительность и надежность их эксплуатации, совсем небольшую стоимость и неприхотливость ремонта и обслуживания двигателя, а также способность переносить достаточно высокие перегрузки механического типа. Все эти достоинства, которыми обладают асинхронные двигатели, обусловлена тем, что данный тип двигателей имеет очень простую конструкцию. Но, не смотря на большое число достоинств, асинхронным двигателям присущи и их определенные отрицательные моменты.
В практической работе принято использовать два основных способа подключения трёхфазных электродвигателей к электросети. Эти способы подключения носят названия: «подключение методом звезды» и «подключение методом треугольника».
Когда выполняется соединение трёхфазного электродвигателя по типу подключения «звезда», тогда соединение концов обмоток статора электродвигателя происходит в одной точке. При этом трехфазное напряжение подают на начала обмоток. Ниже, на рисунке 1, наглядно проиллюстрирована схема подключения асинхронного двигателя «звездой».
Когда выполняется соединение трёхфазного электродвигателя по типу подключения «треугольник», тогда обмотки статора электродвигателя присоединяются последовательно друг за другом. При этом начало последующей обмотки соединяется с концом предыдущей обмотки и так далее. Ниже, на рисунке 2, наглядно проиллюстрирована схема подключения асинхронного двигателя «треугольником».
Если не вдаваться в теоретические и технические основы электротехники, то можно принять на веру тот факт, что работа тех электродвигателей, у которых обмотки подключены по схеме «звезда», является более мягкой и плавной, чем у электродвигателей, обмотки которых соединены по схеме «треугольник». Но тут же стоит обратить внимание на ту особенность, что электродвигатели, обмотки которых подключены по схеме «звезда», не способны развить полную мощность, заявленную в паспортных характеристиках. В том случае, если соединение обмоток выполнено по схеме «треугольник», то электродвигатель работает на максимальную мощность, которая заявлена в техническом паспорте, но при этом имеют место быть очень высокие значения пусковых токов. Если произвести сравнение по мощности, то электродвигатели, чьи обмотки будут соединены по схеме «треугольник», способны выдавать мощность в полтора раза выше, чем те электродвигатели, обмотки которых подключены по схеме «звезда».
Основываясь на всем вышеописанном, для того, чтобы снизить токи при запуске, целесообразно применять подключение обмоток по комбинированной схеме «треугольник-звезда». Особенно такой тип подключения актуален для электродвигателей, обладающих большей мощностью. Таким образом, в связи с соединением по схеме «треугольник- звезда» изначально запуск выполняется по схеме «звезда», а после того, как электродвигатель «набрал обороты», выполняется переключение в автоматическом режиме по схеме «треугольник».
Схема управления электродвигателем представлена на рисунке 3.
Рис. 3 Схема управления
Еще один вариант схемы управления электродвигателем заключается в следующем (рис. 4).
Рис. 4 Схема управления двигателем
На контакт NC (нормально закрытый) реле времени K1, а также на контакт NC реле K2, в цепи катушки пускателя КЗ, подаётся напряжение питания.
После того, как произойдет включение пускателя КЗ, нормально закрытыми контактами КЗ расцепляются цепи катушки пускателя K2 (запрет случайного включения). Контакт КЗ в цепи питания катушки пускателя K1 замыкается.
Когда запускается магнитный пускатель K1, в цепи питания его катушки замыкаются контакты K1. Реле времени включается в то же самое время, контакт этого реле K1 в цепи катушки пускателя КЗ размыкается. А в цепи катушки пускателя K2 – замыкается.
При отключении обмотки пускателя КЗ, замкнётся контакт КЗ в цепи катушки пускателя K2. После того, как пускатель K2 включится, он размыкает своими контактами K2 цепь питания катушки пускателя КЗ.
Трёхфазное напряжение питания подаётся на начало каждой из обмоток W1, U1 и V1 с помощью силовых контактов пускателя K1. Когда срабатывает магнитный пускатель КЗ, тогда при помощи его контактов КЗ выполняется замыкание, посредством которого между собой соединяются концы каждой из обмоток электродвигателя W2, V2 и U2. Таким образом, выполняется подключение обмоток электродвигателя по схеме соединения «звезда».
Реле времени, объединенное с магнитным пускателем K1, сработает спустя определенное время,. При этом происходит отключение магнитного пускателя КЗ и одновременное включение магнитного пускателя K2. Таким образом силовые контакты пускателя K2 замкнутся и напряжение питания будет подано на концы каждой из обмоток U2, W2 и V2 электродвигателя. Иными словами, электродвигатель включается по схеме подключения «треугольник».
Для того, чтобы электродвигатель запустить по схеме соединения «треугольник-звезда», различные изготовители производят специальные пусковые реле. Данные реле могут носить разнообразные названия, например, реле «старт-дельта» или «пусковое реле времени», а также и некоторые другие. Но назначение всех этих реле заключается в одном и том же.
Типовая схема, выполненная с реле времени, предназначенном для запуска, то есть реле «треугольник-звезда», для осуществления управления запуска трехфазного электродвигателя асинхронного типа представлена на рисунке 5.
Рис.5 Типовая схема с пусковым реле времени (реле «звезда/треугольник») для управления запуском трехфазного асинхронного двигателя.
Итак, подытожим все вышеописанное. Для того, чтобы понизить пусковые токи осуществлять запуск электродвигателя требуется в определенной последовательности, а именно:
- сперва электродвигатель запускают на пониженных оборотах соединённым по схеме «звезда»;
- затем электродвигатель соединяют по схеме «треугольник».
Первоначальный запуск по схеме «треугольник» создаст максимальный момент, а последующее соединение по схеме «звезда» (для которой в 2 раза меньше пусковой момент) с продолжением работы в номинальном режиме, когда двигатель «набрал обороты», произойдёт переключение на схему соединения «треугольник» в автоматическом режиме. Но не стоит забывать о том, какая нагрузка создается перед запуском на валу, так как вращающий момент при соединении по схеме «звезда» ослаблен. По этой причине маловероятно, что данный метод запуска будет приемлем для электродвигателей с высокой нагрузкой, так как они в таком случае могут потерять свою работоспособность.
Как подключить электродвигатель к бытовой сети
Человек окружен электродвигателями. Их устанавливают в стиральные машины, настенные часы, автомобили, электроинструменты, и даже в игрушечные машинки. Они популярны в силу своей неприхотливости и прочности.
Как же подключить электродвигатель? Для работы обычного асинхронного двигателя достаточно двух проводов – фазы и нуля. Однако подключение усложняется, если речь идет о трехфазном варианте. Чтобы разобраться в тонкостях подключений, необходимо понимать базовые принципы электрики.
Почему применяют запуск однофазного двигателя через конденсатор?
Однофазный асинхронный двигатель – это электромотор, запитанный от сети переменного тока. Он состоит из нескольких компонентов:
- корпуса двигателя;
- ротора;
- статор.
- проводов электропитания.
В корпусе устройства располагается статор. Он состоит из рабочей и пусковой обмотки. На них подается электрический ток, который вызывает электромагнитное поле. Действие токов раскручивает ротор, установленный посередине статора. При этом необходимо учитывать, что запуск двигателя происходит принудительно. На рабочую обмотку подают ток, при этом пусковую обмотку запускают в ручном режиме, через кнопку.
Такая схема позволяет включить двигатель без дополнительных компонентов, но данная компоновка может привести к поломке двигателя. Дело в том, что сама по себе рабочая обмотка не раскручивает мотор. Она создает пульсирующее магнитное поле, силы которой не хватает на первоначальную раскрутку ротора. Рабочий контур будет ждать подключения пусковой обмотки. Она дает толчок ротору, позволяет подключиться к работе основной обмотке.
В противном случае рабочая обмотка будет находиться под постоянным напряжением. Из-за высокого сопротивления она начинает греться и постепенно приходит в негодность. Для исправления данной ситуации используют конденсаторы. Они делают старт двигателя безопасным, сохраняет ресурс обмоток.
ВНИМАНИЕ: Для определения типа обмотки используют мультиметр. С его помощью определяют сопротивление на выходах проводов из асинхронного двигателя. Прибор показывает меньшее сопротивление на рабочем контуре, большее на пусковой обмотке.
Подключение конденсаторов для запуска однофазных электродвигателей
Конденсатор – это компонент электрической цепи, накапливающий в себе заряд электрического тока. Данный элемент может снижать или повышать нагрузку на компоненты электроприборов. В системе переменного тока он проводит колебания переменного тока посредством циклической перезарядки конденсатора, замыкаясь так называемым током смещения. Емкость элемента измеряют в фарадах (Ф) или микрофарадах (мкФ).
Конструктивно данный элемент представляет собой две пластины или обкладки, посредине которых находится диэлектрик, толщина которого намного меньше размеров обкладок. Конденсатор позволяет накапливать больший или меньший ток, необходимый для корректной работы элементов электрической цепи.
Различают три вида конденсаторов:
- Полярные. Не используются в сетях переменного тока из-за быстрого разрушения прослойки диэлектрика. Это приводит к короткому замыканию цепи.
- Неполярные. Работают в сетях переменного и постоянного тока. Их обкладки одинаково взаимодействуют с источником и диэлектриком.
- Электролитические или оксидные. В этом конденсаторе используют тонкую оксидную пленку в качестве электродов. Это позволяет работать с максимально возможной емкостью конденсатора. Используют на моторах с низкой частотой вращения.
Из этого следует, что для подключения к асинхронному однофазному двигателю более всего подходит неполярный конденсатор.
Для асинхронного двигателя используют конденсаторы:
- рабочие;
- пусковые (стартовые).
Первая группа элементов направлена на снижения тока на основной контур обмотки мотора. Она бережет статор от перенапряжения. Стартовые конденсаторы работают кратковременно – до 3 секунд. Они включаются в самом начале работы двигателя.
Подключение конденсатора и разных контуров обмотки может проходить в различной последовательности. Это влияет на производительность мотора и его эксплуатационные характеристики.
ВАЖНО. Для корректной работы конденсатора нужно правильно рассчитать объем данного компонента. В электрике существует правило: на 100 Ватт мощности берут примерно 7 мкФ емкости рабочего конденсатора. Для пускового элемента данный параметр увеличивается в 2.5 раза. На практике данные показатели могут незначительно отличаться. Это происходит из-за конструктивных особенностей разных двигателей, а также общей выработки устройства.
Какой вариант подключения двигателя лучше всего?
Рассмотрим схему подключения данного элемента в цепи асинхронного двигателя. Конденсаторы устанавливают в разрыв питания на выходах основной и пусковой обмотки.
Их можно комбинировать следующим образом:
- Установка пускового конденсатора, включающегося на короткий промежуток времени для снятия нагрузки на основную обмотку. При этом емкость элемента рассчитывают исходя из пропорции: на 1 кВт мощности мотора – конденсатор 70 мкФ.
- Установка рабочего конденсатора в контур основной обмотки. В этом случае пусковая обмотка подключена напрямую и работает постоянно. Для такой схемы работы выбирают конденсатор, мощностью в пределах 23-35 мкФ.
- Пусковой и рабочий конденсатор устанавливаются параллельно.
Эти схемы рассчитаны на подключение асинхронного двигателя на 220в. Данные пропорции носят рекомендательный характер и подбираются индивидуально для каждого типа мотора. Для подбора оптимальной комбинации стоит внимательно следить за работой агрегата.
Например, если мотор начинает сильно перегреваться после установки рабочего конденсатора, стоит понизить его мощность в два раза. Рекомендуется устанавливать конденсаторы с рабочим напряжением не менее 450В.
Зная, как подключается однофазный асинхронный двигатель в сеть 220В, можно подключить любой подобный агрегат без особых опасений. Главное четко представлять схему подключения и иметь под рукой хотя бы один пусковой конденсатор.
Однако для серьезных рабочих станков такой вариант неуместен. Дело в том, что на мощном электроинструменте ставят трехфазные двигатели, которые не получится подключить напрямую в стандартную сеть 220В. Чтобы запитать трехфазный асинхронный двигатель в бытовую сеть, потребуется изучить внутреннюю схему подключения его обмоток.
Способы подключения трехфазных электродвигателей
В электротехнике есть два типа коммутации питания трехфазного асинхронного двигателя:
- методом звезды;
- методом треугольника.
Перечисленные типы подключений используют на всех типах трехфазных электромоторов. От того, какой метод применен, зависит характер работы двигателя, его максимальные нагрузки. Так двигатели с подключением типа «звезда» обладают плавным запуском, но не могут работать на максимальной нагрузке, заявленной в техническом паспорте. Моторы с «треугольником» наоборот быстро стартуют и могут выдавать максимальную мощь.
Как определить схему подключения обмоток?
Распознать метод обмотки довольно просто. Это можно сделать двумя способами:
Посмотреть номерную табличку на двигателе. Обычно на ней отображены все технические данные, касающиеся работы двигателя. Среди прочего можно встретить два символа:
- геометрическую фигуру треугольника;
- звезду из трех лучей.
Необходимо сопоставить, какой из символов в таблице находится под значением 380В. Это может выглядеть следующим образом: 220/380В и рядом с ними символы «треугольник»/«звезда». Данное обозначение говорит, что на моторе, подсоединенном в сеть 380В, работает обмотка звезда.
Однако не всегда на моторе есть подобная табличка. Она может отсутствовать или быть затертой. Данный способ определения больше подходит для новых двигателей, которые никто не ремонтировал и не обслуживал. Старый агрегат лучше проверить самостоятельно. Для этого потребуется второй способ распознания типа обмотки.
Раскрутить блок управления и посмотреть на клеммник. На нем можно увидеть 6 выводов проводов. Соответственно – 3 начала и три конца обмотки. В зависимость от типа коммутации, этих выходов можно говорить о методе обмотки:
- Метод «звезда». В этом случае три выхода соединены одной перемычкой. Три оставшихся входа подключены к отдельной фазе друг за другом.
- Метод «треугольник». Каждые два вывода проводов последовательно соединены перемычками. Таким образом обмотки переходят друг в друга. При этом провода питания подведены к каждому входу индивидуально.
Данный способ дает полную картину того, как работает двигатель и по какой схеме он подключен. Зная это, можно подключить мотор к сети 220В.
ИНФОРМАЦИЯ: в редких случаях, раскрутив блок управления, можно обнаружить в нем не 6 контактов, а только 3. Это говорит о том, что схема коммутации находится в самом двигателе – под защитным кожухом со стороны торца.
Подключаем трехфазный двигатель к 220В
Данный способ подразумевает подключение трехфазного асинхронного двигателя к электросети 220В посредством конденсатора. Чтобы подключение было правильным, необходимо соблюсти несколько условий:
- Схема подключения для двигателя – треугольник. Если на двигателе выводы соединены по методу звезды, необходимо их перекоммутировать.
- Конденсатор подбирают по принципу: на каждые 100Вт – 10 мкФ.
- Способ подходит для простых двигателей, без внутренних блоков управления и предустановленных конденсаторов.
Для наглядности объяснения обозначим выводы от 1 до 6. Алгоритм подключения:
- Работаем только с группой выводов, располагающейся с одной стороны (например, с 1-го по 3-ий).
- Берем выводы 1 и 2 и подсоединяем на них провода конденсатора.
- Берем провод питания, который будет подключаться к сети 220В. Подключаем один конец провода питания к 1-му выводу, второй на 3-ий вывод. Второй вывод не трогаем, на нем запитан конденсатор и больше ничего!
- Запускаем двигатель.
Этот способ прост и безопасен. Также перед самим подключением рекомендуется прозвонить все обмотки на предмет «пробития» на корпус, а также целостности самих контуров.
Заключение
Подключить любой асинхронный двигатель к бытовой сети намного проще, чем это может показаться. Главное – знать схемы подключения, а также уметь обращаться с мультиметром.
Многоскоростные электродвигатели | двухскоростные | трехскоростные
Электродвигатели многоскоростные
Многоскоростные электродвигатели изготавливаются на базе основного исполнения односкоростных двигателей и подразделяются на:
- двухскоростные с отношением числа оборотов 1500/3000 (4/2 — число полюсов), 1000/1500 (6/4), 750/1500 (8/4), 750/1000 (8/6), 500/1000 (12/6)
- трехскоростные — 1000/1500/3000 (6/4/2), 750/1500/3000 (8/4/2), 750/1000/1500 (8/6/4)
- четырехскоростные — 500/750/1000/1500 (12/8/6/4)
Схемы подключения двухскоростных электродвигателей отличаются в зависимости от соотношения числа оборотов.
При соотношении 1/2, т.е — 1500/3000, 750/1500 и 500/1000 применяется следующая схема:
При соотношении 2/3 и 3/4, т.е -1000/1500, 750/1000 применяется другая схема:
Схема подключения трехскоростных электродвигателей:
Схема подключения четырехскоростных электродвигателей:
Основные технические характеристики двухскоростных двигателей
Марка |
Мощн. кВт |
Об/мин |
Ток, А |
Момент Н*м |
Iп/Iн |
Момент инерции кгм2 |
Масса кг |
1500/3000 об/мин | |||||||
АИР132S4/2 |
6 |
1455 |
12,5 |
39,4 |
7 |
0,032 |
70 |
7,1 |
2900 |
14,6 |
23,4 |
7 | |||
АИР132М4/2 |
8,5 |
1455 |
17,3 |
55,8 |
7,5 |
0,045 |
83,5 |
9,5 |
2925 |
19,1 |
31 |
8,5 | |||
АИР180S4/2 |
17 |
1470 |
34,5 |
110 |
6,7 |
0,16 |
170 |
20 |
2930 |
39,3 |
65,2 |
6,4 | |||
АИР180М4/2 |
22 |
1470 |
43,7 |
143 |
7,5 |
0,2 |
190 |
26 |
2935 |
50,5 |
84,6 |
7,5 | |||
5А200М4/2 |
27 |
1475 |
53,4 |
175 |
7,4 |
0,27 |
245 |
35 |
2945 |
64,9 |
114 |
7,2 | |||
5А200L4/2 |
30 |
1470 |
57,6 |
195 |
7 |
0,32 |
270 |
38 |
2945 |
67,8 |
123 |
7 | |||
5А225М4/2 |
42 |
1480 |
81,7 |
271 |
7 |
0,5 |
345 |
48 |
2960 |
87,6 |
155 |
7,5 | |||
5АМ250S4/2 |
55 |
1485 |
102 |
354 |
7,3 |
1,2 |
485 |
60 |
2975 |
114 |
193 |
7,8 | |||
5АМ250М4/2 |
66 |
1485 |
121 |
424 |
7,2 |
1,7 |
520 |
80 |
2970 |
148 |
257 |
7,2 | |||
1000/1500 об/мин | |||||||
АИР132S6/4 |
5 |
965 |
12 |
49,5 |
5,6 |
0,053 |
68,5 |
5,5 |
1435 |
11,1 |
36,6 |
5,7 | |||
АИР132М6/4 |
6,7 |
970 |
16 |
66 |
6,2 |
0,074 |
81,5 |
7,5 |
1440 |
14,7 |
49,7 |
6,2 | |||
АИР180М6/4 |
15 |
975 |
33,6 |
147 |
6,6 |
0,27 |
180 |
17 |
1450 |
33 |
112 |
6 | |||
5А200М6/4 |
20 |
980 |
44 |
195 |
6,5 |
0,41 |
245 |
22 |
1460 |
42,2 |
144 |
6 | |||
5А200L6/4 |
24 |
980 |
55,2 |
234 |
6,9 |
0,46 |
265 |
27 |
1480 |
51,5 |
174 |
6,5 | |||
500/1000 об/мин | |||||||
АИР180М12/6 |
7 |
485 |
22,4 |
138 |
4,5 |
0,27 |
200 |
13 |
975 |
25,9 |
127 |
6 | |||
5А200М12/6 |
8 |
485 |
30,6 |
158 |
4 |
0,41 |
245 |
15 |
980 |
30,1 |
146 |
6 | |||
5А200L12/6 |
10 |
485 |
31,1 |
197 |
4 |
0,46 |
265 |
18,5 |
975 |
36,3 |
181 |
6 | |||
5А225М12/6 |
14 |
485 |
43,9 |
276 |
4 |
0,65 |
320 |
25 |
980 |
48,5 |
244 |
6 | |||
5АМ250S12/6 |
16 |
495 |
56,5 |
309 |
4,4 |
1,2 |
435 |
30 |
990 |
58,3 |
289 |
6,6 | |||
5АМ250М12/6 |
18,5 |
490 |
60,1 |
361 |
4 |
1,4 |
455 |
36 |
985 |
71,1 |
349 |
5,3 | |||
750/1500 об/мин | |||||||
АИР132S8/4 |
3,6 |
715 |
9,7 |
48,1 |
4,8 |
0,053 |
68,5 |
5 |
1435 |
10,3 |
33,3 |
5,9 | |||
АИР132М8/4 |
4,7 |
715 |
12,4 |
62,8 |
5 |
0,074 |
82 |
7,5 |
1440 |
15,8 |
49,7 |
6,4 | |||
АИР180М8/4 |
13 |
730 |
33,6 |
170 |
5,5 |
0,27 |
180 |
18,5 |
1465 |
35,9 |
121 |
6,7 | |||
5А200М8/4 |
15 |
730 |
40,2 |
196 |
5,3 |
0,41 |
245 |
22 |
1460 |
42,2 |
144 |
6,4 | |||
5А200L8/4 |
17 |
725 |
39 |
224 |
5 |
0,46 |
275 |
24 |
1450 |
45,5 |
158 |
5,5 | |||
5А225М8/4 |
23 |
735 |
55,3 |
299 |
5,5 |
0,7 |
330 |
34 |
1475 |
62,7 |
220 |
6,5 | |||
5АМ250S8/4 |
33 |
740 |
75,3 |
426 |
5,3 |
1,2 |
435 |
47 |
1480 |
87,2 |
303 |
6,4 | |||
5АМ250М8/4 |
37 |
740 |
81,5 |
478 |
6 |
1,4 |
465 |
55 |
1480 |
99,8 |
355 |
7 | |||
750/1000 об/мин | |||||||
АИР132S8/6 |
3,2 |
725 |
8,7 |
42,2 |
4,6 |
0,053 |
68,5 |
4 |
965 |
9,1 |
39,6 |
5 | |||
АИР132М8/6 |
4,5 |
720 |
11,9 |
59,7 |
5,4 |
0,074 |
81,5 |
5,5 |
970 |
12,3 |
54,1 |
6 | |||
АИР180М8/6 |
11 |
730 |
26,3 |
144 |
5,3 |
0,27 |
180 |
15 |
970 |
30,1 |
148 |
6 | |||
5А200М8/6 |
15 |
730 |
35,4 |
196 |
5,5 |
0,41 |
245 |
18,5 |
975 |
37,2 |
181 |
6 | |||
5А200L8/6 |
18,5 |
730 |
43,6 |
242 |
5,5 |
0,46 |
265 |
23 |
975 |
46,2 |
225 |
6 | |||
5А225М8/6 |
22 |
740 |
51,7 |
284 |
6 |
0,7 |
330 |
30 |
985 |
58,6 |
291 |
6 | |||
5АМ250S8/6 |
30 |
740 |
70,8 |
387 |
6 |
1,2 |
435 |
37 |
990 |
73,2 |
357 |
6,4 | |||
5АМ250М8/6 |
42 |
740 |
93,2 |
542 |
5,5 |
1,4 |
485 |
50 |
985 |
96,6 |
485 |
6,1 |
Основные технические характеристики трехскоростных двигателей
Марка |
Мощность кВт |
Об/мин |
Ток А |
Момент Н*м |
Iп/Iн |
Момент инерц. кгм2 |
Вес кг |
1000/1500/3000 об/мин | |||||||
АИР132S6/4/2 |
2,8 |
955 |
7,6 |
28 |
5 |
0,053 |
70 |
4 |
1440 |
8,9 |
26,5 |
5 | |||
4,5 |
2895 |
9,7 |
14,8 |
6,3 | |||
АИР132М6/4/2 |
3,8 |
955 |
10,1 |
38 |
5,5 |
0,074 |
83,5 |
5,3 |
1440 |
11,3 |
35,1 |
6,5 | |||
6,3 |
2895 |
13 |
20,8 |
7 | |||
750/1500/3000 об/мин | |||||||
АИР132S8/4/2 |
1,8 |
710 |
6,1 |
24,2 |
4 |
0,053 |
70 |
3,4 |
1440 |
7,5 |
22,5 |
6 | |||
4 |
2895 |
8,6 |
13,2 |
6,5 | |||
АИР132М8/4/2 |
2,4 |
710 |
8,5 |
32,3 |
4,5 |
0,074 |
83,5 |
4,5 |
1440 |
9,8 |
29,8 |
6,3 | |||
5,6 |
2895 |
11,7 |
18,5 |
6,7 | |||
750/1000/1500 об/мин | |||||||
АИР132S8/6/4 |
1,9 |
710 |
6,4 |
25,5 |
4 |
0,053 |
68,5 |
2,4 |
950 |
6,1 |
24,1 |
4,4 | |||
3,4 |
1410 |
7,7 |
23 |
4,6 | |||
АИР132М8/6/4 |
2,8 |
720 |
9,4 |
37,1 |
4,5 |
0,074 |
81,5 |
3 |
960 |
7,7 |
29,8 |
5 | |||
5 |
1425 |
10,7 |
33,5 |
5,2 | |||
АИР180М8/6/4 |
8 |
740 |
22,9 |
103 |
5,4 |
0,27 |
180 |
11 |
975 |
24,3 |
108 |
6,1 | |||
12,5 |
1475 |
27 |
80,9 |
6,5 | |||
5А200М8/6/4 |
10 |
740 |
30,3 |
129 |
5,5 |
0,41 |
245 |
12 |
985 |
27 |
116 |
6 | |||
17 |
1475 |
36 |
110 |
6,5 | |||
5А200L8/6/4 |
12 |
735 |
31,6 |
156 |
5,3 |
0,46 |
270 |
15 |
985 |
31,9 |
145 |
6 | |||
20 |
1475 |
39,9 |
130 |
6,5 | |||
5А225М8/6/4 |
15 |
740 |
38,9 |
194 |
5,5 |
0,7 |
330 |
17 |
985 |
34,9 |
165 |
6,5 | |||
25 |
1480 |
48 |
160 |
6,3 | |||
5АМ250S8/6/4 |
22 |
740 |
52 |
284 |
5,7 |
1,2 |
435 |
25 |
990 |
51,1 |
241 |
7,6 | |||
33 |
1485 |
62,2 |
212 |
7 | |||
5АМ250М8/6/4 |
24 |
740 |
56,8 |
310 |
5,7 |
1,4 |
465 |
33 |
990 |
65,6 |
318 |
7,4 | |||
38 |
1485 |
71,7 |
244 |
6,8 |
Основные технические характеристики четырехскоростных двигателей
Марка |
Мощность кВт |
Об/мин |
Ток А |
Момент Н*м |
Iп/Iн |
Момент инерц. кгм2 |
Вес кг |
500/750/1000/1500 об/мин | |||||||
АИР180М12/8/6/4 |
3 |
485 |
12,7 |
59,1 |
4,1 |
0,27 |
180 |
5 |
730 |
15,5 |
72 |
4,8 | |||
6 |
965 |
12,7 |
59,4 |
4,8 | |||
9 |
1465 |
18,6 |
58,7 |
6 | |||
5А200М12/8/6/4 |
4,5 |
490 |
16,8 |
87,7 |
3,5 |
0,41 |
245 |
8 |
735 |
20,5 |
104 |
4,5 | |||
9 |
980 |
18,9 |
87,7 |
5 | |||
12 |
1470 |
23,3 |
78 |
5,1 | |||
5А200L12/8/6/4 |
5 |
490 |
18,1 |
97,4 |
4 |
0,46 |
270 |
9 |
735 |
23,8 |
123 |
5 | |||
11 |
980 |
23,5 |
107 |
4,5 | |||
15 |
1470 |
29,5 |
97 |
5 | |||
5А225М12/8/6/4 |
7,1 |
490 |
26,4 |
138 |
4,5 |
0,7 |
325 |
13 |
740 |
36,6 |
168 |
6 | |||
14 |
985 |
28,4 |
136 |
6 | |||
20 |
1490 |
38,4 |
128 |
7,3 | |||
5АМ250S12/8/6/4 |
9 |
495 |
32,5 |
174 |
4,7 |
1,2 |
435 |
17 |
745 |
43,5 |
218 |
5,9 | |||
18,5 |
990 |
37,1 |
179 |
5,9 | |||
27 |
1485 |
52,4 |
173 |
7 | |||
5АМ250М12/8/6/4 |
12 |
495 |
42,2 |
232 |
4,8 |
1,4 |
465 |
21 |
745 |
51,7 |
269 |
6,1 | |||
24 |
990 |
47,6 |
232 |
6,6 | |||
30 |
1490 |
57,5 |
192 |
7,8 |
Цены на многоскоростные эл-двигатели составлют +(40-60)% к цене базового исполнения
Асинхронный двигатель
и синхронный: в чем разница?
Все вращающиеся электродвигатели переменного и постоянного тока работают за счет взаимодействия двух магнитных полей. Один из них стационарный и (обычно) связан с внешним кожухом двигателя. Другой вращается и связан с вращающимся якорем двигателя (также называемым его ротором). Вращение вызвано взаимодействием двух полей.
В простом двигателе постоянного тока есть вращающееся магнитное поле, полярность которого меняется каждые пол-оборота с помощью комбинации щеточного коммутатора.Щетки — в основном проводящие углеродные стержни, которые касаются проводов на роторе при их вращении — также служат для подачи электрического тока во вращающийся якорь. В бесщеточном двигателе постоянного тока ситуация несколько иная. Вращающееся поле все еще меняется на противоположное, но посредством коммутации, которая происходит в электронном виде.
Асинхронный двигатель обладает уникальным качеством, заключающимся в отсутствии электрического соединения между неподвижной и вращающейся обмотками. Сетевой переменный ток подается на клеммы двигателя и питает неподвижные обмотки.
Все асинхронные двигатели являются асинхронными двигателями. Асинхронное название возникает из-за разницы между скоростью вращения поля статора и несколько меньшей скоростью ротора.
Ротор с короткозамкнутым ротором от асинхронного двигателя. Этот пример взят из небольшого вентилятора.
Большинство современных асинхронных двигателей имеют ротор в виде беличьей клетки. Цилиндрическая беличья клетка состоит из тяжелых медных, алюминиевых или латунных стержней, вставленных в канавки и соединенных с обоих концов токопроводящими кольцами, которые электрически замыкают стержни вместе.Твердый сердечник ротора состоит из пакетов листов электротехнической стали.
Также можно найти асинхронные двигатели, содержащие роторы, состоящие из обмоток, а не из короткозамкнутого ротора. Это асинхронные двигатели с фазным ротором. Смысл конструкции состоит в том, чтобы обеспечить средство уменьшения тока ротора, когда двигатель впервые начинает вращаться. Обычно это достигается путем последовательного подключения каждой обмотки ротора к резистору. Обмотки получают ток через некое контактное кольцо.Как только ротор достигает конечной скорости, полюса ротора замыкаются на короткое замыкание, таким образом, электрически становятся такими же, как у ротора с короткозамкнутым ротором.
Стационарная часть обмоток асинхронного двигателя (статор) подключается к источнику переменного тока. Подача напряжения на статор вызывает прохождение переменного тока в обмотках статора. Прохождение тока индуцирует магнитное поле, которое воздействует на ротор, создавая напряжение и ток в элементах ротора.
Северный полюс статора индуцирует южный полюс ротора.Но положение полюса статора меняется при изменении амплитуды и полярности переменного напряжения. Индуцированный полюс в роторе пытается следовать за вращающимся полюсом статора. Однако закон Фарадея гласит, что электродвижущая сила создается, когда петля из проволоки перемещается из области с низкой напряженностью магнитного поля в область с высокой напряженностью магнитного поля, и наоборот. Если бы ротор точно следовал за движущимся полюсом статора, напряженность магнитного поля не изменилась бы. Таким образом, ротор всегда отстает от вращения поля статора, потому что поле ротора всегда на некоторую величину отстает от поля статора.Это отставание заставляет ротор вращаться со скоростью, несколько меньшей, чем скорость поля статора. Разница между ними называется скольжением.
Размер скольжения может быть разным. Это зависит, главным образом, от нагрузки двигателя, но также зависит от сопротивления цепи ротора и напряженности поля, создаваемого магнитным потоком статора. Скольжение в двигателе конструкции B составляет от 0,5% до 5%.
Когда двигатель остановлен, обмотки ротора и статора фактически являются первичной и вторичной обмотками трансформатора.Когда к статору изначально подается переменный ток, ротор не движется. Таким образом, индуцированное в роторе напряжение имеет ту же частоту, что и на статоре. Когда ротор начинает вращаться, частота индуцированного в нем напряжения f r падает. Если f — частота напряжения статора, то скольжение s связывает эти два значения через f r = sf. Здесь s выражается в виде десятичной дроби.
Поскольку асинхронный двигатель не имеет щеток, коллектора или подобных движущихся частей, его производство и обслуживание дешевле, чем другие типы двигателей.
Для сравнения, рассмотрим синхронный двигатель. Здесь ротор вращается с той же скоростью, то есть синхронно, с магнитным полем статора. Как и асинхронный двигатель, синхронный двигатель переменного тока также содержит статор и ротор. Обмотки статора также подключаются к сети переменного тока, как в асинхронном двигателе. Магнитное поле статора вращается синхронно с частотой сети.
Обмотка ротора синхронного двигателя может получать ток различными способами, но обычно не за счет индукции (за исключением некоторых конструкций, только для обеспечения пускового момента).Тот факт, что ротор вращается синхронно с частотой сети переменного тока, делает синхронный двигатель полезным для управления высокоточными часами.
Следует подчеркнуть, что ротор синхронного двигателя переменного тока вращается синхронно с целым числом циклов переменного тока. Это не то же самое, что сказать, что он вращается со скоростью, равной частоте сети. Частота вращения ротора двигателя, то есть синхронная скорость N, составляет:
N = 120 футов / P = 60 кадров
Где f — частота сети переменного тока в Гц, P — количество полюсов (на фазу), а p — количество пар полюсов на фазу.
Соответственно, чем больше полюсов, тем медленнее вращается синхронный двигатель. При равной мощности дороже построить более медленный двигатель. При 60 Гц:
- Двухполюсный / фазный синхронный двигатель переменного тока вращается со скоростью 3600 об / мин.
- Четырехполюсный / фазный синхронный двигатель переменного тока вращается со скоростью 1800 об / мин.
- Шестиполюсный / фазный синхронный двигатель переменного тока вращается со скоростью 1200 об / мин.
- Восьмиполюсный / фазный синхронный двигатель переменного тока вращается со скоростью 900 об / мин
- Десятиполюсный / фазный синхронный двигатель переменного тока вращается со скоростью 720 об / мин.
- Двенадцатиполюсный / фазный синхронный двигатель переменного тока вращается со скоростью 600 об / мин.
Промышленный синхронный двигатель. Синхронные двигатели переменного тока
малой мощности полезны там, где требуется точное время. Синхронные двигатели переменного тока высокой мощности, хотя и более дорогие, чем трехфазные асинхронные двигатели, обладают двумя дополнительными качествами. Несмотря на более высокую начальную стоимость, они могут окупиться в долгосрочной перспективе, поскольку они более энергоэффективны, чем другие типы двигателей. Во-вторых, иногда одновременно, они могут работать с опережающим или единичным коэффициентом мощности, поэтому один или несколько синхронных двигателей переменного тока могут обеспечивать коррекцию коэффициента мощности, а также выполнять полезную работу.
Существует несколько различных типов синхронных двигателей переменного тока. Их обычно классифицируют по способам создания магнитного поля. Двигатели с независимым возбуждением имеют магнитные полюса, питаемые от внешнего источника. Напротив, магнитные полюса возбуждаются самим двигателем в самовозбуждаемой (также иногда называемой невозбужденной и непосредственно возбужденной) машине. Типы без возбуждения включают реактивные двигатели, двигатели с гистерезисом и двигатели с постоянными магнитами. Кроме того, существуют двигатели с возбуждением постоянным током.
Синхронные двигатели без возбуждения имеют стальные роторы. В процессе работы ротор намагничивается необходимыми магнитными полюсами аналогично тому, как это происходит в асинхронном двигателе. Но ротор вращается с той же скоростью и синхронно с вращающимся магнитным полем статора. Причина в том, что в роторе есть прорези. Двигатели запускаются как асинхронные. Когда они приближаются к синхронной скорости, прорези позволяют синхронному магнитному полю фиксироваться на роторе. Затем двигатель вращается с синхронной скоростью до тех пор, пока требуемый крутящий момент низкий.
В реактивном электродвигателе ротор имеет выступающие полюса, напоминающие отдельные зубцы. Ротора меньше, чем полюсов статора, что препятствует совмещению полюсов статора и ротора, и в этом случае вращения не будет. Реактивные двигатели не запускаются автоматически. По этой причине в ротор часто встраивают специальные обмотки (так называемые обмотки с короткозамкнутым ротором), поэтому реактивный двигатель запускается как асинхронный.
Гистерезисный двигатель использует широкую петлю гистерезиса в высококоэрцитивном роторе из кобальтовой стали.Из-за гистерезиса фаза намагничивания в роторе отстает от фазы вращающегося магнитного поля статора. Эта задержка создает крутящий момент. При синхронной скорости поля ротора и статора блокируются для обеспечения непрерывного вращения. Одним из преимуществ гистерезисного двигателя является то, что он самозапускается.
Синхронный двигатель переменного тока с постоянными магнитами имеет постоянные магниты, встроенные в ротор. Последние лифты приводятся в действие этими двигателями, и коробка передач не требуется.
Пример двигателя с постоянными магнитами с электронной коммутацией, в данном случае от небольшого воздушного вентилятора.Этот стиль называется аутраннером, потому что ротор находится вне статора и встроен в лопасти вентилятора. Это четырехполюсный двигатель, о чем свидетельствуют четыре обмотки статора (внизу). Также виден датчик Холла, который обеспечивает часть электронной коммутации.
Синхронный двигатель с прямым возбуждением может называться различными именами, включая ECPM (постоянный магнит с электронной коммутацией), BLDC (бесщеточный двигатель постоянного тока) или просто бесщеточный двигатель с постоянным магнитом. Ротор содержит постоянные магниты.Магниты могут устанавливаться на поверхности ротора или вставляться в узел ротора (в этом случае двигатель называется внутренним двигателем с постоянными магнитами).
Пример того, как на катушки двигателя постоянного тока подается питание в последовательности, которая приводит в движение ротор.
Компьютер управляет последовательным включением питания обмоток статора в нужное время с помощью твердотельных переключателей. Питание подается на катушки, намотанные на зубья статора, и если выступающий полюс ротора идеально совмещен с зубом статора, крутящий момент не создается.Если зуб ротора находится под некоторым углом к зубу статора, по крайней мере некоторый магнитный поток пересекает зазор под углом, не перпендикулярным поверхностям зуба. В результате возникает крутящий момент на роторе. Таким образом, переключение мощности на обмотки статора в нужное время вызывает структуру магнитного потока, которая приводит к движению либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки.
Еще один тип синхронного двигателя — это реактивный двигатель с регулируемым сопротивлением (SR).
Его ротор состоит из многослойных стальных пластин с рядом зубцов.Зубы магнитопроницаемы, а окружающие их области слабо проницаемы из-за прорезанных в них пазов.
В отличие от асинхронных двигателей, здесь нет стержней ротора, и, следовательно, в роторе отсутствует ток, создающий крутящий момент. Отсутствие проводов какой-либо формы на роторе SR означает, что общие потери в роторе значительно ниже, чем в других двигателях, в которых роторы имеют проводники.
Крутящий момент, создаваемый двигателем SR, регулируется путем регулировки величины тока в электромагнитах статора.Затем скорость регулируется путем регулирования крутящего момента (через ток в обмотке). Этот метод аналогичен способу регулирования скорости с помощью тока якоря в традиционном щеточном двигателе постоянного тока.
Двигатель SR создает крутящий момент, пропорциональный величине тока, подаваемого на его обмотки. На производство крутящего момента не влияет скорость двигателя. Это отличается от асинхронных двигателей переменного тока, в которых при высоких скоростях вращения в области ослабления поля ток ротора все больше отстает от вращающегося поля по мере увеличения числа оборотов двигателя.
И, наконец, синхронный двигатель переменного тока с возбуждением постоянным током. Для создания магнитного поля требуется выпрямленный источник питания. Эти двигатели обычно имеют мощность, превышающую одну лошадиную силу.
Модель динамики трехфазной асинхронной машины, также известной как индукционная машина,
в единицах СИ или о.у.
Представлять ли крутящий момент, приложенный к валу или ротору.
скорость как входной сигнал Simulink ® блока, или чтобы представить машинный вал как
Вращающийся механический порт Simscape ™.
Выберите Torque Tm
, чтобы указать входной крутящий момент в Н · м или о.е.
а так и выставить порт тм . Скорость машины
определяется по инерции станка J (для SI
станка) или постоянной инерции H (для пу станка)
и разницей между приложенным механическим крутящим моментом
Tm , и внутренний электромагнитный момент,
Те . Когда скорость положительная, положительный крутящий момент
сигнал указывает на режим двигателя, а отрицательный сигнал указывает на генератор
режим.
Выберите Speed w
, чтобы указать скорость, в
рад / с или в о.у. и выставить порт w . Машина
скорость навязывается и механическая часть модели (автомат
инерция J ) игнорируется. Используя скорость как
механический ввод позволяет моделировать механическую связь между двумя
машины.
На рисунке показано, как смоделировать жесткое соединение валов в мотор-генераторной установке.
когда в машине 2 не учитывается момент трения.Скорость вывода
машина 1 (двигатель) подключена к входу скорости машины 2 (
генератор), а выход электромагнитного момента машины 2
Te применяется к механическому входу крутящего момента
Tm станка 1. Коэффициент Kw учитывает
единицы скорости обеих машин (рад / с или о.е.) и передаточное число коробки передач w2 / w1.
Коэффициент KT учитывает единицы крутящего момента обеих машин (Н.м
или пу) и номиналы машин. Также из-за инерции J2
игнорируется в машине 2, J2 относится к скорости
машина 1 и должна быть добавлена к инерции машины 1
Дж1 .
Выберите Механический вращающийся порт
, чтобы открыть механический вращающийся порт Simscape, S , который
позволяет соединять вал машины с другими блоками Simscape, которые имеют механические порты вращения.
На рисунке показано, как подключить идеальный крутящий момент
Исходный блок из библиотеки Simscape на вал машины для представления машины в
в режиме двигателя или в режиме генератора, когда частота вращения ротора
положительный.
Simscape Electrical
Документация
Страница, которую вы искали, не существует.
Воспользуйтесь окном поиска или просмотрите темы ниже, чтобы найти страницу, которую вы искали.
Моделирование и имитация электронных, мехатронных и электрических систем
Simscape ™
Electrical ™ (ранее SimPowerSystems ™ и SimElectronics ® ) предоставляет библиотеки компонентов для моделирования и моделирования электронных,
мехатроника и электроэнергетические системы.Он включает модели полупроводников, двигателей и
компоненты для таких приложений, как электромеханический привод, интеллектуальные сети и возобновляемые источники энергии.
энергетические системы. Вы можете использовать эти компоненты для оценки архитектур аналоговых схем,
разрабатывать мехатронные системы с электроприводами и анализировать генерацию,
преобразование, передача и потребление электроэнергии на уровне сети.
Simscape
Электрооборудование помогает разрабатывать системы управления и тестировать производительность на уровне системы.Ты можешь
параметризуйте свои модели, используя переменные и выражения MATLAB ® , и проектируйте системы управления для электрических систем
в Simulink ® . Вы можете интегрировать механические, гидравлические, тепловые и другие физические
системы в вашу модель, используя компоненты из семейства продуктов Simscape. Чтобы развернуть модели в других средах моделирования,
включая системы аппаратного обеспечения (HIL), Simscape
Electrical поддерживает генерацию C-кода.
Simscape
Электрооборудование было разработано в сотрудничестве с Hydro-Québec в Монреале.
Изучите основы Simscape Electrical
Примеры устройств и систем для электроники, мехатроники и электроснабжения
системные приложения
Методы построения моделей, передовой опыт и параметризация
методы
Электронные, мехатронные и электрические блоки системы совместимые
с другими блоками Simscape
Построение систем управления сетью с использованием контроллеров, математических
преобразование и широтно-импульсная модуляция
Улучшение производительности, инструменты и методы анализа
Simulink
В реальном времени ™
Проверки Simscape, Simscape HDL Workflow Advisor
Моделирование систем электроснабжения с использованием специализированных компонентов и алгоритмов
Simscape Electrical
Документация
Страница, которую вы искали, не существует.Воспользуйтесь окном поиска или просмотрите темы ниже, чтобы найти страницу, которую вы искали.
Моделирование и имитация электронных, мехатронных и электрических систем
Simscape ™
Electrical ™ (ранее SimPowerSystems ™ и SimElectronics ® ) предоставляет библиотеки компонентов для моделирования и моделирования электронных,
мехатроника и электроэнергетические системы. Он включает модели полупроводников, двигателей и
компоненты для таких приложений, как электромеханический привод, интеллектуальные сети и возобновляемые источники энергии.
энергетические системы.Вы можете использовать эти компоненты для оценки архитектур аналоговых схем,
разрабатывать мехатронные системы с электроприводами и анализировать генерацию,
преобразование, передача и потребление электроэнергии на уровне сети.
Simscape
Электрооборудование помогает разрабатывать системы управления и тестировать производительность на уровне системы. Ты можешь
параметризуйте свои модели, используя переменные и выражения MATLAB ® , и проектируйте системы управления для электрических систем
в Simulink ® .Вы можете интегрировать механические, гидравлические, тепловые и другие физические
системы в вашу модель, используя компоненты из семейства продуктов Simscape. Чтобы развернуть модели в других средах моделирования,
включая системы аппаратного обеспечения (HIL), Simscape
Electrical поддерживает генерацию C-кода.
Simscape
Электрооборудование было разработано в сотрудничестве с Hydro-Québec в Монреале.
Изучите основы Simscape Electrical
Примеры устройств и систем для электроники, мехатроники и электроснабжения
системные приложения
Методы построения моделей, передовой опыт и параметризация
методы
Электронные, мехатронные и электрические блоки системы совместимые
с другими блоками Simscape
Построение систем управления сетью с использованием контроллеров, математических
преобразование и широтно-импульсная модуляция
Улучшение производительности, инструменты и методы анализа
Simulink
В реальном времени ™
Проверки Simscape, Simscape HDL Workflow Advisor
Моделирование систем электроснабжения с использованием специализированных компонентов и алгоритмов
Simscape Electrical
Документация
Страница, которую вы искали, не существует.Воспользуйтесь окном поиска или просмотрите темы ниже, чтобы найти страницу, которую вы искали.
Моделирование и имитация электронных, мехатронных и электрических систем
Simscape ™
Electrical ™ (ранее SimPowerSystems ™ и SimElectronics ® ) предоставляет библиотеки компонентов для моделирования и моделирования электронных,
мехатроника и электроэнергетические системы. Он включает модели полупроводников, двигателей и
компоненты для таких приложений, как электромеханический привод, интеллектуальные сети и возобновляемые источники энергии.
энергетические системы.Вы можете использовать эти компоненты для оценки архитектур аналоговых схем,
разрабатывать мехатронные системы с электроприводами и анализировать генерацию,
преобразование, передача и потребление электроэнергии на уровне сети.
Simscape
Электрооборудование помогает разрабатывать системы управления и тестировать производительность на уровне системы. Ты можешь
параметризуйте свои модели, используя переменные и выражения MATLAB ® , и проектируйте системы управления для электрических систем
в Simulink ® .Вы можете интегрировать механические, гидравлические, тепловые и другие физические
системы в вашу модель, используя компоненты из семейства продуктов Simscape. Чтобы развернуть модели в других средах моделирования,
включая системы аппаратного обеспечения (HIL), Simscape
Electrical поддерживает генерацию C-кода.
Simscape
Электрооборудование было разработано в сотрудничестве с Hydro-Québec в Монреале.
Изучите основы Simscape Electrical
Примеры устройств и систем для электроники, мехатроники и электроснабжения
системные приложения
Методы построения моделей, передовой опыт и параметризация
методы
Электронные, мехатронные и электрические блоки системы совместимые
с другими блоками Simscape
Построение систем управления сетью с использованием контроллеров, математических
преобразование и широтно-импульсная модуляция
Улучшение производительности, инструменты и методы анализа
Simulink
В реальном времени ™
Проверки Simscape, Simscape HDL Workflow Advisor
Моделирование систем электроснабжения с использованием специализированных компонентов и алгоритмов
Simscape Electrical
Документация
Страница, которую вы искали, не существует.Воспользуйтесь окном поиска или просмотрите темы ниже, чтобы найти страницу, которую вы искали.
Моделирование и имитация электронных, мехатронных и электрических систем
Simscape ™
Electrical ™ (ранее SimPowerSystems ™ и SimElectronics ® ) предоставляет библиотеки компонентов для моделирования и моделирования электронных,
мехатроника и электроэнергетические системы. Он включает модели полупроводников, двигателей и
компоненты для таких приложений, как электромеханический привод, интеллектуальные сети и возобновляемые источники энергии.
энергетические системы.Вы можете использовать эти компоненты для оценки архитектур аналоговых схем,
разрабатывать мехатронные системы с электроприводами и анализировать генерацию,
преобразование, передача и потребление электроэнергии на уровне сети.
Simscape
Электрооборудование помогает разрабатывать системы управления и тестировать производительность на уровне системы. Ты можешь
параметризуйте свои модели, используя переменные и выражения MATLAB ® , и проектируйте системы управления для электрических систем
в Simulink ® .Вы можете интегрировать механические, гидравлические, тепловые и другие физические
системы в вашу модель, используя компоненты из семейства продуктов Simscape. Чтобы развернуть модели в других средах моделирования,
включая системы аппаратного обеспечения (HIL), Simscape
Electrical поддерживает генерацию C-кода.
Simscape
Электрооборудование было разработано в сотрудничестве с Hydro-Québec в Монреале.
Изучите основы Simscape Electrical
Примеры устройств и систем для электроники, мехатроники и электроснабжения
системные приложения
Методы построения моделей, передовой опыт и параметризация
методы
Электронные, мехатронные и электрические блоки системы совместимые
с другими блоками Simscape
Построение систем управления сетью с использованием контроллеров, математических
преобразование и широтно-импульсная модуляция
Улучшение производительности, инструменты и методы анализа
Simulink
В реальном времени ™
Проверки Simscape, Simscape HDL Workflow Advisor
Моделирование систем электроснабжения с использованием специализированных компонентов и алгоритмов
Как использовать сервоприводы с асинхронными (асинхронными) двигателями?
Учитывая высокую стоимость изготовления синхронных серводвигателей с постоянными магнитами из редкоземельных элементов, асинхронные (асинхронные) двигатели по возможности более приемлемы.
Крейг Далквист • Разработчик приложений в Lenze Americas
Один из способов получить сервоуправление асинхронным двигателем (при напряжении питания от 400 до 480 В переменного тока) — использовать обычный двигатель 230/400 или 230/460 В переменного тока (соединение треугольником / звездой).
Обычно соединение треугольником используется для 230 В переменного тока (50/60 Гц) через линию. Но с инвертором двигатель 50 Гц с напряжением питания 400 В переменного тока может управлять 230 В переменного тока при 50 Гц.
Пока соблюдается правильная кривая напряжения / Гц, двигатель может максимизировать мощность при 87 Гц.
Крутящий момент также останется постоянным до 87 Гц, прежде чем двигатель перейдет в режим ослабления поля.
Математика для этого проста: 400/230 · 50 Гц = 87 Гц. Расчеты аналогичны для конфигурации двигателей 230/460 В переменного тока, 60 Гц. Поскольку крутящий момент остается постоянным, результирующая мощность равна номинальной мощности двигателя при 50 Гц · 1,732 (квадратный корень из 3). Номинальный ток также будет иметь коэффициент 1,732 по сравнению с номинальным напряжением 400 В переменного тока при соединении звездой.
В результате получится мотор на 73.На 2% больше мощности при той же инерции ротора. Резольвер — наше самое распространенное устройство обратной связи. Резольвер надежен (благодаря отсутствию изнашиваемых деталей) и представляет собой однооборотное устройство абсолютного позиционирования (для обратной связи по углу положения ротора).
Сервоось, как правило, должна очень динамично ускоряться и замедляться для приложения. Иногда это возможно только с серводвигателем с постоянными магнитами. Когда асинхронный двигатель может соответствовать техническим требованиям приложения, как правило, стоимость асинхронного двигателя намного меньше, чем стоимость серводвигателя с постоянными магнитами. Другой причиной использования асинхронного сервопривода или асинхронного двигателя является использование преимущества большей инерции ротора двигателя. Когда приложение имеет высокую инерционную нагрузку, может потребоваться меньшее рассогласование по инерции между двигателем / мотор-редуктором и нагрузкой. Кроме того, в обмотках асинхронный двигатель предлагает очень большой диапазон ослабления поля.
Применение обмоток — основная причина, по которой Lenze предлагает двигатели с номинальной частотой значительно ниже 50 или 60 Гц.Это позволяет двигателю раньше столкнуться с ослаблением поля, чтобы лучше согласовать кривую скорость-крутящий момент приложения обмотки с двигателем.
Как и во всех конструкциях, требования к применению определяют технологические возможности двигателя. В общем, следующим шагом является определение наиболее экономичного решения для приложения. Иногда асинхронный двигатель может использоваться в приложении, которое ранее считалось приложением серводвигателя с постоянными магнитами.Или асинхронный двигатель — единственный выбор для некоторых приложений.
Lenze производит асинхронные серводвигатели более 25 лет. Двигатели специально разработаны для номинальных рабочих частот, которые намного выше или ниже 50 или 60 Гц. Асинхронные двигатели также специально разработаны для увеличения удельной мощности двигателя. Мощность двигателя варьируется от 80 Вт (0,107 л.с.) до 60 кВт (80 л.с.). Диапазон рабочих частот от 20 до 140 Гц. Двигатели, не входящие в диапазон 50/60 Гц, необходимо подключать с помощью универсального инвертора или сервоусилителя.
Двигатели, отличные от 50/60 Гц, нельзя подключать напрямую к трехфазному источнику питания 230 (0,080–0,6 кВт) или 400/480 В переменного тока.
.