Однофазний асинхронний двигун із пусковою обмоткою. Як визначити робочу та пускову обмотки

Здрастуйте, шановні читачі та гості сайту «Нотатки електрика».

Мене часто запитують про те, як можна відрізнити робочу обмотку від пускової в однофазних двигунах, коли на дротах відсутнє маркування.

Щоразу доводиться докладно пояснювати, що як. І ось сьогодні я вирішив написати про це цілу статтю.

Як приклад візьму однофазний електродвигун КД-25-У4, 220 (В), 1350 (об/хв.):

КД - конденсаторний двигун
25 - потужність 25 (Вт)
У4 - кліматичне виконання

Ось його зовнішній вигляд.

Як бачите, маркування (кольорове та цифрове) на проводах відсутнє. На бирці двигуна можна побачити, яке маркування повинні мати дроти:

робоча (С1-С2) - дроти червоного кольору
пускова (В1-В2) - дроти синього кольору

Насамперед я Вам покажу, як визначити робочу і пускову обмотки однофазного двигунаа потім зберу схему його включення. Але про це буде така стаття. Перед тим як почати читати цю статтю рекомендую Вам прочитати: підключення однофазного конденсаторного двигуна .

1. Перетин проводів

Візуально дивимося переріз провідників. Пара проводів, у яких переріз більше, відносяться до робочої обмотки. І навпаки. Проводи, у яких переріз менший, відносяться до пускової.

Потім беремо щупи мультиметра і вимірюємо опору між двох будь-яких проводів.

Якщо на дисплеї немає показань, то потрібно взяти інший провід і знову зробити замір. Тепер виміряне значення опору становить 300 Ом.

Це знайшли висновки однієї обмотки. Тепер підключаємо щупи мультиметра на пару проводів і вимірюємо другу обмотку. Вийшло 129 (Ом).

Робимо висновок:перша обмотка - пускова, друга - робоча.

Щоб надалі не заплутатися у проводах під час підключення двигуна, підготуємо бірочки («кембрики») для маркування. Зазвичай, як бирок я використовую або ізоляційну трубку ПВХ, або силіконову трубку (Silicone Rubber) необхідного мені діаметра. У цьому прикладі я застосував силіконову трубку діаметром 3 (мм).

За новими ГОСТами обмотки однофазного двигуна позначаються так:

(U1-U2) - робоча
(Z1-Z2) - пускова

У двигуна КД-25-У4, взятого в приклад, цифрове маркуваннявиконана ще по-старому:

(С1-С2) - робоча
(В1-В2) - пускова

Щоб не було невідповідностей маркування проводів та схеми, зображеної на бирці двигуна, маркування я залишив старе.

Одягаю бірки на дроти. Ось що вийшло.

Для довідки:Багато хто помиляється, коли кажуть, що обертання двигуна можна змінити шляхом перестановки мережевої вилки (зміни полюсів напруги живлення). Це не правильно!!! Щоб змінити напрямок обертання, потрібно поміняти місцями кінці пускової або робочої обмоток. Тільки так!!!

Ми розглянули випадок, коли в клемник однофазного двигуна виведено 4 дроти. А буває і так, що в клемник виведено всього 3 дроти.

В цьому випадку робоча та пускова обмотки з'єднуються не в клемнику електродвигуна, а всередині його корпусу.

Все робимо аналогічно. Здійснюємо замір опору між кожними проводами. Подумки позначимо їх, як 1, 2 та 3.

Ось що в мене вийшло:

(1-2) - 301 (Ом)
(1-3) - 431 (Ом)
(2-3) - 129 (Ом)

Звідси робимо такий висновок:

(1-2) - пускова обмотка
(2-3) - робоча обмотка
(1-3) - пускова та робоча обмотки з'єднані послідовно (301 + 129 = 431 Ом)

Для довідки:при такому з'єднанні обмоток реверс однофазного двигуна також можливий. Якщо дуже хочеться, то можна розкрити корпус двигуна, знайти місце з'єднання пускової та робочої обмоток, роз'єднати це з'єднання і вивести в клемник вже 4 дроти, як у першому випадку. Але якщо у Вас однофазний двигун є конденсаторним, як у моєму випадку з КД-25, то його

Як визначити робочу та пускову обмотки однофазного електродвигуна

Здрастуйте, шановні читачі та гості сайту «Нотатки електрика».

Щоразу доводиться докладно пояснювати, що як. І ось сьогодні я вирішив написати про це цілу статтю.

Як приклад візьму однофазний електродвигун КД-25-У4, 220 (В), 1350 (об/хв.):

КД – конденсаторний двигун
25 - потужність 25 (Вт)
У4 - кліматичне виконання

Ось його зовнішній вигляд.

робоча (С1-С2) - дроти червоного кольору
пускова (В1-В2) - дроти синього кольору

Насамперед я Вам покажу, як визначити робочу та пускову обмотки однофазного двигуна, а потім зберу схему його включення. Але про це буде така стаття. Перед тим як почати читати цю статтю рекомендую Вам прочитати: підключення однофазного конденсаторного двигуна.

Знаючи основи електротехніки. можна з упевненістю сказати: що більше перетин проводів, то менше їх опір, і навпаки, що менше перетин проводів, то більше вписувалося їх опір.

У прикладі різниця у перерізі проводів не видно, т.к. вони тонкі і на око їх відрізнити неможливо.

2 . Вимірювання омічного опору обмоток

Навіть якщо різницю в перерізі проводів видно не озброєним оком, то я вам все одно рекомендую вимірювати величину опору обмоток. Таким чином, ми заразом і перевіримо їхню цілісність.

Для цього скористаємось цифровим мультиметром М890D. Зараз я не розповідатиму Вам про те, як користуватися мультиметром, про це читайте тут:

Знімаємо ізоляцію із проводів.

Потім беремо щупи мультиметра і вимірюємо опору між двох будь-яких проводів.

Робимо висновок: перша обмотка – пускова, друга – робоча.

За новими ГОСТами обмотки однофазного двигуна позначаються так:

У двигуна КД-25-У4, взятого в приклад, цифрове маркування виконане ще по-старому:

Одягаю бірки на дроти. Ось що вийшло.

Для довідки: Багато хто помиляється, коли кажуть, що обертання двигуна можна змінити шляхом перестановки мережевої вилки (зміни полюсів напруги живлення). Це не правильно. Щоб змінити напрямок обертання, потрібно поміняти місцями кінці пускової або робочої обмоток. Тільки так.

Як бути у такому разі?

Все робимо аналогічно. Здійснюємо замір опору між кожними проводами. Подумки позначимо їх, як 1, 2 та 3.

Ось що в мене вийшло:

Звідси робимо такий висновок:

(1-2) - пускова обмотка
(2-3) - робоча обмотка
(1-3) - пускова та робоча обмотки з'єднані послідовно (301 + 129 = 431 Ом)

Для довідки: при такому з'єднанні обмоток реверс однофазного двигуна також можливий. Якщо дуже хочеться, то можна розкрити корпус двигуна, знайти місце з'єднання пускової та робочої обмоток, роз'єднати це з'єднання і вивести в клемник вже 4 дроти, як у першому випадку. Але якщо у Вас однофазний двигун є конденсаторним, як у моєму випадку з КД-25, то його реверс можна здійснити шляхом перемикання фази напруги живлення.

P.S. На цьому все. Якщо є питання щодо матеріалу статті, то ставте їх у коментарях. Спасибі за увагу.

Доброго вечора, Дмитре! Я сам працюю електриком у ЕТЛ. У мене питання щодо випробувань кабельної лініїіз зшитого поліетилену. Ви стикалися з цим, яке подавали напругу, які були струми витоку, скільки часу проходить випробування однієї фази? Заздалегідь дякую. якщо можна надішліть свою відповідь мені на
пошту.

Артеме, привіт. Про випробування кабелів зі зшитого поліетилену я писав у коментарях у цій статті.

привіт Дмитро. а не могли б ви докладно написати статтю про масляні вимикачі, (соленоїд, контактор включення, котушку відключення, його випробування, виміри характеристик) а також випробування силовий трансформаторта його виміри. Дуже потрібно, є нюанси в голові.

SLV, я планував написати ці статті, особливо про різні типи приводів (ПЕ-11, ПС-10, ПЕ-21 та ін.), про високовольтні масляні та вакуумні вимикачі, встановлені як у камерах КСВ, так і на каретках, але боюсь, що багатьом відвідувачам сайту це буде не цікаво. Ось постійно і відкладаю…

Здрастуйте, Дмитре!
Ви всі дуже чудово пояснюєте, велике спасибі! Чи не могли б Ви прояснити, що означає в автоматичних вимикачах, Наприклад 6ка або 35кА, якщо вони розраховані на один струм спрацьовування? І чому у них така різниця у ціні?

Борис, значення 4,5 (ка), 6 (ка), 10 (ка) і т.д. означають електродинамічну стійкість апарату захисту при короткому замиканні у мережі, тобто. показують, наскільки автомат стійкий до короткого замикання. Для будинку (квартири) цілком вистачить 4,5 (ка), т.к. лінії від ТП до житлового будинку і від ВРУ до квартир досить довгі, вони мають великий активним опоромщо призводить до зниження струмів короткого замиканнядо значень 0,5-1,5 (ка), а частіше і того менше.

я весь інтернет перерив, ніфіга не можу розібрати, книги на роботі читав, не можу зрозуміти і все.

І ще одне. Раніше багато хто підключав 3-х фазні двигуни до однофазного ланцюга, Але час минув. Багато зараз купують готові однофазні. У мене була таблиця співвідношення потужності двигуна до потужності конденсаторів. А тут один знайомий попросив підключити в гаражі двигун трифазник.
Так от, чи немає у вас такої таблиці. Вони були в старих підручниках з електротехніки.
З повагою, Миколо.

Миколо, читайте тут. Там є розрахунок ємності робочого та пускового конденсаторів залежно від потужності двигуна.

Добридень! Підкажіть будь ласка з проблемкою. Однофазний двигун із конденсаторним стартом. Іноді двигун не пускається-гуде. Батарея конденсаторів зібрана із трьох МБГП-2 конденсаторів по 2мкФ 630В. Кондери на тестері демонструють повну ємність. Чим загрожує збільшення ємності конденсаторів? і чим загрожує зменшення вольтажу їх з 630В до 450В?Спасибі! опір обмоток 50 Ом пускова 20 Ом робоча марка двигуна зараз не пам'ятаю.

Вадим, якщо двигун гуде, то відсутня крутний момент. Це може статися за наступних причин: або вийшли з ладу конденсатори (відсутність або мала ємність), або виникає міжвиткове в одній з обмоток двигуна. Краще почати з простого та замінити старі конденсатори на нові. Місткість збільшувати не потрібно, якщо тільки зовсім трохи в той чи інший бік, а ось замість 630 (В) можна сміливо використовувати 450 (В).

Добрий день. Конденсатори демонструють номінальну ємність. знайти інші у нас виявилося проблемою. або більша або менша ємність, або розмір не підходящий. або цінник не є реальним і терміни поставки. як я зрозумів якщо я збільшу з шести до майже семи мкФ то особливих проблем не буде? двигун за умовою працює по секунд п'ятнадцять. проблема з пуском носить не систематичний характер. як обчислити міжвиткове? на трьох фазних асинхронних знаю, прилад є. дякую.

Здрастуйте, знавці. Що, якщо непередбачувано змінюється напрямок обертання двигуна. старий СРСР. Одна обмотка 14 Ом, друга 56 Ом.

Доброго часу доби, сьогодні взявся запустити побутову витяжку над плитою, блок управління швидкістю двигуна вже давно наказав довго жити .... зі світлом немає проблем, а от з ел.двигуна йдуть чотири дроти, як же з ними бути. кого куди підключати? Пвсевдосенсорні кнопки висмикнув, поставив фіксовані, витяжка KRONA GALA з трьома швидкостями обертання вентилятора. Допоможіть з підключенням.

А як ви визначили, що пускова обмотка повинна мати більший опір ніж робоча? виходячи з чого? поясніть будь ласка

Здрастуйте, у мене двигун 2ДАК71-40-1.0-у2 є чотири дроти (чорний, червоний, сірий, білий) всі вони продзвонюються між собою, підкажіть будь ласка як підкючити?

http://zametkielectrika.ru

Однофазний асинхронний двигун- малопотужний механізм до 10 кВт. Однак завдяки своїй компактності та особливостям дії, його використання дуже велике.

Сфера використання: побутові приладиз однофазним струмом. Однофазні асинхронні електродвигунизастосовуються для холодильників, центрифуг, пральних машин. Часто використовується для малопотужних вентиляторів.

Прилади з однією фазою використовують і в промисловості, але не так часто, як багатофазні агрегати.

Типи однофазних двигунів
Принцип роботи

Пристрій та схема підключення АТ

Цікаво! Трифазний асинхронний двигун можна використовувати для однофазного режиму. Попередньо необхідно провести розрахунок.

У статора дві електрообмотки. Одна з них - робоча, яка є основною. Друга пускова та потрібна, щоб здійснювати пуск пристрою. Відмінність однофазних моторів – відсутність моменту впуску. Ротор нагадує біличну клітину по структурі. Струм однієї фази виробляє магнітне поле. Воно складається із двох полів. Включаючи пристрій, ротор двигуна нерухомий.

Розрахунок результуючого моменту при нерухомому роторі лежить в основі магнітних полів утворюють два моменти, що обертаються.

Протилежні моменти позначаються М.М.

n – частота обертання

Якщо нерухому частину задіяти, тоді настане момент, що крутить. Через його недоступність під час запуску двигуни обладнані додатковим пусковим пристроєм.

Відмінність однофазних асинхронних двигунів від трифазних – особливості статора. Пази мають двофазову обмотку. Одна буде основною чи робочою, а друга називається пусковий.

Магнітні осі знаходяться один до одного на 90 градусів. Включена робоча фаза не викликає обертання ротора внаслідок нерухомої осі магнітного поля.

Існують спеціальні програми для розрахунку обмоток статора.

Типи однофазних двигунів

Розрізняють біфілярний та конденсаторний механізм.

Біфілярний запуск

Біфілярна обмотка не використовується за постійного режиму. Інакше значення ККД знижується. Набираючи обертів, вона обривається. Обмотка пуску вмикається на кілька секунд. Розрахунок роботи по 3 секунди до 30 разів на 60 хвилин. Перевищення запусків може призвести до перегріву витків.

Конденсаторний запуск

Фаза розщеплена, ланцюг допоміжної обмотки вмикається під час запуску. Для досягнення пускового моменту необхідно створити кругове магнітне поле. Використання конденсатора забезпечує найкращий пусковий момент. Двигуни з включеними конденсаторами ланцюга є конденсаторними. Працюють з урахуванням обертання поля магнітів. У конденсаторного пристрою дві котушки, які завжди під напругою.

Принцип роботи

В основі принципу дії знаходиться короткозамкнений ротор. Магнітне поле представлене у вигляді двох кіл з протилежними послідовностями, тобто поля обертаються в різні боки, але з однаковою швидкістю.

Тому запускають однофазний артеріальний тиск, натиснувши кнопку пуску. При цьому викликається збудження у статорі. Струми активують магнітне поле обертатися, а повітряному зазорі виникає магнітна індукція. За кілька секунд розгін ротора дорівнює номінальній швидкості.

Відпускаючи кнопку впуску, двигун переходить з двох фаз на одну фазу. Однофазовий режим підтримується складовою змінного поля магнітів, яка обертається швидше за ротор через ковзання.

Для поліпшення роботи однофазного АТ вбудовується відцентровий вимикач і реле з контактами, що розмикають.

Відцентровий вимикач перериває пуск обмотки статора на автоматі, якщо швидкість ротора номінальна. А теплове реле відключає двофазну обмотку від мережі під час їх перегріву.

Зміна напрямку роторного обертання виходить при зміні напряму струму будь-якої з фаз обмотки при запуску. Досягається це натисканням пускової кнопки та перестановки двох або однієї металевих пластин.

Щоб утворився фазовий зсув, необхідно додати в ланцюг резистор, дросель іди конденсатор. Усі вони є фазозамінними елементами.

Під час запуску двигуна працює дві фази, а далі одна.

Переваги:

велика рухова здатність завдяки відсутності колектора;
невеликий розмір та маса;
недорога вартість у порівнянні з багатофазними;
харчування від синусоїдальної мережі;
проста конструкція із-за короткозамкнутого ротора.

Недоліки:

відсутність чи малий пусковий момент, і навіть низький коефіцієнт корисної дії;
вузький діапазон регулювання частоти обертання.

Порада! Щоб придбати якісний однофазний двигун, вибирайте надійного виробника. Наприклад, АІРЕ, Siemens, Emod. Перевірте наявність документів.

Вартість однофазного асинхронного двигуна залежить від його потужності. Середня ціна варіює від 2,5 тисяч рублів до 9 тисяч. Придбати однофазові асинхронні двигуни можна в магазинах або в інтернеті.

При правильному розрахунку та принципі дії, однофазний асинхронний двигун служитиме довго та ефективно.

26. СХЕМИ ОБМОТУВАННЯ ОДНОФАЗНИХ АСИНХРОННИХ ДВИГУНІВ

В однофазних двигунах з пусковою обмоткою головна обмотка зазвичай займає 2/3, а допоміжна - 1/3 загальної кількості пазів статора. У цих двигунах число пазів на полюс кожної фази визначається за формулами:

де q A -кількість пазів на полюс головної фази; q В- Число пазів на полюс допоміжної фази; z A = 2/3 - число пазів, що займають головну фазу; z B= 1/3 - число пазів, що займаються допоміжною фазою; z- загальна кількість пазів; 2р- Число полюсів.

У однофазних конденсаторних двигунах пази статора зазвичай ділять порівну між обома фазами, тобто. z A=z B, та число пазів на полюс визначається за формулою

Крок за пазами для однофазних обмоток визначається так само, як і для трифазних. Двошарові обмотки виконуються з укороченням зазвичай на 1/3 полюсного поділу з рівними кроками для головної та допоміжної обмоток. Крок двошарової обмотки

З'єднання котушкових груп та утворення паралельних гілок в однофазних обмотках проводиться за тими самими правилами, що і для трифазних обмоток.

При побудові схем двигунів із підвищеним опором пусковий фази треба враховувати наявність у ній біфілярної обмотки.

Для зручності ремонту пускову обмотку зазвичай мають поверх головної (ближче до клину).

Орієнтовний порядок складання схеми однофазної обмотки двигуна з пусковим елементом.Послідовність складання схеми одношарової обмотки розберемо з прикладу

2р = 4, z = 24.

Спочатку знаходять число пазів, що займають головну фазу,

Число пазів на полюс головної фази

Число пазів на полюс допоміжної фази вдвічі менше, ніж головної, тобто.

Далі на кресленні треба подати послідовність чергування пазів головної та допоміжної фаз (рис. 60, а)і проставити напрямок струму в головній фазі, виходячи з правил: під сусідніми полюсами напрямок струму змінюється на протилежний (рис. 60, б). Щоб на схемі не виявилася розрізаною котушка головної фази при виконанні найбільш поширеного типу обмотки перевалку, першу котушкову групу розбивають на дві половини (пази 1,2 і 23,24).

Відповідно до проставленого напрямку струму з'єднують пазові частини котушок, в результаті цього утворюються котушкові групи або напівгрупи. При цьому можливі різні варіанти. При діаметральному кроці

однаковим для всіх котушок, виходить проста шаблонна обмотка (рис. 60, в), число котушкових груп якої дорівнює числу пар полюсів нар.Але така обмотка майже не застосовується через великі розміри лобових частин. Якщо розділити кожну котушкову групу на дві напівгрупи, отримаємо шаблонну обмотку перевалку (рис. 60, г)з меншим кроком та меншою довжиною витка. Однак через велику компактність лобових частин частіше застосовується концентрична обмотка перевалку (рис. 60,5). При великих значеннях q Aвикористовується також концентрична обмотка, у якої котушкова група поділяється на три напівгрупи (див. рис. 68). По виду лобових частин ця обмотка нагадує триплощинну трифазну концентричну.

Початок фази може бути в принципі вибраний з будь-якого паза, виходячи із зручності виконання обмотки. Починаючи обхід всіх пазів з першого паза і стежачи за напрямом струму, з'єднуємо котушкові групи (напівгрупи) між собою (рис. 60, е)і няходимо ко-

Рис. 60. Побудова схеми одношарової обмотки однофазного двигуна з пусковим елементом: а - послідовність чергування пазів головної та допоміжної фаз. б - напрямок струму в пазових частинах котушок головної фази;

фази, обійшовши всі пази робочої обмотки. З'єднання напівгруп проводиться за правилом: кінець напівгрупи з'єднується з кінцем сусідньої напівгрупи тієї ж фази, початок - з початком, тобто так само, як і в трифазній одношаровій обмотці перевалку, де котушкова група розділена на дві напівгрупи.

Рис. 61. Одношарові обмотки розвалку однофазних двигунів при 2р=2, z=12: а - шаблонна, б - концентрична

Рис. 62. Одношарова (шаблонна розвалка) обмотка однофазного двигуна при 2р=4, z=36

Схему допоміжної фази виконують за тими самими правилами, тільки вона має зазвичай меншу кількість котушок у групі (напівгрупі). Крок її може бути таким самим, як у головної фази або іншим.

Типові схеми одношарових обмоток двигунів із пусковими елементами наведено на рис. 61,62.

Схему двошарової обмотки двигуна з пусковим елементом можна скласти у такій послідовності. Спочатку визначають крок

обмотки, число пазів на полюс для головної та допоміжної фаз q Aі q B. Відповідно до кроку обмотки та числа котушок у групі, що дорівнює q A ,викреслюється перша котушкова група головної фази (рис. 63,64), поруч із нею котушкова група допоміжної фази, потім знову котушкова група головної фази тощо. буд. Кроки по пазах обох фаз беруться однаковими. Проставляється напрямок струму у верхніх сторонах котушок головної фази (під сусідніми полюсами змінюється на протилежне, як і в одно-

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

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

шаровій обмотці). Послідовне з'єднаннякотушкових груп у фазі також виконується за правилом: кінець з кінцем, початок з початком, при цьому не буде порушена полярність полюсів. З'єднання у допоміжній фазі виробляються аналогічним чином.

Зразковий порядок складання схеми однофазної одношарової обмотки двигуна з підвищеним опором допоміжної фази.Схема головної фази у двигуна з підвищеним опір-

Рис. 65. Виконання котушки з біфілярною обмоткою: а - котушка, розділена на дві секції, б - котушка з біфілярною обмоткою, - позначення котушки з біфілярною обмоткою на схемі; 1 - основна секція, 2 - біфілярна секція, H і K - початок і кінець котушки

ням допоміжної фази така ж, як і у двигунів з пусковими елементами.

При складанні схеми допоміжної фази треба враховувати, що у кожній котушці частина її витків намотана зустрічно. Це зменшує кількість ефективних провідників у пазу. Зустріч намотані витки нейтралізують дію такої ж кількості витків, намотаних в основному напрямку, утворюючи біфілярну обмотку, тому для знаходження числа ефективних витків у котушці (ефективних провідників в пазу) треба від загального числа відняти подвійну кількість зустрічно намотаних витків. Якщо, наприклад, в пазу лежить котушка, в якій всього 81 виток, їх зустрічно намотані 22, то ефективних провідників в пазу буде: 81-2x22=37.

Для визначення числа зустрічно намотаних витків при відомих загальному числі провідників в пазу і ефективних провідників в пазу треба зробити зворотну дію, тобто від загальної кількості відняти кількість ефективних провідників і отриманий результат розділити на два. За загальної кількості провідників 81 та числа ефективних - 37 число зустрічно намотаних витків має бути:

Котушку з біфілярною обмоткою можна отримати, якщо укласти в ті самі пази дві секції котушки, одна з яких повертається на 180° навколо паралельної пазам осі. Права і ліва сторони поверненої секції змінюються місцями (рис. 65). У пазах, де розташована котушка з біфілярною обмоткою, струм

Рис. 66. Одношарова концентрична розвалка обмотка при 2р=4, z=24 однофазного двигуна з підвищеним опором допоміжної обмотки: а - котушка з біфілярною обмоткою зображена у вигляді двох секцій, б - те ж, у вигляді цілої котушки

Рис. 67. Одношарова концентрична перевалка обмотка при 2р=2, z=18 однофазного двигуна з підвищеним опором допоміжної фази: а - при намотуванні проти годинникової стрілки, б - при намотуванні за годинниковою стрілкою

Рис. 68. Одношарова концентрична з розбивкою котушкової групи на три частини обмотка при 2р=2, z=24 однофазного двигуна з підвищеним опором допоміжної фази

Рис. 69. Одношарова концентрична з розбивкою котушкової групи на три частини обмотка при 2р=2, z=24 однофазного двигуна з підвищеним опором допоміжної фази та з'єднанням головної фази у дві паралельні гілки

проходить по одній секції в єдиному напрямку, за іншою - у протилежному. Полярність полюсів визначається напрямом струму в котушці з великою кількістю витків, тому секцію з великою кількістю витків умовно називають основною, а з меншою - біфілярною.

На рис. 66, апредставлена схема з біфілярною обмоткою у допоміжній фазі, біфілярна секція умовно показана всередині основної. Зазвичай котушки з біфілярною обмоткою на схемах

Рис. 70. Одношарова концентрична обмотка перевалку однофазного конденсаторного двигуна при 2р=2, z=18

утворюються у вигляді цілої котушки з петлею, в якій змінюється напрям струму (рис. 65, вта рис. 66, б).

Котушки та котушкові групи з біфілярною обмоткою повинні бути з'єднані таким чином, щоб полярність під сусідніми полюсами допоміжної фази чергувалася; полярність полюсів визначається напрямом струму в основних секціях.

Типові схеми обмоток двигунів із підвищеним опором допоміжної фази наведено на рис. 67-69.

Будь-яка обмотка може бути намотана або за годинниковою стрілкою або проти неї, якщо дивитися на статор з боку схеми. Це визначається навичками обмотувача та прийнятою технологією виготовлення. Приклад схеми при двох різних напрямках намотування наведено на рис. 67.

Орієнтовний порядок складання схеми обмотки конденсаторного двигуна.Схеми однофазних конденсаторних двигунівбудуються так само, як і однофазні схеми з пусковими елементами, тільки при цьому треба враховувати, що числа пазів на полюс головної і допоміжної фаз однакові і тому схеми обох фаз також виходять однаковими.

Типові схеми однофазних конденсаторних двигунів наведено на рис. 70-76.

Рис. 71. Одношарова концентрична обмотка розвалку однофазного конденсаторного двигуна при 2р=2, z=24

Рис. 72. Одношарова концентрична обмотка вразвалку однофазного конденсаторного двигуна при 2р=2, z=24 і з'єднання кожної з фаз у дві паралельні гілки

Рис. 73. Одношарова концентрична обмотка з розчесаними котушками однофазного конденсаторного двигуна при 2р=4, z=24

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

У ряді випадків для конденсаторних двигунів характерна наявність в обох фазах розчесаних котушок з половинним числом витків. На схемі рис. 73 показані чотири такі котушки.

Обмотка представлена на рис. 75, 76, через дробове число пазів на полюс має ознаки шаблонної перевалки і двошарової обмоток і тому названа комбінованою.

Найчастіше основна увага приділяється вивченню трифазних електродвигунівчастково у зв'язку з тим, що трифазні електродвигуни застосовуються частіше, ніж однофазні. Однофазні електродвигуни мають той самий принцип дії, що й трифазні електродвигуни, лише з нижчими пусковими моментами. Вони поділяються за типами залежно від способу запуску.

Стандартний однофазний статор має дві обмотки, розташовані під кутом 90° один до одного. Одна з них вважається головною обмоткою, інша – допоміжною, або пусковою. Відповідно до кількості полюсів, кожна обмотка може ділитися не кілька секцій.

На малюнку наведено приклад двополюсної однофазної обмотки з чотирма секціями у головній обмотці та двома секціями у допоміжній.

Слід пам'ятати, що використання однофазного електродвигуна – це завжди свого роду компроміс. Конструкція того чи іншого двигуна залежить насамперед від поставленого завдання. Це означає, що всі електродвигуни розробляються відповідно до того, що найважливіше в кожному конкретному випадку: наприклад, ККД, момент, що обертає, робочий цикл і т.д. Через пульсуюче поле однофазні електродвигуни CSIR та RSIR можуть мати більше високий рівеньшуму порівняно з двофазними електродвигунами PSC та CSCR, які працюють набагато тихіше, тому що в них використовується пусковий конденсатор. Конденсатор, через який проводиться пуск електродвигуна, сприяє його плавній роботі.

Основні типи однофазних індукційних електродвигунів

Побутова техніка та прилади низької потужності працюють від однофазного змінного струму, крім того, не скрізь може бути забезпечене трифазне електроживлення. Тому однофазні електродвигуни змінного струму набули широкого поширення, особливо в США. Дуже часто електродвигунам змінного струму віддають перевагу, тому що їх відрізняє міцна конструкція, низька вартість, до того ж вони не потребують технічного обслуговування.

Як видно з назви, однофазний електродвигун індукційний працює за принципом індукції; Той самий принцип діє і для трифазних електродвигунів. Однак між ними є відмінності: однофазні електродвигуни, як правило, працюють при змінному струміі напрузі 110 -240, поле статора цих двигунів не обертається. Натомість щоразу при стрибку синусоїдальної напруги від негативного до позитивного змінюються полюси.

В однофазних електродвигунах поле статора постійно вирівнюється в одному напрямку, а полюси змінюють своє становище один раз у кожному циклі. Це означає, що однофазний індукційний електродвигун не може бути пущений самостійно.

Теоретично однофазний електродвигун можна було б запустити за допомогою механічного обертання двигуна з наступним негайним підключенням живлення. Проте практично пуск всіх електродвигунів здійснюється автоматично.

Виділяють чотири основні типи електродвигунів:

Індукційний двигун із пуском через конденсатор / робота через обмотку (індуктивність) (CSIR),

Індукційний двигун із пуском через конденсатор/робота через конденсатор (CSCR),

Індукційний двигун з реостатним пуском (RSIR) та

Двигун із постійним поділом ємності (PSC).

На наведеному нижче малюнку показані типові криві співвідношення момент/частота обертання, що обертає, для чотирьох основних типів однофазних електродвигунів змінного струму.

Однофазний електродвигун із пуском через конденсатор/робота через обмотку (CSIR)

Індукційні двигуни з пуском через конденсатор, також відомі як електродвигуни CSIR, складають найбільшу групу однофазних електродвигунів.

Двигуни CSIR представлені кількома типорозмірами: від малопотужних до 1,1 кВт. У двигунах CSIR конденсатор послідовно з'єднаний з пусковою обмоткою. Конденсатор викликає деяке відставання між струмом у пусковій обмотці та головній обмотці.

Це сприяє затримці намагнічування пускової обмотки, що призводить до появи обертового поля, яке впливає на виникнення крутного моменту. Після того, як електродвигун набере швидкість і наблизиться до робочої частоти обертання, відкривається пускач. Далі електродвигун працюватиме у звичайному для індукційного електродвигуна режимі. Пускач може бути відцентровим або електронним.

Двигуни CSIR мають відносно високий пусковий момент, в діапазоні від 50 до 250 відсотків крутного моменту при повному навантаженні. Тому з усіх однофазних електродвигунів ці двигуни найкраще підходять для випадків, коли пускові навантаження великі, наприклад, для конвеєрів, повітряних компресорів та холодильних компресорів.

Однофазний електродвигун із пуском через конденсатор/ робота через конденсатор (CSCR)

Цей тип двигунів, які коротко називаються електродвигуни CSCR, поєднує в собі кращі властивості індукційного двигуна з пуском через конденсатор і двигуна з постійно підключеним конденсатором. Незважаючи на те, що через свою конструкцію ці двигуни дещо дорожчі за інші однофазні електродвигуни, вони залишаються найкращим варіантом для застосування в складних умовах. Пусковий конденсатор електродвигуна CSCR послідовно з'єднаний з пусковою обмоткою, як і електродвигуні з пуском через конденсатор. Це забезпечує найвищий пусковий момент.

Електродвигуни CSCR також мають схожість з двигунами з постійним поділом ємності (PSC), так як у них пуск здійснюється через конденсатор, який послідовно з'єднаний з пусковою обмоткою, якщо пусковий конденсатор відключений від мережі. Це означає, що двигун справляється з максимальним навантаженням або перевантаженням.

Електродвигуни CSCR можуть використовуватися для роботи з низьким струмом повного навантаження та при вищому ККД. Це дає деякі переваги, у тому числі забезпечує роботу двигуна з меншими стрибками температури порівняно з іншими подібними однофазними електродвигунами.

Електродвигуни CSCR - найпотужніші однофазні електродвигуни, які можуть використовуватись у складних умовах, наприклад, у насосах для перекачування води під високим тискомта у вакуумних насосах, а також в інших високомоментних процесах. Вихідна потужність таких електродвигунів лежить у діапазоні від 1,1 до 11 кВт.

Однофазний електродвигун із пуском через опір/робота через обмотку (індуктивність) (RSIR)

Цей тип двигунів ще відомий як "електродвигуни з розщепленою фазою". Вони, як правило, дешевші за однофазні електродвигуни інших типів, що використовуються в промисловості, але у них також є деякі обмеження щодо продуктивності.

Пусковий пристрій електродвигунів RSIR включає дві окремі обмоткистатора. Одна з них використовується виключно для пуску, діаметр дроту даної обмотки менший, електричний опір- Вищі, ніж у головних обмоток. Це викликає відставання обертового поля, що, у свою чергу, надає руху двигуну. Відцентровий або електронний пускач від'єднує пускову обмотку, коли частота обертання двигуна досягає приблизно 75% від номінальної величини. Після цього електродвигун продовжить роботу відповідно до стандартних принципів дії індукційного електродвигуна.

Як уже говорилося раніше, для електродвигунів RSIR є певні обмеження. У них низькі пускові моментичасто в діапазоні від 50 до 150 відсотків від номінального навантаження. Крім того, електродвигун створює високі пускові струми, приблизно від 700 до 1000% від номінального струму. В результаті тривалий час пуску викликатиме перегрів та руйнування пускової обмотки. Це означає, що електродвигуни цього типу не можна використовувати там, де необхідні великі пускові моменти.

Електродвигуни RSIR розраховані на вузький діапазон напруги живлення, що, природно, обмежує сферу їх застосування. Їхні максимальні крутні моменти варіюються в межах від 100 до 250% від розрахункової величини. Необхідно також відзначити, що додатковою труднощами є встановлення теплового захисту, так як досить складно знайти захисний пристрій, який спрацьовував досить швидко, щоб не допустити прогорання пускової обмотки. Електродвигуни RSIR підходять для використання в невеликих приладах для рубання та перемелювання, вентиляторах, а також для застосування в інших областях, у яких допускається низький пусковий момент та необхідна вихідна потужність на валу від 0,06 до 0,25 кВт. Вони не використовуються там, де мають бути високі крутні моменти або тривалі цикли.

Однофазний електродвигун з постійним поділом ємності (PSC)

Як видно з назви, двигуни з постійним поділом ємності (PSC) оснащені конденсатором, який під час роботи постійно увімкнений і послідовно з'єднаний з пусковою обмоткою. Це означає, що ці двигуни не мають пускача чи конденсатора, який використовується лише для пуску. Таким чином, пускова обмотка стає допоміжною обмоткою, коли електродвигун досягає робочої частоти обертання.

Конструкція електродвигунів PSC така, що вони можуть забезпечити такий самий пусковий момент, як електродвигуни з пусковими конденсаторами. Їхні пускові моменти досить низькі: 30-90% від номінального навантаження, тому вони не використовуються в системах з великим пусковим навантаженням. Це компенсується за рахунок низьких пускових струмів - зазвичай менше 200% від номінального струму навантаження - що робить їх найбільш підходящими двигунами для областей застосування з тривалим робочим циклом.

Двигуни з постійним поділом ємності мають низку переваг. Робочі параметри та частоту обертання таких двигунів можна підбирати відповідно до поставлених завдань, до того ж вони можуть бути виготовлені для оптимального ККД та високого коефіцієнта потужності при номінальному навантаженні. Тому що вони не вимагають спеціального пристроюпуску, їх можна легко реверсувати (змінити напрямок обертання на зворотне). На додаток до всього вищесказаного, вони є найнадійнішими з усіх однофазних електродвигунів. Ось чому Grundfos використовує однофазні електродвигуни PSC у стандартному виконанні для всіх сфер застосування з потужностями до 2,2 кВт (2-полюсні) або 1,5 кВт (4-полюсні).

Двигуни з постійним поділом ємності можуть використовуватися для виконання цілого ряду різних завдань, залежно від їх конструкції. Типовим прикладом є низькоінерційні навантаження, наприклад вентилятори та насоси.

Двопровідні однофазні електродвигуни

Двопровідні однофазні електродвигуни мають дві головні обмотки, пускову обмотку та робочий конденсатор. Вони широко використовуються в США з однофазними джерелами живлення: 1? 115 В / 60 Гц або 1? 230 В / 60 Гц. При правильному підключенніЦей тип електродвигунів можна використовувати для обох видів електроживлення.

Обмеження однофазних електродвигунів

На відміну від трифазних однофазних електродвигунів існують деякі обмеження. Однофазні електродвигуни в жодному разі не повинні працювати в режимі холостого ходу, так як при малих навантаженнях вони сильно нагріваються, також рекомендується експлуатувати двигун при навантаженні менше 25% повного навантаження.

Електродвигуни PSC і CSCR мають симетричне/кругове обертове поле в одній точці програми навантаження; це означає, що у всіх інших точках програми навантаження обертове поле асиметричне/еліптичне. Коли електродвигун працює з асиметричним обертовим полем, сила струму в одній або обох обмотках може перевищувати силу струму в мережі. Такі надлишкові струми викликають втрати, тому одна або обидві обмотки (що частіше відбувається при повній відсутності навантаження) нагріваються, навіть якщо струм в мережі відносно невеликий. Дивіться приклади.

Про напругу в однофазних електродвигунах

Важливо пам'ятати про те, що напруга на пусковій обмотці електродвигуна може бути вищою. мережевої напругиживлення електродвигуна. Це стосується і до симетричному режимуроботи. Дивіться приклад.

Зміна напруги живлення

Слід зазначити, що однофазні електродвигуни зазвичай використовуються великих інтервалів напруги, на відміну трифазних електродвигунів. У зв'язку з цим може виникнути потреба у двигунах, які можуть працювати з іншими видами напруги. Для цього необхідно внести деякі конструкційні зміни, наприклад, потрібна додаткова обмотка та конденсатори різної ємності. Теоретично, ємність конденсатора для різного мережевого напруги (з однією і тією ж частотою) повинна дорівнювати квадрату відношення напруг:

Таким чином, в електродвигуні, розрахованому на живлення від мережі 230 В, використовується конденсатор 25µФ/400 В, для моделі електродвигуна на 115 В необхідний конденсатор ємністю 100µФ з маркуванням нижчої напруги - наприклад 200 В.

Іноді вибирають конденсатори меншої ємності, наприклад, 60µФ. Вони дешевші і займають менше місця. У таких випадках обмотка має підходити для певного конденсатора. Потрібно враховувати, що продуктивність електродвигуна при цьому буде меншою, ніж з конденсатором ємністю 100µФ - наприклад, пусковий момент буде нижчим.

Висновок

Однофазні електродвигуни працюють за тим самим принципом, що й трифазні. Однак у них нижчі пускові моменти та значення напруги живлення (110-240В).

Однофазні електродвигуни не повинні працювати в режимі холостого ходу, багато з них не повинні експлуатуватися при навантаженні менше 25% від максимального, оскільки це викликає підвищення температури всередині електродвигуна, що може призвести до його поломки.