+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Асинхронный двигатель схема подключения на 220

Для того чтобы разобраться, как подключить электродвигатель конкретного типа, необходимо понимать принципы его работы и особенности конструкции. Существует множество электродвигателей разных типов. По способу подключения к сети переменного тока они бывают трехфазные, двухфазные или однофазные. По способу питания обмотки ротора делятся на синхронные и асинхронные.

Принцип действия

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

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

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

Магнитное поле — векторная величина. Переменный ток в питающей сети имеет синусоидальную форму.

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

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

Другими словами, стрелка равна векторной сумме своих теней.

Двухфазный синхронный электродвигатель

Расположим на статоре две обмотки под углом в 90 градусов, то есть взаимно перпендикулярно. Подадим в них синусоидальный переменный ток. Фазы токов сдвинем на 90 градусов. Имеем два вектора взаимно перпендикулярных, меняющихся по синусоидальному закону со сдвигом фаз на 90 градусов. Суммарный вектор будет вращаться подобно часовой стрелке, делая один полный оборот за период частоты переменного тока.

У нас получился двухфазный синхронный электродвигатель. Откуда взять токи, сдвинутые по фазе для питания обмоток? Наверное, не всем известно, что вначале распределительные сети переменного тока были двухфазными. И лишь позднее, не без борьбы, уступили место трехфазным. Если бы не уступили, то наш двухфазный электромотор можно было подключить напрямую к двум фазам.

Но победили трехфазные сети, для которых были разработаны трехфазные электродвигатели. А двухфазные электромоторы нашли свое применение в однофазных сетях в виде конденсаторных двигателей.

Трехфазный синхронный двигатель

Современные распределительные сети переменного тока выполнены по трехфазной схеме.

  • По сети передаются сразу три синусоиды со сдвигом фаз на треть периода или на 120 градусов относительно друг друга.
  • Трехфазный двигатель отличается от двухфазного тем, что у него не две, а три обмотки на статоре, повернутых на 120 градусов.
  • Три катушки, подключенные к трем фазам, создают в сумме вращающееся магнитное поле, которое поворачивает ротор.

Трехфазный асинхронный двигатель

Ток в ротор синхронного двигателя подается от источника питания. Но мы знаем из той же школьной физики, что ток в катушке можно создать переменным магнитным полем. Можно просто замкнуть концы катушки на роторе. Можно даже оставить всего один виток, как в рамке. А ток пусть индуцирует вращающееся магнитное поле статора.

  1. В момент старта ротор неподвижен, а поле статора вращается.
  2. Поле в контуре ротора меняется, наводя электрический ток.
  3. Ротор начнет догонять поле статора. Но никогда не догонит, так как в этом случае ток в нем перестанет наводиться.
  4. В асинхронном двигателе ротор всегда вращается медленнее магнитного поля.
  5. Разница скоростей называется скольжением. Подключение асинхронного двигателя не требует подачи тока в обмотку ротора.

У синхронных и асинхронных электродвигателей есть свои достоинства и недостатки, но факт состоит в том, что большинство двигателей, применяемых в промышленности на сегодняшний день — это асинхронные трехфазные двигатели.

Однофазный асинхронный электродвигатель

Если оставить на роторе короткозамкнутый виток, а на статоре одну катушку, то мы получим удивительную конструкцию — асинхронный однофазный двигатель.

На первый взгляд кажется, что такой двигатель работать не должен. Ведь в роторе нет тока, а магнитное поле статора не вращается. Но если ротор рукой толкнуть в любую сторону, двигатель заработает! И вращаться он будет в ту сторону, в которую его подтолкнули при пуске.

Объяснить работу этого двигателя можно, представив неподвижное переменное магнитное поле статора как сумму двух полей, вращающихся навстречу друг другу. Пока ротор неподвижен, эти поля уравновешивают друг друга, поэтому однофазный асинхронный двигатель не может стартовать самостоятельно. Если же ротор внешним усилием привести в движение, он будет вращаться попутно с одним вектором и навстречу другому.

Попутный вектор будет тянуть ротор за собой, встречный — тормозить.

Можно показать, что из-за разности встречной и попутной скоростей влияние попутного вектора будет сильнее, и двигатель будет работать в асинхронном режиме.

Схема включения

Возможно подключение нагрузок к трехфазной сети по двум схемам — звездой и треугольником. При подключении звездой начала обмоток соединяются между собой, а концы подключаются к фазам.

При включении треугольником конец одной обмотки подключается к началу другой.

В схеме включения звездой обмотки оказываются под фазным напряжением 220 В., при включении треугольником — под линейным 380 В.

При включении треугольником двигатель развивает не только большую мощность, но и большие пусковые токи. Поэтому иногда используют комбинированную схему — старт звездой, затем переключение в треугольник.

Направление вращения определяется порядком подключения фаз. Для изменения направления достаточно поменять местами любые две фазы.

Подсоединение к однофазной сети

Трехфазный двигатель можно включать в однофазную сеть, хотя и с потерей мощности, если одну из обмоток подключить

через фазосдвигающий конденсатор. Однако при таком включении двигатель сильно теряет в своих параметрах, поэтому этот режим использовать не рекомендуется.

Подключение на 220 вольт

В отличие от трехфазного, двухфазный мотор изначально предназначен для включения в однофазную сеть. Для получения сдвига фаз между обмотками включается рабочий конденсатор, поэтому двухфазные двигатели называют еще конденсаторными.

Емкость рабочего конденсатора рассчитывается по формулам для номинального рабочего режима. Но при отличии режима от номинального, например, при пуске баланс обмоток нарушается. Для обеспечения пускового режима на время старта и разгона параллельно рабочему подключается дополнительный пусковой конденсатор, который должен отключаться при выходе на номинальные обороты.

Как включить однофазный асинхронный двигатель

Если не нужен автоматический запуск, асинхронный однофазный двигатель имеет самую простую схему включения. Особенностью этого типа является невозможность автоматического старта.

Для автоматического пуска используется вторая пусковая обмотка как в двухфазном электромоторе. Пусковая обмотка подключается через пусковой конденсатор только для старта и после этого должна быть отключена вручную или автоматически.

Как подключить асинхронный двигатель, рассчитанный на 220 вольт? Такой вопрос может возникнуть, если электромотор, изначально установленный и работавший в одном из устройств бытовой техники планируется использовать “не по назначению”. Например, сделать самодельный заточной станок.

Так, бывает очень часто. Асинхронные однофазные двигатели способны надолго “пережить” срок эксплуатации тех устройств, в которые они были первоначально установлены.

Что делать, когда бытовая техника по тем или иным причинам вышла из строя? Выкидывать её вместе с вполне исправным мотором или сдавать его как лом на откуп местным барыгам? Ни тот ни другой вариант нормального человека, имеющего голову и руки, растущие из нужного места, не может устроить.

Можно и нужно дать такому электромотору “вторую жизнь”, а для этого нужно в том числе знать, как подключить асинхронный двигатель на 220 вольт.

Как подключить однофазный асинхронный двигатель

Об особенностях асинхронного электродвигателя и его отличиях от коллекторного электродвигателя подробно рассказывалось в предыдущей статье, но сейчас нас интересует практическое применение этих знаний и здесь неискушенного в электромеханике потребителя могут ждать самые неожиданные “засады”.

Возможные схемы подключения однофазного асинхронного электродвигателя

На самом деле, собственно подключение такого движка в любом случае несложно. Вот возможные варианты подключения:

  • Схема с четырьмя выводами. Каждая из катушек имеет два вывода. У рабочей обмотки сопротивление меньше.
  • Схема с тремя выводами. На самом деле, обмоток, как и в предыдущем случае две, только один из проводов каждой, соединен с проводом другой, т. е. обмотки соединены последовательно.

Обязательные условия для начала вращения однофазного асинхронного двигателя

Чтобы ротор начал крутится должны быть выполнены несколько условий:

  1. Для начала движения одной пары полюсов, недостаточно. Обязательно нужна ещё, хотя бы одна, статорная обмотка.
  2. Полюса должны быть пространственно смещены относительно друг друга на 90°. Действительно, это оптимальное положение для начала движения тяжело нагруженного вала, но вместе с тем по мере увеличения оборотов такое расположение катушек негативно сказываться на характеристиках электромотора.
  3. Полюса должны быть смещены не только пространственно, но и временно т. е. каждый из периодов переменного напряжения, протекающего в одной из катушек, должен отставать, от периода переменного напряжения, единовременно протекающего в другой.

Внимательный читатель увидит в этих требованиях явное противоречие. Как же так, ведь фаза всего одна?

С технической точки зрения электромеханики, этот “недостаток” легко устраним, но некоторое противоречие в вышеизложенном словоизлиянии, всё же есть. По сути, здесь правильнее говорить о двух фазах, хотя и полученных от одного источника.

Как заставить ротор однофазного электродвигателя вращаться

Стадия строганья с места одно из слабых мест, возникающих в процессе работы однофазного асинхронного двигателя. Теоретически, равные по величине, но направленные в противоположные стороны магнитные потоки разнозаряженных полюсов должны уравновешивать друг друга, поэтому хотя обмотка и будет находиться в возбужденном состоянии, вращения не будет.

Так, должно быть, повторяюсь, теоретически, на практике неоднократно приходится сталкиваться с тем что при подаче напряжения на рабочую обмотку двигатель без всякого внешнего воздействия начинал работать.

Зачем нужен рабочий конденсатор

Если двигатель работает на холостом ходу, то в общем то, без разницы, есть какая-то емкость в цепи рабочей катушки или нет, но всё меняется, если к валу ротора приложить нагрузку. Дополнительная ёмкость, до определенного момента, позволит компенсировать принудительную задержку смещения магнитного поля ротора, тем самым увеличив КПД электродвигателя.

При изготовлении самодельной конструкции на КПД электродвигателя в большинстве случаев просто не обращают внимание т. к. максимальная фиксированная нагрузка может быть разной, работа механизма не продолжительной, а затраты на увеличенное потребление электроэнергии не обременительны.

Зачем нужен пусковой конденсатор

Если вы внимательно читали предыдущую главу, то знаете ответ. Для временного сдвига фаз напряжения (тока), единовременно протекающего в двух катушках электродвигателя, но почему используют именно конденсатор, а не другой фазосдвигающий элемент, катушку индуктивности.

Электрический двигатель чаще всего запускается с нагрузкой на валу, иногда значительной. Форма магнитного поля создаваемое обмотками статора в этом случае искажается, приобретает форму эллипса, что приводит к снижению пускового момента. Избежать подобного проседания электротехнических характеристик электродвигателя в этот момент, проще всего с помощью конденсатора.

Параметры конденсаторов для запуска и работы асинхронного двигателя

Ёмкость конденсатора, включенного в цепь рабочей катушки, подбирается из расчёта 4 мкФ на каждые 100 Вт мощности. Ёмкость пускового конденсатора в 2–3 раза больше рабочего. Номинальное напряжение каждого конденсатора 350–600 В.

Информация на шильдике (информационной табличке на корпусе изделия), может быть не полной, но зато в некоторых случаях в ней есть данные о типе и параметрах рекомендуемого рабочего конденсатора.

Подключение однофазного асинхронного электродвигателя к сети

Особенность этого подключения заключается в том, что напряжение на рабочую катушку после включения двигателя в сеть должно подаваться постоянно, а на пусковую через фазосдвигающий конденсатор, только на кратковременное время (2–10 сек).

Сделать это несложного, например, с помощью двух тумблеров, один из которых имеет два фиксированных положения (рабочий), а другой без фиксации (пусковой).

На самом деле, всех этих манипуляций при запуске электродвигателя можно избежать, если использовать специально предназначенные для этих целей коммутирующие устройства.

Пусковая кнопка ПНВС

В этом механизме (ПНВС-10) не было бы ничего особенного, если бы не одна фишка. При нажатии кнопки “Пуск” замыкаются все три пары контактов. При отпускании кнопки, крайние пары остаются в замкнутом положении, а средняя пара возвращается в исходное, разомкнутое положение. После нажатия “Стоп” все контакты размыкаются.

На картинке ясно видно, что средняя пара контактов разомкнута, а две крайние пары замкнуты.

Остается подключить пусковую обмотку к крайним клеммам, а пусковую к средней и одной из крайних (общей) клеммам кнопки.

Вот так просто и если хотите, элегантно реализован весь порядок необходимых подключений.

Небольшая цена (120–190 руб), ещё одно из достоинств этого устройства. Некоторых пользователей смущают относительно большие габариты, но поскольку электромотор чаще всего используется в составе какого-то агрегата (станка), что само по себе подразумевает стационарное применение, то размеры блока кнопок, в этом случае, не помеха.

Подключение к сети однофазного двигателя с помощью магнитного пускателя

Поскольку питание, подаваемое на пусковую катушку через несколько секунд после нажатия кнопки “Пуск” нужно отключить, то понадобится два пускателя, а ещё блок, состоящий из двух кнопок, каждая из которых должна иметь две группы контактов с нормально-замкнутыми и нормально-разомкнутыми парами контактов.

Красным цветом обозначены силовые провода. Синим, провода управления.

Получается дороговато, каждый из пускателей с катушкой на 220 В, стоит 700–3000 руб, а ещё такой способ подключения никак не назовешь компактным и простым.

Все эти недостатки компенсируются возможностью коммутировать довольно большую нагрузку.

О подключении трёхфазных электродвигателей к однофазной сети

На мой взгляд, эта тема в наши дни потеряла свою актуальность. Раньше (период СССР), купить однофазный двигатель было проблематично или просто невозможно, а трёхфазники приобретались “по случаю”. Естественно, сразу же возникал вопрос об адаптации такого движка к однофазной сети. Сейчас таких случаев уже почти нет, а покупать дорогой трёхфазный электродвигатель с тем, чтобы подключать его к сети на 220 В. никто в здравом уме не будет.

Возможно, я ошибаюсь и у читателя есть своё мнение на этот счёт. Выскажите его в комментариях.

Сложно представить гараж или собственный дом, в котором имеется мастерская без установленных в них электроприборов. Учитывая довольно высокую стоимость, которых владельцы мастерской стараются изготовить их самостоятельно.

Это могут быть заточные станки или более сложные механизмы, использующие электродвигатели. В каждом гараже всегда можно найти двигатель от неисправной бытовой техники.

Электроснабжение гаражей осуществляется от сети напряжением 220 вольт. Двигатели от бытовой техники однофазные, а при изготовлении станка появляется необходимость в схеме подключения двигателя.

Подключение однофазного коллекторного и асинхронного моторов к сети 220 вольт

В бытовой технике используются коллекторные или асинхронные двигатели. Схема подключения однофазного двигателя при использовании таких электродвигателей будет разная. Для того чтобы выбрать правильную схему необходимо знать тип двигателя.

Это сделать очень просто, если сохранился шильдик. При его отсутствии следует посмотреть, имеются ли щетки. При их наличии электродвигатель коллекторный, если они отсутствуют — двигатель асинхронный.

Схема подсоединения коллекторного двигателя очень проста. Достаточно имеющиеся провода подключить к сети 220 вольт и мотор должен заработать.

Основным недостатком таких моторов большой шум в процессе работы. К достоинствам можно отнести легкость регулировки оборотов. Существует более сложная схема для подключения однофазного асинхронного двигателя.

Они бывают однофазные и трехфазные. Однофазные электродвигатели выпускают с пусковой обмоткой (бифилярные) и конденсаторные.

В момент пуска таких моторов пусковая обмотка замыкается, а после достижения необходимых оборотов отключается специальными устройствами. На практике такие электродвигатели включаются специальными кнопками, у которых средние контакты при нажатии замыкаются, а после отпускания кнопки размыкаются. Это так называемые кнопки ПНВС они специально сконструированы для работы с такими электродвигателями.

В конденсаторных имеется две обмотки, которые работают постоянно. Они смещены относительно друг друга на 90º , благодаря чему можно осуществить реверс.

Схема подключения асинхронного двигателя на 220в ненамного сложнее включения коллекторного. Отличие состоит в том, что к вспомогательной обмотке подсоединяется конденсатор. Его номинал рассчитывается по сложной формуле.

Но опираясь на эмпирические данные его, подбирают из расчета 70 Мкф на 1 Квт мощности, а рабочий конденсатор в 2–3 раза меньше, и соответственно имеет параметры 25–30 Мкф на 1 Квт.

Для того чтобы осуществить подключение однофазного двигателя необходимо подключить конденсатор к вспомогательной обмотке, схема несложная и ее может собрать любой человек.

Достаточно иметь необходимые комплектующие и не перепутать обмотки. Определить назначение обмоток можно с помощью тестера, измерив, сопротивление. Пусковая обмотка имеет в два раза большее сопротивление, чем рабочая.

Схемы включения однофазного электродвигателя

Для включения двигателя применяются три схемы подключения электродвигателей на напряжение 220 в. Для тяжелого пуска устройств, таких как бетономешалка, применяют схему с подсоединением пускового конденсатора с последующим его отключением. Существует более простая схема подключения однофазного двигателя с постоянным подключением конденсатора малой емкости к пусковой обмотке, она применяется наиболее часто.

При этом параллельно рабочему конденсатору во время пуска подключается дополнительный конденсатор.

Для того чтобы наиболее полно раскрыть возможности двигателя применяется схема с постоянно подсоединенным конденсатором к вспомогательной обмотке.

Это самая распространенная схема подключения, с помощью которой подключают любой однофазный асинхронный двигатель при изготовлении заточного станка. При использовании таких схем подсоединения следует знать, что двигатель не сможет развивать полную мощность.

Подключение трехфазных электродвигателей

Часто возникает необходимость в подсоединении асинхронного двигателя,предназначенного для подключения к трехфазной сети в однофазную. Схема подключения трехфазного мотора не сильно отличается от подсоединения однофазного.

Подключение к однофазной сети 220 вольт

Основное отличие состоит в конструкции самого двигателя. В нем имеются равнозначные обмотки, которые соединяются звездой или треугольником. Все зависит от рабочего напряжения.

Схема подключения трехфазного двигателя к однофазной сети включает в себя магнитный пускатель, кнопку включения — выключения и конденсатор. Емкость конденсатора рассчитывается по формуле.

Эта формула справедлива для соединения звездой. И позволяет подобрать рабочий конденсатор.

Вторая формула позволяет рассчитать номинальную емкость для работы с электродвигателем при соединении обмоток треугольником.

Номинал конденсатора можно рассчитать по упрощенной формуле:

Часто при запуске по такой схеме используют пусковой конденсатор, который включают параллельно с рабочим. И выбирается из условий:

Если необходимого номинала нет, то подбор конденсаторов возможен из имеющихся комплектующих при соединении их параллельно или последовательно.

При параллельном соединении емкость суммируется, т. е. увеличивается. А при последовательном соединении уменьшается. И будет меньше меньшего номинала. При подборе конденсаторов необходимо учитывать рабочее напряжение, которое должно быть выше сетевого в 1,5 раза.

При монтаже следует иметь в виду, что схема подключения 3х фазного двигателя предполагает включение конденсатора к третьей обмотке, что позволяет использовать моторы в однофазной сети 220 вольт.

Для того чтобы использовать механизм на полную мощность, следует подключить его к трехфазной сети.

Подключение к трехфазной сети

Для подключения 3 х фазного двигателя на напряжение 380 вольт схема представляет собой соединение обмоток звездой. Соединение треугольником применяется при наличии трехфазной сети на 220 вольт.

Схема подключения асинхронного двигателя к трехфазной сети имеет пускатель на три фазы, кнопку «пуск – стоп» и двигатель. Но в быту имеется однофазное подключение к гаражу или мастерской. Поэтому и возникает необходимость подключения 3х фазного двигателя через конденсаторы к сети 220 вольт, когда используется схема с применением фазосдвигающей цепочки.

Для сдвига фазы применяют конденсатор, который подключают к одной из фаз, а две другие подключают к электрической сети. Это стандартная схема подключения асинхронного двигателя, применяемая для подключения к однофазной сети. При изготовлении всевозможных станков возникает необходимость в реверсивном включении механизмов.

Реверсивная схема подключения при включении трехфазного двигателя к однофазной сети производится по следующей методике.

Достаточно переключить сетевой провод с одного контакта конденсатора на другой. В результате вал начнет вращаться в обратную сторону.

Сложнее осуществляется схема реверсивного подключения двигателя на 380 вольт, если имеется трехфазное соединение.

Для этого применяется принципиальная схема подключения электродвигателя с применением двух магнитных пускателей. С помощью одного из них производится переключение фаз на обмотках.

Второй имеет стандартное включение. При монтаже необходимо предусмотреть защиту от одновременного включения пускателей. В противном случае произойдет короткое замыкание.

Техника безопасности

При самостоятельном подключении электродвигателей следует соблюдать несложные правила. Не работать при подключенном напряжении.

Строго соблюдать правила техники безопасности. Во время работы применять средства индивидуальной защиты.

Нельзя допускать к работе с электричеством необученных людей и детей возрастом менее восемнадцать лет.

Следует помнить, что электричество не имеет запаха и нельзя определить на глаз его наличие на контактах. Обязательно, для определения напряжения использовать только разрешенные средства измерения.

Конденсаторный двигатель

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

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

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

Ёмкостной сдвиг фаз с рабочим конденсатором

Ёмкостной сдвиг фаз с пусковым и рабочим конденсатором

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

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

,

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

,

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

Для повышения пускового момента параллельно рабочему конденсатору Ср включают пусковой конденсатор Cп. Для создания пускового момента, равного номинальному, требуется пусковой конденсатор Cп в 2 — 2,5 раза больше рабочего Cр.


Как подключить электродвигатель? — статья

Часто бывает так, что нужно найти схемы подключения электродвигателя к сети для случаев, которые не согласовываются с паспортными данными оборудования. Двигатель подключенный по таким схемам имеет пониженный КПД, но это иногда бывает оправданным. В этой статье расписаны самые доступные и технически обоснованные схемы подключения асинхронного двигателя к однофазной и трехфазной сети.

Подключение однофазного электродвигателя

Рисунок 1. Схемы включения однофазного асинхронного двигателя

В случае, если в однофазном электродвигателе оставить только одну обмотку (по числу фаз), то магнитное поле статора станет пульсирующим, а не вращающимся, и пуска или толчка при включении двигателя не будет, если ротор не раскручивать вручную. Чтобы исключить ручное вмешательство, добавляют вспомогательную обмотку – пусковую. Это вторая фаза, сдвинутая на 90 градусов, которая в момент включения раскручивает ротор, но, так как двигатель подключен к однофазной сети, его называют однофазным. Другими словами, однофазные асинхронные электродвигатели имеют рабочую и пусковую обмотки. Вторая нужна лишь для запуска ротора поэтому ее включают на короткое время (до 3 секунд), в то время, как рабочая включена постоянно. Если нужно определить выводы обмоток, можно воспользоваться тестером. Для запуска, требуется на обе обмотки подать 220 Вольт, а после выхода на рабочие обороты электродвигателя отключить пусковую. Чтобы добиться сдвига фазы используют омические сопротивления, конденсаторы и индуктивности. Сопротивление при этом не обязательно должно быть в виде отдельного резистора, оно может быть и частью пусковой обмотки, намотанной по бифилярной технологии, когда индуктивность катушки не изменяется, а её сопротивление растет за счет большей длины медного провода. Схема подключения и соотношение обмотки и общего вывода однофазного электродвигателя показана на рис. 1.

Рабочая и пусковая обмотки могут быть постоянно подключены к электросети. Такие двигатели, можно сказать, являются двухфазными. Магнитное поле вращается внутри статора. Конденсатор в этом случае служит для сдвига фаз. Здесь как рабочая, так и пусковая обмотки выполнены проводом одинакового сечения.

Как подключать трехфазный электродвигатель

Рисунок 2. Схема подключения: звезда, треугольник

Трехфазные двигатели более эффективны, в сравнении с однофазными и двухфазными. Вращающееся магнитное поле в статоре образуется сразу после включения в сеть 380 вольт, и при этом не задействованы никакие пусковые устройства. Схемы подключения электродвигателя звездой и треугольником — самые распространенные (рис. 2).

Рисунок 3. Схема включения звезда-треугольник

Также нужно сказать, что подключение звездой делает пуск плавным, но снижает мощность работы электродвигателя. Подключении треугольником позволяет вывести двигатель на полную паспортную мощность, что в 1,5 раза выше чем при подключении звездой, но пусковой ток, в таком случае, вырастет настолько, что может повредить изоляцию проводов. Поэтому мощные двигатели подключают по комбинированной схеме подключения звезда-треугольник. Пуск осуществляется по схеме звезда (небольшие пусковые токи), а после выхода на рабочий режим схема автоматически или вручную переключается на схему треугольник, что повышает мощность двигателя в 1,5 раза (мощность приближается к номинальной). Для переключения используют магнитные пускатели, пакетный переключатель или пусковое реле времени. Схема подключения к сети 380 вольт показана на рис. 3. При замкнутых ключах К1 и К3 двигатель подключен по схеме звезда, а при замкнутых ключах К1 и К2 двигатель включен по схеме треугольник. Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети через конденсатор (380 на 220).

Рисунок 4. Включения трехфазного двигателя в однофазную сеть по схеме: треугольник, звезда.

Очень часто бывает так, что нужно подключить трёхфазный двигатель к сети 220 Вольт. Несмотря на то, что КПД снижается до 50 % (бывает и до 70%), такая переделка иногда нужна. Двигатель, в таком случае, начинает работать как двухфазный. Осуществляется это по схеме звезда или треугольник с использованием рабочего и пускового конденсатора, которые требуются для сдвига фазы и разгона (рисунок 4). Кнопку разгона удерживаем до максимального раскручивания ротора, после чего отпускаем.

Под нагрузкой и при холостом ходе через обмотки течет разный ток, поэтому емкость подбирается экспериментальным путем для конкретной нагрузки. Двигатель будет перегреваться, если емкость будет больше, чем нужно. Приблизительный подбор номиналов в соответствии с мощностью двигателя можно осуществить по этой таблице:

Таблица примерных номиналов конденсаторов с учётом мощности двигателя
Мощность трехфазного двигателя (кВт)0,40,60,81,11,52,2
Минимальная емкость рабочего конденсатора (мкФ)406080100150230
Минимальная емкость пускового конденсатора (мкФ)80120160200250300

Рисунок 5. Схема подключения электролитических конденсаторов

Напряжение конденсаторов должно быть выше минимум в 1,5 раза, чтобы от скачков напряжения при включении и выключении они не вышли из строя. Из-за проблемы поиска металлобумажных конденсаторов нужной ёмкости, некоторые используют электролитические, спаянные с диодами (по особой схеме). Их нужно закрыть в корпус, во избежание попадания электролита в глаза в случае взрыва. Емкость снизится в 2 раза при соединении схемы в соответствии с рис. 5. Для работы мощных станков все-таки не желательно использовать электролитические конденсаторы.

Если хотите сделать запрос или оформить заказ:

Подберем оптимальное решение по цене и срокам поставки.

Отдел продаж:

Телефон: (044) 229 65 56

Email: [email protected]

Если нужна техническая консультация:

Поможем с расчетом нагрузок и подбором комплектующих.

Технический отдел:

Телефон: (044) 229 65 57

Email: [email protected]

Фазы двигателей

Электродвигатели осуществляют питание с помощью переменного тока.   Электродвигатели разделяются на синхронные и асинхронные, отличие этих двигателей в принципе их работы. Синхронные движутся синхронно с магнитным полем, питающего их напряжения. Они в основном используются при наличии большой мощности. Асинхронные двигатели – это электродвигатели, которые работают с помощью переменного тока, где частота вращения ротора зависит от частоты вращающего магнитного поля. Такие двигатели широко применяются в наше время. Также электродвигатели переменного тока отличаются количеством фаз. Они подразделяются на однофазные, двухфазные, трехфазные и многофазные.

Особенности фаз электродвигателей

  • Однофазные двигатели применяются для подключения к однофазной сети переменного тока. Это асинхронный двигатель, у которого статор имеет одну обмотку, подключающуюся к сети однофазного тока.
  • Двигатель с однофазной обмоткой подключается с помощью вращающегося магнитного поля.
  • Магнитное поле создается основной обмоткой и дополнительной пусковой обмоткой.
  • Преимущество однофазного двигателя, заключается в  простоте конструкции (короткозамкнутый ротор), а недостаток это малый пусковой объем и низкое КПД.

Двигатели двухфазные

  • Двухфазные двигатели имеют две рабочие обмотки, которые сдвинуты на 90 градусов.
  • При подаче переменного тока они питаются по двум токам, и образуется вращающееся магнитное поле.
  • В двухфазном асинхронном двигателе создается вращающийся момент в стержнях ротора электродвигателя.
  • Ротор ускоряется до достижения конечной частоты вращения поля. В настоящее время чаще используется асинхронный двухфазный электродвигатель, имеющий полый ротор.
  • Если двухфазный электродвигатель питать от однофазной сети, то сдвиг фаз может произойти путем подключения конденсатора, имеющего достаточную емкость.

Трехфазный двигатель

  • Трехфазный двигатель предназначен для работы от трехфазной сети переменного тока.
  • Это электродвигатель, статор которого состоит из трех обмоток. В этом случае магнитное поле сдвинуто на 120 градусов.
  • Наибольшее распространение получил асинхронный электродвигатель с короткозамкнутой  обмоткой ротора.

При необходимости приобретения однофазных, двухфазных двигателей обращайтесь в компании, которые сотрудничают с испытанными временем производителями. В нашей компании имеется широкий выбор электродвигателей разных моделей и марок.

Просмотров: 2119

Дата: Воскресенье, 15 Декабрь 2013

Подключение однофазного двигателя к бытовой трехфазной сети: варианты и основные ошибки

В процессе проживания в частном или загородном доме владелец в определенный момент принимает решение об установке запасного источника питания. Чаще всего в роли него выступает генератор. Хотя приобретение этого устройства является довольно сложным делом, этим не оканчиваются трудности, с которыми сталкивается собственник частного домовладения. Не менее простой задачей для него становится подключение генератора к дому.

Возможно, большинство посчитает, что здесь не должно возникнуть особых проблем: ведь для этого достаточно завести генератор, подключить его к дому и после чего можно не знать забот. Следует отметить, что процесс подключения генераторов дома является достаточно сложным мероприятием, во время проведения которого довольно легко совершить серьезные ошибки, которые могут впоследствии привести к большим неприятностям. Причем поломка генератора является самой малой из них.

В этой статье мы уделим внимание особенностям подключения однофазного генератора к дому, где проложена электропроводка, предназначенная для трехфазной сети. Пусть это и кажется удивительным, однако даже и у опытных электриков часто возникают трудности, когда им приходится решать подобную задачу. Причем они сами себе создают проблемы, которые вообще можно было решить избежать на начальном этапе.

Принцип работы однофазного двигателя

Основу устройства классического однофазного двигателя образуют две обмотки, которые находятся под прямым углом относительно друг друга. У каждой из них имеется свое предназначение, что подразумевается их названием:

  • главная;
  • вспомогательная.

Эти обмотки могут включать в себя несколько секций, что определяется числом полюсов.

Решив использовать для подключения к дому асинхронный однофазный двигатель, следует изначально помнить о том, что он имеет определенные ограничения. Возможности статора заложены его конструкцией, которая и определяет, для решения каких задач он может использоваться. Речь идет о том, что при создании каждого электродвигателя заранее учитываются, какая из задач будет для него самой значимой: обеспечение максимального КПД, вращающего момента, рабочего цикла и пр.

Подобные асинхронные двигатели создают в процессе эксплуатации более высокий уровень шума, нежели двухфазные аналоги, что связано с наличием у них пульсирующего поля. У двигателя же с двумя фазами этот недостаток проявляется в меньшей степени, поскольку они оснащены пусковым конденсатором. Именно последнее устройство и создает условия для плавной работы электродвигателя.

Асинхронные однофазные двигатели требуют учета определенных правил их эксплуатации, чем они выделяются на фоне трехфазных аналогов. Недопустимым считается включение однофазных двигателей в режиме «холостого хода». Работа при малых нагрузках приводит к сильному их нагреву. Оптимально, когда такой двигатель работает при нагрузке, которая составляет более 25% от полной.

Правильный подход к решению проблемы

Максимально упростить для себя задачу по подключению генератора к дому можно следующим путем: для этого достаточно еще во время возведения загородного или частного дома и выполнения электромонтажных работ выделить определенную группу наиболее ответственных потребителей, которые будут обеспечены резервным электроснабжением. Чаще всего это группа используется для подачи электричества на:
  • освещение;
  • отопительное оборудование;
  • определенные розетки;
  • охранно-пожарную сигнализацию.

Этот вариант является привлекательным потому, что для решения проблемы можно использовать двигатель довольно небольшой мощности.

Но, к сожалению, так поступают лишь единицы среди владельцев загородных и частных домов. Чаще всего распространены ситуации, когда проблема покупки двигателя для трехфазной сети дома и его подключения приобретает особую актуальность тот момент, когда приходится сталкиваться с таким неприятным явлением, как перебои с электричеством.

Решить эту задачу домовладельцу часто оказывается не под силу, поскольку он не обладает специальными знаниями, чтобы подобрать подходящий вариант двигателя и в соответствии с установленными требованиями выполнить работы по его подключению к трехфазной сети. Дабы даже человек, который далек от сферы электрики, смог разобраться, что именно делать и каким образом, мы не будем прибегать к специальным терминам и другим сложностям, а попытаемся все объяснить таким образом, чтобы любой мог разобраться с сутью этих работ.

Варианты подключения однофазного двигателя

С чего же необходимо начинать подключение однофазного генератора к трехфазной сети дома? В первую очередь необходимо определиться с методом подключения, которых сегодня известно немало. Начать же их рассмотрение хочется с того, о котором уже было упомянуто нами выше — через подключение двигателя к выделенной для этих целей группе потребителей. Этот метод является основным, однако помимо него существуют и другие.

Подключение нагрузки в ручном режиме

Также подключить двигатель можно посредством использования перекидного рубильника, переключателя на 3 позиции 1-0-2. В соответствии с приведенной схемой, каждой позиции будет соответствовать следующее:

  • «1» — будет подразумевать нагрузку, запитанную от промышленной городской сети;
  • «0» — перевод рубильника в это положение будет означать, что нагрузка отключена;
  • «2» — будет соответствовать нагрузке, обеспечиваемой резервным источником электричества. В качестве такового будет выступать бензиновый, дизельный или газовый генератор.

Мы не будем слишком подробно останавливаться на устройстве составных элементов, правда, хочется отметить, что перекидной рубильник или трехпозиционный переключатель имеет довольно простую конструкцию, которая включает неподвижные контакты, соединенные с проводами (нагрузка-город-генератор), и подвижные контакты, задача которых заключается в обеспечении коммутации нагрузки с города на генератор и обратно.

Если возникла задача по переключению трехфазной нагрузки город-нагрузка, то происходит задействование сразу трех фаз. Здесь имеется в виду, что на рубильник подаются три городские фазы A-B-C, они же уходят на нагрузку. Для того чтобы нагрузка была переведена на генератор, мы должны совершать такие манипуляции, чтобы в итоге на каждую из фаз поддавалось электричество.

Решить эту задачу можно путем незначительного усовершенствования нашего переключателя рубильника: с той стороны, где будет подключаться генератор, потребуется установить перемычку между фазами A-B-C. В дальнейшем, когда нагрузка будет поступать на генератор, каждая из фаз будет обеспечена электричеством.

Подключение нагрузки посредством контакторов

Наряду с вышеперечисленными методами, подключить однофазный двигатель можно путем использования контакторов. Основную роль здесь будут играть два контактора, среди которых один будет обеспечивать питание нагрузки от городской электросети, а другой поможет переводить нагрузку к альтернативному источнику электричества, в качестве которого будет выступать генератор. Воспользоваться этим способом целесообразно лишь в том случае, если в системе предусмотрено автоматическое включение резервного питания.

Когда нагрузка создается городской сетью, то каждая из фаз, которая подключена к контактору, будет идти на нагрузку. При появлении в системе генератора поступают аналогичным образом, что и с перекидным рубильником: на клеммах контактора там, где подключен кабель, идущий от генератора, придется поместить перемычку между фазами и A-B-C.

Перекидной рубильник или контакторы?

Если вами не рассматривается вариант с установкой системы автоматического управления генераторами, то в этом случае для эффективного решения проблемы потребуется установить перекидной рубильник. Причем это устройство должно быть трехпозиционным 1-0-2. Если же вы решите воспользоваться блоком автоматического запуска генератора АВР, то единственным для вас вариантом станет применение контакторов.

Эксплуатация однофазного двигателя имеет один важный нюанс: этот резервный источник питания в состоянии обеспечить бесперебойную работу всех устройств, которые имеют одну фазу. Поэтому следует убедиться, что имеющиеся у вас в доме приборы соответствуют этому требованию. При обнаружении установок трехфазного типа вам придется отключить их от питания, пока вы будете использовать генератор. В противном случае вы рискуете полностью потерять их, поскольку использование их в подобной связке может стать причиной их выхода из строя.

Действия, приводящие к непоправимым результатам

Генератор, будь то газовый или бензиновый, отличается от большинства других приборов тем, что к нему неприменимы традиционные схемы подключения. Особое внимание следует уделить наиболее серьезным ошибкам, которые способны вывести из строя этот резервный источник питания.

Недопустимым считается схема подключения, при которой генератор подключается в трехфазной сети напрямую к потребителю.

Также запрещенным является метод подключения посредством использования двух автоматов, среди которых первый подключен к бытовой электросети, а другой — непосредственно к генератору. Следует иметь в виду, что совершить здесь ошибку очень легко, в результате включенным окажется не тот автомат. Последствия от такого действия будут самыми плачевными, поэтому не стоит доводить дело до подобного.

Заключение

Несмотря на обманчивое впечатление, подключить однофазный электродвигатель к трехфазной сети не так-то просто. Учитывая, что для этого можно использовать несколько методов, а каждый из них предусматривает свои особенности, такую работу должен выполнять специалист. Ведь любая ошибка, допущенная во время подключения этого резервного источника питания, может привести к тому, что выйдет из строя не только сам генератор, но и приборы, которые не рассчитаны на работу в подобной связке.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Как подключить однофазный электродвигатель

Очень часто бывает, что механика в стиральной машине, пылесосе, электродрели полностью выходит из строя, и выгодней будет купить новую бытовую технику, чем починить безнадёжно устаревшие домашние электроприборы.

Из кучи оставшихся от данных устройств запчастей, как правило, самым ценным элементом будет электродвигатель, которому можно найти достойное применение, подключив в сеть 220В.

В подобных электроприборах изредка встречается полноценный трёхфазный двигатель, и скорее всего там окажется однофазный коллекторный или асинхронный электродвигатель, у которого может оказаться изрядный запас прочности и ресурса подшипников для применения в качестве привода насоса, компрессора, вентилятора, точила, мини-станка, овощерезки, газонокосилки и т. д.

В данной статье будет рассказано о том, как подключить однофазный электродвигатель в сеть 220 В, в зависимости от его типа.

Принцип действия коллекторного двигателя

В коллекторном электродвигателе, встречающемся в стиральных машинах и электродрелях, имеются обмотки на статоре и роторе.

Коллекторный двигатель

Роторные обмотки намотаны в виде рамок и помещаются в специальных пазах, а их переключение происходит при помощи коллекторных выводов и контактов в виде графитовых щёток.

ротор коллекторного двигателя

Устройство ротора выполнено таким образом, чтобы в любой момент времени под напряжением находилась только одна рамка, магнитное поле которой перпендикулярно полю обмотки статора.

Электромагнитное взаимодействие полярных магнитных полюсов стремится повернуть ротор так, чтобы направленность его магнитного поля совпала с полем статора, подобно стрелке компаса.

Но, как только ротор поворачивается на определённый угол, контакты рамки выходят из соприкосновения со щётками, и включаются следующая обмотка, и процесс повторяется, создавая непрерывный момент вращения.

Подключение в сеть 220 В коллекторного электродвигателя

Схема коллекторного электродвигателя устроена таким образом, что направления токов в обмотке статора ротора и рамке ротора всегда совпадают, независимо от фазы переменного напряжения. Из-за совпадения направления токов, возникающие магнитные поля будут всегда перпендикулярными, что и будет вызывать момент вращения вала.

Поэтому очень важно установить перемычку на выводах двигателя, для последовательного соединения статорной и роторной обмоток. Поменяв местами выводы обмоток статора или ротора можно изменить направление вращения вала двигателя.

схема подключения

Для полноты картины нужно проследить путь тока – один из выводов от щётки коллектора подключается в сеть 220 В (допустим фаза, но это не имеет значения). Вывод другой щётки нужно подсоединить к одному выводу статора при помощи перемычки. Оставшийся вывод от статора подключается в сеть 220 В (ноль), замыкая цепь.

Принцип действия однофазного асинхронного электродвигателя

В отличие от коллекторного двигателя, в однофазном асинхронном электродвигателе с короткозамкнутым находящимся в состоянии покоя ротором,

устройство асинхронного двигателя

в котором индуцируются токи, создающие магнитное поле, взаимодействующее с электромагнитным полем катушки, векторы возникающих сил (М, -М) уравновешивают друг друга. Это означает, что при включении в сеть вал мотора вращаться не будет, и для его запуска нужен начальный вращательный момент S.

Можно рукой раскрутить вал и подать напряжение сети, тогда двигатель наберёт обороты. Многие так и делают, запуская точило, но такой способ совершенно неприемлем, если нужно раскрутить вращающиеся ножи овощерезки или газонокосилки.

Поскольку в трёхфазном электродвигателе момент вращения задан конструктивно при помощи расположения обмоток и смещения фаз трёхфазной сети, то в однофазном моторе для запуска применяют дополнительную пусковую обмотку, благодаря которой создаётся вращательный момент смещения ротора.

Схема подключения 1

Смещения фазы тока дополнительной обмотки относительно синусоиды напряжения 220 В создаётся при помощи конденсатора.

Схема подключения 2

Подключение в сеть асинхронного однофазного электродвигателя.
На корпусе однофазного асинхронного электродвигателя должна быть схема подключения, где указываются выводы основной и дополнительной обмотки, а также емкость конденсатора.

Выводы обмоток

Но, если схема где-то затерялась, то нужно определить рабочую и пусковую обмотку, измерив и сравнив сопротивления – у основной оно должно быть меньшим. Для этого нужно взять мультиметр, выставить диапазон для измерения в Омах, и поочерёдно измерить сопротивление между выводами.

Определение пусковой и рабочей обмотки

Поскольку часто данные обмотки имеют общий вывод, то его определяют опытным путём – сумма сопротивлений, измеренных от данного провода обмоток должна соответствовать суммарному сопротивлению подключённых последовательно обмоток.Если конструкция двигателя позволяет, то определить принадлежность выводов можно визуально – у проводов рабочей обмотки поперечное сечение (толщина) больше.

рабочая и пусковая обмотки

 

Рабочая обмотка подключается к напряжению 220 В напрямую, а пусковая – последовательно с конденсатором. Если обмотки соединены внутри мотора, то такая схема не позволит изменять направление вращения. Если из мотора выходят четыре провода от двух обмоток, то направление вращения будет зависеть выбора выводов для их соединения в общий отвод.

Выбор вращения двигателя

Существуют электродвигатели с идентичными обмотками – их называют двухфазными.

Режимы однофазных двигателей

Поскольку однофазные и двухфазные двигатели для запуска требуют применения конденсатора, то такие электродвигатели называют конденсаторными. Существует несколько режимов работы конденсаторного двигателя:

  • С пусковым конденсатором и дополнительной обмоткой, которые подключаются только на время запуска. Емкость выбирается исходя из 70 мкФ на 1 кВт мощности двигателя;
  • С рабочим конденсатором, емкостью 23-35 мкФ и дополнительной обмоткой, подключённой всё время;
  • С рабочим и пусковым конденсатором, подключаемым параллельно рабочему.

Применяется в случаях с тяжёлым запуском двигателя. Емкость рабочего конденсатора в два-три раза меньше номинала пускового (70 мкФ/1 кВт).

Из-за сложности формул расчёта принято выбирать емкости, исходя из приведённых выше пропорций. В реальности, подключив электродвигатель, нужно проследить за его работой и нагревом. Если двигатель будет заметно нагреваться в режиме с рабочим конденсатором, то его емкость необходимо уменьшить. Подбирать конденсаторы нужно с рабочим напряжением не меньше 450 В.

Запуск двигателя с пусковым конденсатором осуществляется вручную с помощью кнопки управления,

или схемы с двумя контакторами, один из которых (пусковой) не имеет самоподхвата и удерживается током замкнутого кнопочного контакта или реле времени. Некоторые конденсаторные электродвигатели имеют центробежный контакт, используемый при запуске, размыкающийся при наборе оборотов.

Подключение трёхфазного двигателя в сеть 220 В

Подобным способом с применением конденсатора подключается трёхфазный двигатель по схеме «звезда» или «треугольник».

Расчёт емкости производится исходя из рабочего напряжения и тока,

или паспортной мощности мотора.

По аналогии с однофазным электродвигателем, в случае тяжёлого запуска трёхфазного двигателя, применяется пусковой конденсатор, емкость которого в два-три раза выше номинала рабочего.

Подключая трехфазный электродвигатель в сеть 220 В при помощи пускового конденсатора, нужно помнить, что при такой схеме подключения мотор не будет работать с полной отдачей и не разовьет максимальную мощность.


Для полноценной работы такого двигателя нужны три фазы, получить которые можно проведя сеть 380 В, или использовать сложную электронную схему, рассчитанную под конкретную мощность, генерирующую смещение фаз при помощи мощных силовых полупроводниковых ключей.

Имея много различных конденсаторов, но не находя нужного значения емкости, можно соединять их параллельно или последовательно.

Комбинируя данные способы подключения, можно приблизиться к требуемому номиналу емкости.

Подключение электродвигателя

Подключение асинхронного двигателя

Трехфазный переменный ток

Электрическая сеть трехфазного переменного тока получила наиболее широкое распространение среди электрических систем передачи энергии. Главным преимуществом трехфазной системы по сравнению с однофазной и двухфазной системами является ее экономичность. В трехфазной цепи энергия передается по трем проводам, а токи текущие в разных проводах сдвинуты относительно друг друга по фазе на 120°, при этом синусоидальные ЭДС на разных фазах имеют одинаковую частоту и амплитуду.

Трехфазный ток (разница фаз 120°)

Звезда и треугольник

Трехфазная обмотка статора электродвигателя соединяется по схеме «звезда» или «треугольник» в зависимости от напряжения питания сети. Концы трехфазной обмотки могут быть: соединены внутри электродвигателя (из двигателя выходит три провода), выведены наружу (выходит шесть проводов), выведены в распределительную коробку (в коробку выходит шесть проводов, из коробки три).

Фазное напряжение — разница потенциалов между началом и концом одной фазы. Другое определение: фазное напряжение это разница потенциалов между линейным проводом и нейтралью.

Линейное напряжение — разность потенциалов между двумя линейными проводами (между фазами).

Внимание: Несмотря на то, что мощность для соединений в звезду и треугольник вычисляется по одной формуле, подключение одного и того же электродвигателя разным способом в одну и туже электрическую сеть приведет к потреблению разной мощности. При этом не правильное подключение электродвигателя, может привести к расплавлению обмоток статора.

Пример: Допустим электродвигатель был подключен по схеме «звезда» к трехфазной сети переменного тока Uл=380 В (соответственно Uф=220 В) и потреблял ток Iл=1 А. Полная потребляемая мощность:

S = 1,73∙380∙1 = 658 Вт.

Теперь изменим схему соединения на «треугольник», линейное напряжение останется таким же Uл=380 В, а фазовое напряжение увеличится в корень из 3 раз Uф=Uл=380 В. Увеличение фазового напряжения приведет к увеличению фазового тока в корень из 3 раз. Таким образом линейный ток схемы «треугольник» будет в три раза больше линейного тока схемы «звезда». А следовательно и потребляемая мощность будет в 3 раза больше:

S = 1,73∙380∙3 = 1975 Вт.

Таким образом, если двигатель рассчитан на подключение к трехфазной сети переменного тока по схеме «звезда», подключение данного электродвигателя по схеме «треугольник» может привести к его поломке.

Если в нормальном режиме электродвигатель подключен по схеме «треугольник», то для уменьшения пусковых токов на время пуска его можно соединить по схеме звезда. При этом вместе с пусковым током уменьшится также пусковой момент.

Подключение электродвигателя по схеме звезда и треугольник

Обозначение выводов статора трехфазного электродвигателя

Обозначение выводов обмоток статора вновь разрабатываемых трехфазных машин согласно ГОСТ 26772-85

Схема соединения обмоток, наименование фазы и выводаОбозначение вывода
НачалоКонец
Открытая схема (число выводов 6)
первая фазаU1U2
вторая фазаV1V2
третья фазаW1W2
Соединение в звезду (число выводов 3 или 4)
первая фазаU
вторая фазаV
третья фазаW
точка звезды (нулевая точка)N
Соединение в треугольник (число выводов 3)
первый выводU
второй выводV
третий выводW

Обозначение выводов обмоток статора ранее разработанных и модернизируемых трехфазных машин согласно ГОСТ 26772-85

Схема соединения обмоток, наименование фазы и выводаОбозначение вывода
НачалоКонец
Открытая схема (число выводов 6)
первая фазаC1C4
вторая фазаC2C5
третья фазаC3C6
Соединение звездой (число выводов 3 или 4)
первая фазаC1
вторая фазаC2
третья фазаC3
нулевая точка0
Соединение треугольником (число выводов 3)
первый выводC1
второй выводC2
третий выводC3

Подключение трехфазного асинхронного двигателя к однофазной сети с помощью фазосдвигающего элемента

Трехфазные асинхронные электродвигатели могут быть подключены к однофазной сети с помощью фазосдвигаюших элементов. При этом электродвигатель будет работать либо в режиме однофазного двигателя с пусковой обмоткой (рисунок а, б, г) либо в режиме конденсаторного двигателя с постоянно включенным рабочим конденсатором (рисунок в, д, е).

Схемы подключения трехфазного асинхронного электродвигателя к однофазной сети

Схемы приведенные на рисунке «а», «б», «д» применяются, когда выведены все шесть концов обмотки. Электродвигатели с соединением обмоток согласно схемам «а», «б», «г» практически равноценны двигателям, которые спроектированы как однофазные электродвигатели с пусковой обмоткой. Номинальная мощность при этом состовляет 40-50% от мощности в трехфазном режиме, а при работе с рабочим конденсатором 75-80%.

Емкость рабочего конденсатора при частоте тока 50 Гц для схем «в», «д», «е» примерно рассчитывается соответственно по формулам:

  • ,где Cраб — емкость рабочего конденсатора, мкФ,
  • Iном – номинальный (фазный) ток статора трехфазного двигателя, А,
  • U1 – напряжение однофазной сети, В.

Управление асинхронным двигателем

Прямое подключение к сети питания

Использование магнитных пускателей позволяет управлять асинхронными электродвигателями путем непосредственного подключения двигателя к сети переменного тока.

С помощью магнитных пускателей можно реализовать схему:

  • нереверсивного пуска: пуск и остановка;
  • реверсивного пуска: пуск, остановка и реверс.

Использование теплового реле позволяет осуществить защиту электродвигателя от величин тока намного превышающих номинальное значение.

Нереверсивная схема

Нереверсивная схема подключения трехфазного асинхронного электродвигателя к трехфазной сети переменного электрического тока через магнитный пускатель
L1, L2, L3 — контакты для подключения к сети трехфазного переменного тока, QF1 — автоматический выключатель, SB1 — кнопка остановки, SB2 — кнопка пуска, KM1 — магнитный пускатель, KK1 — тепловое реле, HL1 — сигнальная лампа, M — трехфазный асинхронный двигатель

Реверсивная схема

Реверсивная схема подключения трехфазного асинхронного электродвигателя к трехфазной сети переменного электрического тока через магнитные пускатели
L1, L2, L3 — контакты для подключения к сети трехфазного переменного тока, QF1 — автоматический выключатель, KM1, KM2 — магнитные пускатели, KK1 — тепловое реле, Mм — трехфазный асинхронный двигатель, SB1 — кнопка остановки, SB2 — кнопка пуска «вперед», SB3 — кнопка пуска «назад» (реверс), HL1, HL2 — сигнальные лампы

Частотное управление асинхронным электродвигателем

Для регулирования скорости вращения и момента асинхронного двигателя используют частотный преобразователь. Принцип действия частотного преобразователя основан на изменении частоты и напряжения переменного тока.

Функциональная схема частотно-регулируемого привода

    В зависимости от функционала частотные преобразователи реализуют следующие методы регулирования асинхронным электродвигателем:
  • скалярное управление;
  • векторное управление.

Скалярное управление является простым и дешевым в реализации, но имеет следующие недостатки — медленный отклик на изменение нагрузки и небольшой диапазон регулирования. Поэтому скалярное управление обычно используется в задачах, где нагрузка либо постоянна, либо изменяется по известному закону (например, управление вентиляторами).

Скалярное управление асинхронным двигателем с датчиком скорости

Векторное управление используется в задачах, где требуется независимо управлять скоростью и моментом электродвигателя (например, лифт), что, в частности, позволяет поддерживать постоянную скорость вращения при изменяющемся моменте нагрузки. При этом векторное управление является самым эффективным управлением с точки зрения КПД и увеличения времени работы электродвигателя.

Среди векторных методов управления асинхронными электродвигателями наиболее широкое применение получили: полеориентированное управление и прямое управление моментом.

Полеориентированное управления асинхронным электродвигателем по датчику положения ротора

Полеориентированное управление позволяет плавно и точно управлять параметрами движения (скоростью и моментом), но при этом для его реализации требуется информация о направлениии вектора потокосцепления ротора двигателя.

    По способу получения информации о положении потокосцепления ротора электродвигателя выделяют:
  • полеориентированное управление по датчику;
  • полеориентированное управление без датчика: положение потокосцепления ротора вычисляется математически на основе той информации, которая имеется в частотном преобразователе (напряжение питания, напряжения и токи статора, сопротивление и индуктивность обмоток статора и ротора, количество пар полюсов двигателя).

Полеориентированное управления асинхронным электродвигателем без датчика положения ротора

Прямое управление моментом имеет простую схему и высокую динамику работы, но при этом высокие пульсации момента и тока.

все, что вам нужно знать — Блог CLR

Электродвигатели позволяют нам получать механическую энергию самым простым и эффективным способом. В зависимости от количества фаз питания , мы можем найти однофазных , двухфазных и трехфазных двигателей с витых пусковой обмотки и спиральных пусковых обмоток с конденсатором . Причем выбор того или другого будет зависеть от необходимой мощности .

Если вы участвуете в проекте и не знаете, какой тип двигателя вам следует использовать, этот пост вас заинтересует! В нем мы расскажем вам о каждом моторе и его отличиях.Поехали!

Что такое однофазный двигатель?

Однофазный двигатель — это вращающаяся машина с электрическим приводом , которая может преобразовывать электрической энергии в механическую энергию .

Работает от однофазного источника питания . Они содержат двух типов проводки : горячую и нейтральную. Их мощность может достигать 3 кВт , а напряжения питания меняются в унисон.

У них есть только одиночного переменного напряжения .Схема работает с двумя проводами , и ток, который проходит по ним, всегда одинаков.

В большинстве случаев это малых двигателей с ограниченным крутящим моментом . Однако есть однофазные двигатели мощностью до 10 л.с., которые могут работать с подключениями до 440 В.

Они не создают вращающегося магнитного поля; они могут генерировать только альтернативное поле , что означает, что для запуска им нужен конденсатор.

Их легко ремонтировать, и обслуживать, а также доступные по цене .

Этот тип двигателя используется в основном в домах, офисах, магазинах и небольших непромышленных компаниях . Чаще всего использует , включая бытовую технику, домашнее и рабочее оборудование HVAC и другую технику, такую ​​как дрели, кондиционеры и системы открывания и закрывания гаражных ворот.

Вас может заинтересовать: Советы по выбору малых электродвигателей

Что такое двухфазный двигатель?

Двухфазный двигатель — это система, которая имеет двух напряжений, разнесенных на 90 градусов , которая в настоящее время больше не используется.Генератор состоит из двух обмоток, расположенных под углом 90 градусов друг к другу.

Им требуется 2 провода под напряжением и один провод заземления, которые работают в двух фазах . Один увеличивает ток до 240 В для движения, а другой поддерживает плавность тока для использования двигателя.

Что такое трехфазный двигатель?

Трехфазный двигатель — это электрическая машина , которая преобразует электрическую энергию в механическую энергию посредством электромагнитных взаимодействий .Некоторые электродвигатели реверсивны — они могут преобразовывать механическую энергию в электрическую, действуя как генераторы.

Они работают от трехфазного источника питания . Они управляются тремя переменными токами одинаковой частоты , которые достигают максимума в переменные моменты. Они могут иметь мощность от до 300 кВт и скорость от 900 до 3600 об / мин.

Трехпроводные линии используются для передачи, но для конечного использования требуются 4-проводные кабели, которые соответствуют 3 фазам плюс нейтраль.

Трехфазная электроэнергия — это наиболее распространенный метод , используемый в электрических сетях по всему миру, поскольку он передает больше энергии и находит значительное применение в промышленном секторе .

Различия между однофазным двигателем и трехфазным двигателем

Во-первых, нам нужно различать тип установки и ток , протекающий через него. В этом отношении разница между однофазным током и трехфазным током заключается в том, что однофазный ток передается по одной линии. Кроме того, поскольку имеется только одна фаза или переменный ток, , напряжение не меняется .

Однофазные двигатели используются, когда трехфазная система недоступна и / или для ограниченной мощности — они обычно используются для мощностей менее 2 кВт или 3 кВт .

Трехфазные двигатели обычно находят более широкое применение в промышленности , поскольку их мощность более чем на 150% выше, чем у однофазных двигателей, и создается трехфазное вращающееся магнитное поле .

При работе однофазного двигателя может быть шумно и генерироваться вибрации , трехфазные двигатели более дорогие, но они не создают этих вибраций и менее шумны.

В CLR мы ежедневно работаем с однофазных двигателей , проектируя и производя редукторов скорости для достижения идеального движения. Наши истории успеха включают систему складывания боковых зеркал для легковых и коммерческих автомобилей , которая может превышать 50 000 циклов — на 100% больше циклов, чем то, что было сначала запрошено нашим клиентом, Volkswagen .

Нужна помощь с вашим проектом? В CLR мы постоянно ищем новых решений , адаптированных к потребностям наших клиентов, которые успешно соблюдают все новые правила. Какое движение вам нужно?

силовая электроника — разница между одинарной двойной и трехфазной

Вот что говорится в Википедии о двухфазном питании.

Двухфазная электроэнергия была многофазной в начале 20 века. система распределения электроэнергии переменного тока.Два контура использовались, при этом фазы напряжения различались на 90 градусов. Обычно в схемах использовалось четыре провода, по два на каждую фазу. Реже три Провода использовались, с обыкновенным проводом с жилами большего диаметра. Некоторые ранние двухфазные генераторы имели два полных ротора и поле сборки, с физически смещенными на 90 градусов обмотками для обеспечения двухфазного питания. Установлены генераторы на Ниагарском водопаде в 1895 г. были крупнейшими в то время генераторами в мире. двухфазные машины.

Преимущество двухфазной электросети состояло в том, что она позволяла простые, самозапускающиеся электродвигатели. В первые дни электрического инженерии, было проще анализировать и проектировать двухфазные системы где фазы были полностью разделены. Это не было до изобретение метода симметричных компонентов в 1918 г. многофазные энергосистемы имели удобный математический инструмент для описание несбалансированных нагрузок. Вращающееся магнитное поле выпускаемые с двухфазной системой позволяли электродвигателям обеспечивать крутящий момент от нулевой скорости двигателя, что было невозможно с однофазный асинхронный двигатель (без дополнительных средств пуска).Индукция двигатели, рассчитанные на двухфазную работу, используют одну и ту же обмотку конфигурация как однофазные двигатели конденсаторного пуска.

Однофазный и трехфазный не связаны с двумя фазами, описанными выше. В основном, 3 фазы — это то, что сейчас производят электростанции, и в конечном итоге они распределяются как 3 отдельные фазы по нашим домам: —

Красным цветом показаны три линейных напряжения, разнесенных по фазе на 120º. Это можно увидеть как три однофазных напряжения (синий), и если вы выполнили тригонометрию, вы бы увидели, что длина красного в sqrt (3) раза больше, чем длина синего, следовательно, если у вас есть фазное напряжение 230 В, линия напряжение будет 398В.Вот как напряжения выглядят во времени: —

Вернувшись на несколько лет назад, когда в Великобритании было 240 В, линейное напряжение составляло 415 В, а иногда относились к линейным напряжениям 440 В, и они давали фазное напряжение 250 В.

Шаговые двигатели

— Сравнение двухфазных и пятифазных гибридных шаговых двигателей

Вы сузили круг поиска решения для управления движением до шагового двигателя. Теперь пора определиться, 2 фазы или 5 фаз? ORIENTAL MOTOR производит как 2-фазные (1.8 ° / 0,9 °) и 5-фазные (0,72 ° / 0,36 °) шаговые двигатели и драйверы. Наш опыт в обеих технологиях дает нам уникальную перспективу. ORIENTAL MOTOR собрал быстрое сравнение функций, чтобы развеять путаницу и мифы о двухфазной и пятифазной дискуссии. В руководстве описаны основные различия между обеими технологиями в ключевых областях работы шагового двигателя: разрешение, вибрация, крутящий момент, точность и синхронизм. Опытные сотрудники службы технической поддержки ORIENTAL MOTOR также доступны для более подробного объяснения обеих технологий.

2 фазы, 5 фаз, в чем разница?

Есть два ключевых различия между 2-фазными и 5-фазными шаговыми двигателями. Первый — механический. Шаговый двигатель состоит в основном из двух частей: статора и ротора. Ротор, в свою очередь, состоит из трех компонентов; чашка ротора 1, чашка ротора 2 и постоянный магнит. В двухфазном двигателе статор состоит из 8 магнитных полюсов с небольшими зубцами, а статор 5-фазного двигателя состоит из 10 магнитных полюсов. Каждый полюс статора имеет обмотку.

Второе различие между 2 фазами и 5 фазами — это количество фаз. Двухфазный двигатель имеет две фазы: фазу «А» и фазу «В», а 5-фазный двигатель — пять фаз. По сути, количество фаз относится к различным комбинациям полюсов, которые последовательно активируются для притяжения ротора.

2-фазное и 5-фазное прямое соединение

Как эти различия влияют на производительность? На характеристики шагового двигателя влияет ряд факторов.Есть несколько способов управления шаговым двигателем, и привод сильно влияет на его характеристики. Wave Drive, Full Step, Half Step и Microstep — наиболее распространенные методы управления, каждый из которых предлагает очень разные характеристики. Не принимая во внимание различные методы привода, мы рассмотрим основные характеристики 2-фазных и 5-фазных шаговых двигателей.

Разрешение

Конструктивно 5-фазный шаговый двигатель не сильно отличается от 2-фазного. Ротор в обоих моторах имеет 50 зубьев.Разница в том, что поскольку 5-фазный двигатель имеет 10 полюсов, по 2 на фазу, ротор должен переместиться только на 1/10 шага зубьев, чтобы выровняться со следующей фазой. В двухфазном двигателе ротор должен перемещаться на 1/4 шага зубьев, чтобы соответствовать следующей фазе (8 полюсов, по 4 на фазу).

Это приводит к тому, что в 2-фазной фазе 200 шагов на оборот, 1,8 ° на шаг, а в 5-фазной — 500 шагов на оборот, 0,72 ° на шаг. Повышенное разрешение 5-фазной схемы заложено в ее конструкции. В сочетании с микрошаговым драйвером 5-фазный двигатель может совершать шаги до 0.00288 °, однако точность позиционирования и повторяемость по-прежнему зависят от механической точности двигателя. Механическая точность как 2-фазного, так и 5-фазного двигателя составляет ± 3 угловых минуты (0,05 °).

Вибрация

Из-за меньших углов шага в 5-фазных шаговых двигателях, 0,72 ° по сравнению с 1,8 ° в 2-фазном двигателе, вибрация в 5-фазном двигателе намного меньше, чем в 2-фазном. График справа показывает вибрацию, создаваемую 5-фазным двигателем, в сравнении с вибрацией, создаваемой 2-фазным шаговым двигателем.Как видите, двухфазный двигатель производит гораздо большую вибрацию.

* Графики справа представляют микрошаг с шагом 5K на оборот. Эти графики были созданы путем присоединения генератора к двигателю с двумя валами. Когда двигатель вибрирует, генерируется напряжение. Чем сильнее вибрирует двигатель, тем больше генерируется напряжение.

Крутящий момент

Хотя существует небольшая разница между выходным крутящим моментом 2-фазного шагового двигателя и 5-фазного шагового двигателя, 5-фазный двигатель действительно имеет более «полезный» крутящий момент.В первую очередь это связано с величиной пульсаций крутящего момента, которые производят оба двигателя.

Полушаговый или микрошаговый 5-фазный шаговый двигатель фактически увеличивает крутящий момент до 10% из-за большего числа фаз, находящихся под напряжением. Двухфазные двигатели будут терять крутящий момент до 40% при полушаге и микрошаге, однако многие двухфазные драйверы компенсируют это за счет завышения вектора противоположного крутящего момента.

Когда статор находится под напряжением, он создает электромагнит, который притягивает магнитный поток ротора. Магнитный поток можно разбить на два вектора: нормальный и тангенциальный. Крутящий момент создается только при наличии тангенциальной составляющей. Наличие тангенциального потока показано на рисунке ниже.

В рис. 1 зубья ротора прямо выровнены с зубьями статора, и магнитный поток имеет только нормальную составляющую, поэтому крутящий момент не создается. Когда зубья ротора смещаются относительно зубцов статора на фиг. , фиг. 2, 3 и 4, , двигатель создает крутящий момент.Мы называем этот крутящий момент отрицательным, потому что крутящий момент пытается вернуть зубья в стабильное положение. На фиг. 5 магнитный поток равномерно распределяется между зубьями статора, и крутящий момент не создается. Согласно фигурам 6, 7 и 8 , создается положительный крутящий момент, когда смещенные зубцы ротора перемещаются, чтобы выровняться со следующими зубьями статора. Наконец, зубья ротора совпадают непосредственно со следующими зубьями статора (, рис. 1, ).

Каждая фаза двигателя вносит синусоидальную кривую смещения крутящего момента в общий выходной крутящий момент двигателя (показано ниже).Разница между пиком и впадиной называется пульсацией крутящего момента. Пульсация крутящего момента вызывает вибрацию, поэтому чем больше разница, тем сильнее вибрация.

Благодаря большему количеству фаз, влияющих на общий крутящий момент двигателя, пульсации крутящего момента в 5-фазном двигателе значительно уменьшаются по сравнению с 2-фазным двигателем. Разница между пиком и спадом в двухфазном двигателе может достигать 29%, а в пятифазном — всего около 5%. Поскольку пульсация крутящего момента напрямую влияет на вибрацию, 5-фазный двигатель работает более плавно, чем 2-фазный.

Двухфазное смещение крутящего момента

5-фазное смещение крутящего момента

Точность / повторяемость

Точность состоит из двух компонентов: электрического и механического. Электрическая ошибка вызвана дисбалансом фаз. Например, сопротивление обмотки двигателя составляет ± 10%, возможно, что, хотя двигатель рассчитан на 10 Вт, одна фаза может быть 9,2 Вт, а другая фаза — 10.6Вт. Эта разница между фазами приведет к тому, что ротор будет больше ориентирован на одну фазу, чем на другую.

Есть несколько компонентов механической ошибки, основной из которых является конфигурация зуба. Хотя предполагается, что зубья на двигателе должны быть квадратными, процесс штамповки и возраст штампа могут привести к скруглению некоторых зубцов или их частей. Вместо прямого потока магнитного потока он может течь в другом месте, когда зубцы закруглены. Таким образом, эти факторы влияют на точность двигателя.

При использовании полношагового привода 2-фазный двигатель повторяет состояния на каждом 4-м шаге, а в 5-фазном двигателе состояния повторяются на каждом 10-м шаге. Любая электрическая ошибка, вызванная дисбалансом фаз, устраняется каждые 4 шага в 2-фазном режиме и каждый 10-й шаг в 5-фазном режиме, оставляя только механическую ошибку.

После того, как двигатель совершит полный оборот на 360 °, этот же зуб выровняется в исходной начальной точке, что устраняет механическую ошибку. Поскольку двухфазный двигатель делает 200 шагов на оборот, он почти идеален каждые 200 шагов, в то время как 5-фазные двигатели делают 500 шагов на оборот и почти идеальны каждые 500 шагов.

Синхронизм

Поскольку 5-фазный шаговый двигатель перемещается только на 0,72 ° за шаг, для 5-фазного двигателя практически невозможно пропустить шаг из-за перерегулирования / недооценки. Двигатель теряет синхронизм или пропускает шаг, если зубья ротора не совпадают с правильными зубьями на статоре. Что может привести к неправильному выравниванию зубов? Во-первых, для того, чтобы зуб ротора не выровнялся должным образом, другой зуб должен быть выровнен там, где он должен был.Чтобы это произошло, ротор должен иметь либо перекус (прошел мимо правильного зуба статора), либо недокус (не переместился достаточно далеко, чтобы совместиться с правильным зубом статора) более чем на 3,6 °. Почему 3,6 °? Так как зубцы ротора притягиваются магнитным полем, правильный зуб должен находиться более чем на полпути между зубьями статора для совмещения (7,2 ° между зубьями ротора, деленные на 2, дают 3,6 °). Таким образом, когда ротор выходит за пределы правильного зуба статора более чем на 3,6 °, следующий зуб выравнивается на своем месте, в результате чего вы пропустите шаг.И наоборот, если ротор не может двигаться более чем на 3,6 °, текущий зуб ротора останется на одном уровне с зубом статора, и ротор не будет вращаться, что означает, что вы пропустили шаг.

Способы привода

Существует несколько методов привода как для 2-фазных, так и для 5-фазных шаговых двигателей. Вот краткий обзор концепций приводов Full-Step и Microstepping.

2-фазная система полного шага (1,8 ° / шаг)

2-фазная система полного шага подает питание как на фазу A, так и на фазу B и переключается между положительным и отрицательным режимами для создания вращения.

5-фазная полноступенчатая система (4-фазное возбуждение Пентагона) (0,72 ° / шаг)

4-фазная система возбуждения уникальна для 5-фазных двигателей и обеспечивает более стабильную работу.

Микрошаг
Драйверы

Microstep делят основной угол шага двигателя, уменьшая ток до одной фазы и увеличивая ток до следующей фазы с приращениями. Это приводит к тому, что двигатель делает меньшие шаги. С микрошаговым драйвером основной шаг двигателя можно разделить на более мелкие шаги от 1/1 до 1/250.

На иллюстрациях справа представлена ​​основная концепция микрошага.

  • Рисунок 1 — фаза A имеет 100% ток, поэтому ротор выстраивается прямо.
  • Рисунок 2 — ток в фазе A уменьшен до 75%, в то время как 25% тока теперь находится в фазе B.
  • Рис. 3 — ток для обеих фаз A и B составляет 50%, поэтому ротор располагается прямо посередине между ними.
  • Рисунок 4 — фаза A теперь составляет 25%, а фаза B — 75%, поэтому ротор приближается к фазе B.
  • Рисунок 5 — фаза A выключена, а фаза B находится на уровне 100%, поэтому ротор, наконец, совпадает непосредственно с фазой B.

Путем микрошага двигателя в этом примере мы разделили базовые 500 шагов на оборот 5-фазного шагового двигателя на 5, увеличив их до 2500 шагов на оборот. Разрешение двигателя теперь 0,144 °.

Microstepping не только обеспечивает более высокое разрешение, но и обеспечивает более плавную работу, меньшую вибрацию и меньший шум, чем другие приводы.

Заключение

В зависимости от вашего конкретного применения может быть достаточно двухфазного двигателя. Однако 5-фазные шаговые двигатели предлагают более высокое разрешение, более низкую вибрацию, более высокие скорости ускорения и замедления (из-за меньших углов шага) и с меньшей вероятностью потеряют синхронизацию из-за перерегулирования / перерегулирования, чем 2-фазные шаговые двигатели. Для приложений, требующих высокой точности, низкого уровня шума и низкой вибрации, 5-фазная технология является лучшей.

Хотите узнать больше?

Группа технической поддержки

ORIENTAL MOTOR и инженеры по приложениям будут работать с вами, чтобы определить лучшее решение для вашего приложения.2 фазы, 5 фаз, полный шаг, микрошаг? Опытные члены команды ORIENTAL MOTOR знают эту технологию от и до. Мы найдем подходящее решение в соответствии с вашими потребностями и объясним альтернативы. Позвоните по телефону 1-800-GO-VEXTA (468-3982), чтобы поговорить с членом группы технической поддержки ORIENTAL MOTOR.

Типы систем распределения питания переменного тока

Как мы все знаем, электроэнергия почти исключительно генерируется, передается и распределяется в форме переменного тока. Распределительная система обычно начинается с подстанции, где мощность доставляется по сети передачи.В некоторых случаях система распределения может начинаться с самой генерирующей станции, например, когда потребители находятся рядом с генерирующей станцией. Для больших площадей или промышленных зон также может использоваться первичное и вторичное распределение.

Типы систем распределения питания переменного тока

В зависимости от используемых фаз и проводов распределительную систему переменного тока можно классифицировать как
  1. Однофазная 2-проводная система
  2. Однофазная, 3-проводная система
  3. Двухфазная, 3-проводная система
  4. Двухфазная, 4-проводная система
  5. Трехфазная, трехпроводная система
  6. Трехфазная, 4-проводная система

Однофазное, 2-проводное распределение

Эта система может использоваться на очень короткие расстояния.На следующем рисунке показана однофазная двухпроводная система с заземленным — рис. (A) одним из двух проводов и рис. (б) средняя точка фазной обмотки заземлена.

Однофазная, 3-проводная система

Эта система в принципе идентична 3-проводной системе распределения постоянного тока. Нейтральный провод отводится от вторичной обмотки трансформатора и заземляется. Эта система также называется двухфазной системой распределения электроэнергии . Он обычно используется в Северной Америке для бытового питания.

Двухфазная, 3-проводная система

В этой системе нейтральный провод отводится от места соединения двух фазных обмоток, напряжения которых находятся в квадратуре друг с другом. Напряжение между нулевым проводом и любым из внешних фазных проводов составляет V. В то время как напряжение между внешними фазными проводами составляет √2V. По сравнению с двухфазной 4-проводной системой, эта система страдает дисбалансом напряжений из-за несимметричного напряжения в нейтрали.

Двухфазная, 4-проводная система

В этой системе 4 провода взяты от двух фазных обмоток, напряжения которых находятся в квадратуре друг с другом.Середины обеих фазных обмоток соединены вместе. Если напряжение между двумя проводами одной фазы равно В, то напряжение между двумя проводами разной фазы будет 0,707 В.

Трехфазная, 3-проводная система распределения

Трехфазные системы очень широко используются для распределения питания переменного тока . Три фазы могут быть соединены треугольником или звездой с заземлением нейтрали. Напряжение между двумя фазами или линиями для соединения треугольником равно V, где V — напряжение на фазной обмотке.При соединении звездой напряжение между двумя фазами составляет √3В.

Трехфазная, 4-проводная система распределения

В этой системе используются фазные обмотки, соединенные звездой, а четвертый провод или нейтральный провод отводится от звезды. Если напряжение каждой обмотки равно V, то линейное напряжение (линейное напряжение) равно √3V, а линейное напряжение (фазное напряжение) равно V. Этот тип распределительной системы широко используется в Индия и многие другие страны. В этих странах стандартное фазное напряжение составляет 230 вольт, а линейное напряжение √3×230 = 400 вольт.Однофазные жилые нагрузки, однофазные двигатели, работающие от 230 В, и т. Д. Подключаются между любой одной фазой и нейтралью. Трехфазные нагрузки, такие как трехфазные асинхронные двигатели, подключаются ко всем трем фазам и нейтрали.

Классификация по схеме подключения

Распределительную систему можно классифицировать по схеме подключения или топологии следующим образом —
  1. Радиальная система
  2. Кольцевая основная система
  3. Объединенная система
Вы можете узнать больше об этом здесь.

▷ Работа Трехфазных электродвигателей от однофазной сети

Электродвигатели можно классифицировать по количеству фаз питания. Их можно разделить на однофазные, двухфазные и трехфазные.

Давайте узнаем больше об этом благодаря новой статье Удо, которую он любезно прислал нам несколько дней назад.

Двухфазные двигатели больше не используются. Однофазный двигатель имеет два типа проводки; живой и нейтральный. Эти двигатели работают от однофазного источника питания и имеют одно переменное напряжение.Поскольку они генерируют только переменное, а не вращающееся магнитное поле, для запуска им требуется конденсатор. Однофазные двигатели обычно используются для малых мощностей.

Трехфазные двигатели, с другой стороны, для работы требуют трехфазного источника питания. Эти двигатели приводятся в действие тремя отдельными переменными токами одинаковой частоты, которые достигают пика в разные моменты времени. Трехфазный двигатель имеет три провода под напряжением и иногда нейтраль.

Рис. 1: Детали трехфазного двигателя | изображение: Electricalengineeringtoolbox

Трехфазные двигатели обычно имеют на 150% больше мощности, чем их однофазные аналоги.Они самозапускаются, поскольку создают вращающееся магнитное поле. Эти двигатели не создают вибрации и менее шумны, чем однофазные двигатели. К сожалению, большинство конструкций подключено к однофазному питанию.

Хотя в здании часто используется более одной фазы, единовременно может использоваться только одна фаза. Это создает проблемы, когда приложение требует трехфазного двигателя или когда доступен только трехфазный двигатель. К счастью, есть способы, которыми трехфазный двигатель можно «настроить» для работы от однофазной сети.

Преобразователь частоты

Самый простой способ — использовать частотно-регулируемый привод (VFD). ЧРП — это электрическое устройство, которое управляет двигателями с регулируемой скоростью. Он состоит из выпрямителя, конденсатора промежуточного контура и инвертора. ЧРП выполняет преобразование мощности трехфазного двигателя в однофазное, выпрямляя каждую пару фаз в постоянный ток, а затем инвертируя постоянный ток в трехфазную выходную мощность. Это не только устраняет пиковый ток во время запуска двигателя, но также позволяет двигателю плавно переходить от нулевой скорости к максимальной.

Рис. 2: Преобразователь частоты | изображение: indiamart

ПЧ

доступны с разной номинальной мощностью для разных двигателей. Все, что вам нужно сделать, это подключить источник питания ко входу частотно-регулируемого привода и подключить трехфазный двигатель к его выходу.

Поворотный фазовый преобразователь

Другой метод работы трехфазного двигателя от однофазной сети — это использование вращающегося фазового преобразователя (RPC). Вращающийся фазовый преобразователь — это электрическая машина, которая переводит энергию из одной многофазной системы в другую.

Рис. 4. Подключение схемы преобразования вращающегося фазового преобразователя | изображение: plantengineering

Эти преобразователи генерируют чистые трехфазные сигналы от однофазной сети посредством вращательного движения. RPC намного дороже, чем частотно-регулируемые приводы, поэтому их редко можно использовать для преобразования фазы двигателя.

Рис. 5: Поворотный фазовый преобразователь | изображение: scosarg.com

Перемотка мотора

Последний способ заставить трехфазный двигатель работать от однофазной сети — это перемотка двигателя.Этот метод также известен как однофазный. Он предполагает перемотку электродвигателя с помощью конденсаторов. Трехфазная мощность поступает через три симметричных синусоиды. Эти волны не совпадают по фазе друг с другом на 120 электрических градусов.

Для преобразования трехфазного двигателя две его фазы подключаются к однофазному источнику питания. Фантомная ветвь создается для третьей фазы с помощью конденсаторов. Конденсаторы вызывают смещение на 90 электрических градусов между вспомогательной и основной обмотками.Чтобы ток был сбалансированным, используемые конденсаторы должны иметь подходящую емкость для нагрузки. На рисунке ниже показана принципиальная схема преобразования трехфазного в двухфазный режим с использованием однофазного метода.

Вы когда-нибудь запускали трехфазный двигатель? Как все прошло и есть ли у вас советы для нас?

Завод Инжиниринг | Как правильно эксплуатировать трехфазный двигатель при однофазном питании

Итак, вы сказали соседу, что работаете с электрооборудованием, и теперь он думает, что вы можете решить его проблему, потому что он или она купил трехфазный двигатель, который не может работать от однофазной энергии. Когда вас просят переоборудовать этот двигатель, это уже кажется больше проблемой, чем того стоит. Но это не совсем так. Есть несколько способов упростить этот процесс.

Метод фантомной ноги

Трехфазное питание состоит из трех симметричных синусоидальных волн, сдвинутых по фазе на 120 электрических градусов (см. Рисунок 1). Один из методов преобразования однофазной мощности, который хорошо зарекомендовал себя в течение десятилетий, заключался в подключении двух фаз к входящей однофазной сети 220 В и создании «фантомного плеча» для третьей фазы с помощью конденсаторов для принудительного смещения между основной и вспомогательной обмотками. .В этом случае смещение составляет 90 электрических градусов.

Для этого метода конденсаторы должны иметь размер, соответствующий нагрузке. В противном случае ток будет несимметричным. Вместо сдвига фазы на 120 градусов, изображенного в нижней половине рисунка 1, неправильное соединение конденсатора и нагрузки может привести к большому отклонению. Чем больше расхождение, тем меньше крутящий момент.

Метод вращающегося фазового преобразователя

Другой жизнеспособный метод — вращающийся фазовый преобразователь (см. Рисунок 2).Например, деревообрабатывающий цех может использовать вращающийся фазовый преобразователь для работы нескольких трехфазных машин от однофазного источника питания. Одним из недостатков является то, что процесс может быть очень дорогостоящим в течение всего времени преобразования фазы вращения, независимо от того, используется ли какое-либо оборудование. Ток может быть уравновешен, когда работает конкретное оборудование, но если работает несколько машин или все они сильно загружены, трехфазная мощность — ток и напряжение — резко несбалансирована.

«NEMA Stds.MG 1: Motors and Generators »требует, чтобы двигатели работали от напряжения, сбалансированного в пределах 1%. Если применяется правило 10x (процентный дисбаланс тока может быть в 10 раз больше, чем процентный дисбаланс напряжения) к двигателю, работающему с 1% дисбаланс напряжения, дисбаланс тока может составлять 10%. Это выгодно, потому что большинство трехфазных двигателей, работающих в системе, описанной выше, работают с дисбалансом токов от 15% до 50%. Даже с графиком снижения номинальных характеристик NEMA MG 1 (см. рисунок 3), ни один двигатель не должен работать с таким большим дисбалансом тока.

Метод частотно-регулируемого привода

Преобразователь частоты (VFD) выпрямляет каждую пару фаз в постоянный ток и инвертирует постоянный ток в мощность для трехфазного выхода, что означает, что преобразователь частоты может использоваться с однофазным входом для управления трехфазным двигателем. Поддержка производителем различается, и осторожно рекомендуется снизить мощность привода на 1, разделенное на квадратный корень из 3 (около 58%). Также обратите внимание, что номинальная мощность частотно-регулируемого привода в л.с. / кВт используется для удобства выбора приводов, поскольку они рассчитываются по току.Например, для двигателя мощностью 10 л.с. (7,5 кВт) будет использоваться частотно-регулируемый привод мощностью 15 л. с. (11 кВт). Пользователю настоятельно рекомендуется сотрудничать с производителем привода при выборе и настройке частотно-регулируемого привода для этого использования.

Компрессоры, механический цех, деревообрабатывающее оборудование и декоративные фонтаны — хорошие кандидаты для этого метода. Вместо того, чтобы покупать дорогой однофазный двигатель, менять элементы управления и решать проблемы управления скоростью и пусковым крутящим моментом, лучше использовать частотно-регулируемый привод для управления существующим двигателем от однофазного источника питания.Для многих приложений мощностью до 5 л.с. (4 кВт) подходящий частотно-регулируемый привод можно приобрести гораздо дешевле, чем стоимость перемотки трехфазного двигателя и обеспечение необходимых средств управления для его работы.

Дополнительные преимущества заключаются в том, что трехфазный двигатель обычно дешевле купить, органы управления не требуют замены или модификации, а частотно-регулируемый привод имеет дополнительный бонус в виде регулирования скорости. Лучше всего то, что вам не нужно портить выходные, помогая тому, кто не до конца понимает, чем вы занимаетесь.

Чак Юнг (Chuck Yung) — старший специалист по технической поддержке в Ассоциации обслуживания электроаппаратуры (EASA). EASA является контент-партнером CFE Media. Отредактировал Крис Вавра, редактор-постановщик CFE Media, [email protected]

ОНЛАЙН экстра

См. Дополнительные статьи EASA по ссылкам ниже.

Двухфазный серводвигатель переменного тока

— трехфазный серводвигатель переменного тока

Как мы уже видели, что такое серводвигатель? В предыдущей статье.Здесь я собираюсь обсудить двухфазный и трехфазный серводвигатель переменного тока. Статор двухфазного серводвигателя переменного тока имеет две распределенные обмотки, которые электрически смещены друг от друга на 90 градусов. Одна обмотка известна как опорная или фиксированная фаза, которая питается от источника постоянного напряжения. Другой, известный как контрольная фаза, имеет переменное напряжение

Схема подключения двухфазного серводвигателя переменного тока показана ниже.

Фаза управления обычно подается от сервоусилителя.Скорость и крутящий момент ротора регулируются разностью фаз между управляющим напряжением и опорным фазным напряжением. Путем изменения разности фаз с опережения на запаздывание или наоборот направление вращения ротора может быть изменено на противоположное.

Характеристика крутящего момента и скорости двухфазного серводвигателя переменного тока показана на рисунке ниже.

Отрицательный наклон означает высокое сопротивление ротора и обеспечивает двигателю положительное демпфирование для лучшей устойчивости.Кривая линейна для почти различных управляющих напряжений. Реакция двигателя на световой сигнал управления улучшается за счет уменьшения веса и инерции двигателя в конструкции, известной как серводвигатель Drag Cup, как показано на рисунке ниже.

Ротор серводвигателя Drag cup изготовлен из тонкой чашки из немагнитного проводящего материала. В середине токопроводящей чашки размещен неподвижный железный сердечник.

Подключен

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *