tokar.guru

Однофазные асинхронные двигатели 220В — устройство и виды, схемы подключения

Однофазная электросеть предъявляет определенные условия к конструкции электродвигателя. В ней необходимо совместить один из способов получения крутящего момента с техническими возможностями однофазной электрической сети 220 В.

Трехфазная или двухфазная электросеть в принципе обеспечивает перемещение максимума магнитного поля. Но в однофазной сети этого нет. Тем не менее, однофазные движки работают. Далее более детально расскажем о том, почему это происходит.

Что общего в совершенно разных движках

Одной из технических задач, решаемых любым двигателем, является скорость вращения вала при заданном крутящем моменте. На частоте 50 Гц, основываясь на перемещении максимума магнитного поля при одной паре полюсов ротор, соответственно и вал, могут совершить лишь 3000 об/мин или менее. В таких случаях используются синхронные и асинхронные движки. У синхронных скорость определяется количеством пар полюсов, так же как и у асинхронных моделей. При необходимости получить более высокие скорости вращения с этими двигателями применяются специальные редукторы.

В коллекторных моделях в отношении скорости вращения существенно больше свободы. Скорость вращения, как и крутящий момент в них зависят от напряженности магнитных полей статора и ротора. Эти поля можно получить как прямым присоединением движка к однофазной сети 220 В, причем в двух вариантах, так и с использованием выпрямителя. Таким образом, один и то же коллекторный двигатель, присоединенный к сети 220 В, обеспечит четыре скорости вращения соответственно схемам соединения его обмоток и виду напряжения питания на его клеммах.

Хотя однофазные движки 220 В принципиально разные, их назначение одинаковое. Они применяются главным образом:

• в бытовых электроприборах;
• промышленных вентиляторах и кондиционерах небольшой мощности;
• маломощных насосах;
• определенной группе станков и т.п.

Это оборудование не требует электрической мощности более десяти киловатт. Помимо общего питающего напряжения, как и все движки с выходным валом, они состоят из статора и ротора. Но в коллекторном двигателе присутствует коллектор, а в некоторых моделях синхронных машин – кольца. А это значит, что в них нет изолированной электрической цепи, как в асинхронном двигателе. А контакт щетки с ламелями или кольцами сопровождается искрением.

По этой причине область применения коллекторных и синхронных движков ограничена условиями окружающей среды. Но для моделей с ротором, выполненным из специальных магнитных материалов, нет ограничений. А их работа отличается от асинхронных движков только более высоким значением скорости вращения синхронно с электромагнитным полем. Поэтому далее рассмотрим лишь однофазные асинхронные двигатели 220 В (ОАД).

Разновидности ОАД

Любой ОАД содержит рабочую обмотку. Она также именуется как основная. Примерно две трети поверхности статора, охватывающей ротор, приходится на основную обмотку. Остальная часть статора – это дополнительная (пусковая, вспомогательная) обмотка. Форма ротора может быть различной и обуславливается специализацией движка. Наиболее распространены модели, в которых ротор имеет вид цилиндрической болванки. В ОАД мощностью побольше – это биметаллическая конструкция.

Так называемая «беличья клетка» из материалов на основе меди, которые обеспечивают минимум потерь. В болванку эту конструкцию превращает заполнение свободного пространства алюминиевым сплавом. Но и сама клетка может изготавливаться из материала на основе алюминия. Другой разновидностью ротора ОАД может быть форма в виде стакана.

Этот ротор также именуется полым. Он менее инертный, а также менее прочный. По этой причине движки с этим ротором используются для специальных задач и распространены не так широко, как те, у которых ротор-болванка.  Пусковая обмотка создает магнитный поток, направленный под углом к магнитному потоку основной обмотки. Токи в обмотках должны характеризоваться определенным фазовым сдвигом. Его получают последовательным соединением с пусковой обмоткой одного из перечисленных элементов:

• резистора,
• дросселя,
• конденсатора.

Элемент вместе с пусковой обмоткой эмулирует двухфазную электросеть, которая обеспечивает пространственное перемещение максимума магнитного потока между обмотками. Однако это техническое решение необходимо лишь для того, чтобы ротор начал вращаться в нужном направлении. По мере увеличения скорости вращения задействованная пусковая обмотка все больше уменьшает крутящий момент на вале движка. По этой причине она тем или иным способом отсоединяется вскоре после разгона ротора до заданной скорости.

Резистор и дроссель могут быть встроены в двигатель, поскольку необходимые сопротивление или индуктивность легко достигаются отличием характеристик провода обмоток или конструкцией пусковой обмотки. Например, существуют такие разновидности ОАД, в которых в явно выраженных полюсах содержится короткозамкнутый виток. Это так называемые экранированные полюсы. Другой способ – несимметричные полюсы. Они определили наименование этих разновидностей ОАД. Эффективность движков невысока, но они получаются компактными. Широко применяются в бытовых вентиляторах.

Из трех элементов, используемых для получения фазового сдвига, самым лучшим является конденсатор. Резистор или дроссель могут обеспечить угол меньше 90 градусов. А конденсатор создает фазовый сдвиг именно в 90 градусов. При этом могут быть три схемы, которые отличаются пусковыми и рабочими характеристиками. При пуске движка необходим конденсатор с емкостью побольше. А в рабочем режиме оптимальный вариант – конденсатор небольшой емкости.

Емкость рабочего конденсатора в микрофарадах определяется примерно как 4/5 мощности движка в киловаттах. Емкость пускового конденсатора в микрофарадах определяется примерно как 2 мощности движка в киловаттах. Чтобы сэкономить на конденсаторах, которые должны быть рассчитаны как минимум на напряжение 330 В, путем переключения их получается как пусковая, так и рабочая емкость. Конденсаторные схемы показаны далее на изображениях:   

• Чтобы изменить направление вращения ротора в любом из вариантов с пусковым элементом, надо поменять местами концы пусковой обмотки.

Коллекторные движки (КД)

Эти двигатели в принципе только однофазные. Хотя их можно включать и в трехфазную сеть, но только через выпрямительные диоды. КД можно разделить на две группы по способу получения магнитного поля статора:

• от постоянного магнита; 
• от электромагнита.

Прямое присоединение к сети 220 В допустимо лишь для электромагнитных моделей КД. В них ротор является якорем и может соединяться с сетью либо напрямую (параллельное соединение), либо через обмотку статора (последовательное соединение). Изменение полярности происходит в обеих обмотках. Это определяет сохранение направления вращения ротора. А если магнит постоянный, значит, в якоре направление магнитного потока меняется, а в статоре нет. Поэтому ротор такого движка будет колебаться, но не вращаться.

• Если якорь и статор напрямую присоединены к сети 220 В, КД оказывается под угрозой разноса. Этот эффект появляется при пропадании контакта с сетью в обмотке статора.

Хотя параллельное соединение более эффективно, поскольку при этом величина тока больше, для надежности предпочтительнее последовательное соединение. Направление вращения при этом зависит от того, какими концами соединены между собой, а соответственно и с сетью, обмотки движка. Если при этом движок недостаточно эффективен, его надо присоединить к сети через выпрямительный мост. Если на его выходе будет применен конденсатор, это еще больше увеличит эффективность КД.

КД используются там, где необходима наиболее простая конструкция электрооборудования. Эти движки создают много шума, коллектор и щетки изнашиваются, загрязняют изделие графитовой пылью, уменьшая надежность и долговечность электрооборудования. Электробезопасность при этом также ухудшается. По мере развития высоковольтных транзисторов появляется все больше электрооборудования с асинхронными управляемыми приводами. Но определенная ниша электрооборудования для КД, безусловно, останется.

domelectrik.ru

подключение на 220 вольт, советы и рекомендации

Бытовых ситуаций много, особенно у тех, кто проживает в своем собственном частном доме. К примеру, необходимо установить в гараже точильный станок с асинхронным электродвигателем, который работает от трехфазной сети переменного тока. А на участок проведена лишь однофазная сеть на 220 В. Что делать? В принципе, это не проблема, потому что любой трехфазный электрический движок можно подключить и к однофазной сети, главное знать, как это сделать. Итак, наша задача в этой статье разобраться в позиции – асинхронный двигатель подключение на 220 вольт.

Существуют две классические схемы такого подключения, в которых присутствуют конденсаторы. То есть, сам электродвигатель становится не асинхронным, а конденсаторным. Вот эти схемы:

Конечно, это не единственные варианты, но в этой статье будем говорить именно о них, как о самых простых и часто используемых.

На схемах хорошо видно, что в них установлены конденсаторы: рабочий и пусковой, которые в свою очередь называются фазосдвигающими. А так как в данной схеме эти элементы являются основными, то самый важный момент – это правильно подобрать конденсатор по емкости, которая бы соответствовала мощности мотора.

Выбираем конденсаторы

Существует формула, по которой емкость можно рассчитать. Правда, для схемы звезда и треугольника она отличается коэффициентом. Для схемы звезда формула вот такая:

С=2800*I/U, где I – это ток, который можно замерить в питающем проводе клещами, U – это напряжение однофазной сети – 220 В.

Формула для треугольника:

С=4800*I/U.

Здесь загвоздка может быть только в определение силы тока, просто клещей может не оказаться под рукой, поэтому предлагаем упрощенный вариант формулы:

С=66*Р, где Р – это мощность электродвигателя, которая наносится на шильдик мотора или в его паспорте. По сути, получается так, что емкость рабочего конденсатора в размере 7 мкФ должно хватить на 0,1 кВт мощности двигателя. Обычно электрики берут именно это соотношение, когда перед ними ставиться вопрос, как подключить асинхронный двигатель с 380 на 220 В. И еще один момент – конденсатор контролирует силу тока, поэтому так важно правильно подобрать его емкость. И самое главное в подключении двигателя добиться того, чтобы значение тока при эксплуатации электродвигателя не поднималось выше номинальной величины.

Что касается пускового конденсатора, то его обязательно устанавливают в схему, если при пуске мотора действует хотя бы минимальная нагрузка. Включается он обычно буквально на пару секунд, пока ротор не наберет свои обороты. После чего он просто отключается. Если по каким-то причинам пусковой конденсатор не отключится, то произойдет перекос фаз, и двигатель перегреется.

Внимание! Так как в процессе пуска, тем более под нагрузкой, величина тока сильно возрастает, то и емкость пускового конденсатора должна быть раза в три больше конденсатора рабочего.

Есть еще один показатель, на который необходимо обратить внимание при выборе. Это напряжение. Правило здесь одно: напряжение конденсатора должно быть больше напряжения в однофазной сети на 1,5.

Тип конденсаторов

Специалисты рекомендуют в качестве пускового и рабочего конденсаторов использовать одинаковые модели. Самый простой вариант – это бумажные конструкции в герметичном металлическом корпусе. Правда, есть у них один существенный недостаток – большие габаритные размеры. Поэтому если перед вами стоит вопрос, как подключить небольшой мощности двигатель 380 на 220 вольт, то количество таких конденсаторов будет приличным, и вся конструкция будет смотреться не очень.

Можно использовать для этих целей электролитические приборы, но их схема подключения отличается от предыдущей, потому что в нее придется установить резисторы и диоды. К тому же эти конденсаторы при пробое взрываются. Есть более современные виды – это полипропиленовые модели металлизированного типа. Себя они зарекомендовали хорошо, претензий к ним сейчас у специалистов нет.

Полезные советы

• Обращаем ваше внимание на тот факт, что при подключении трехфазного двигателя к однофазной сети можно говорить и снижении мощности электрического агрегата. В общем, его фактический показатель не будет превышать номинальный 70-80%. При этом скорость вращения ротора не уменьшится.
• Если используемый движок имеет схему переключения 380/220, это обязательно указывается на шильдике, то в однофазную сеть его надо подключать только треугольником.
• В том случае, если на шильдике указаны схема подключения звездой и только трехфазное подключение на 380 вольт, то вам придется вскрыть клеммную коробку и добраться до соединения концов обмоток двигателя. Потому что внутри агрегата уже установлена схема звезда, ее-то и придется разобрать и вывести наружу шесть концов обмотки статора.

Установка реверса

Иногда возникает необходимость провести подключение так, чтобы трехфазный двигатель, подсоединенный к однофазной сети, вращался то в одну, то в другую стороны. Для этого необходимо установить в схему любой управляющий прибор. Это может быть тумблер, кнопка или ключи управление. Но здесь есть два основных требования:

1. Обращайте внимание на силу тока, которую этот управляющий прибор может выдержать. Чтобы он был больше нагрузки, создаваемой электродвигателем.
2. В конструкции управляющего прибора должно быть две пары контактов: нормально замкнутые и нормально разомкнутые.

Вот схема, по которой подключается этот элемент в питание электродвигателя:

Здесь видно, что реверс осуществляется подачей электроэнергии на разные полюса конденсаторов.

Заключение по теме

Схема трехфазного асинхронного двигателя с подключением к 220 вольт – дело реальное. Проблем с ним быть не должно. Здесь главное, и это было показано в статье, правильно подобрать конденсаторы (рабочие и пусковые) и правильно выбрать схему подключения. Особое внимание придется уделить правилам соединения, где в основе будет лежать сам двигатель, а, точнее, его возможности.

onlineelektrik.ru

Электродвигатель 220В: описание, характеристики, особенности подключения

Электродвигатель 220В является простым и широко распространенным устройством. Благодаря такому напряжению его часто применяют в бытовых приборах. Однако он не лишен недостатков. О том, какими бывают данные электрические двигатели, об их применении, минусах и путях решения проблем, а также о возможности подключения к сети расскажем в статье.

Однофазные устройства. Описание

Рассмотрим асинхронный электродвигатель 220В, 2,2 кВт, однофазный на 3000 оборотов. Такие электрические двигатели могут быть в восьмидесятом или девяностом корпусе.

Первый вид означает, что от площадки монтажа двигателя до центра его вала имеется расстояние восемьдесят миллиметров. Диаметр вала будет равен двадцати двум миллиметрам, а шпонка — шесть на шесть миллиметров. Длина вала составит пятьдесят миллиметров, а вес — около двадцати двух килограмм.

Девяностый корпус означает, что от места расположения мотора до центра вала имеется расстояние девяносто миллиметров. Валовый диаметр равен двадцати четырем миллиметрам, а шпонка — семь на восемь миллиметров. Длина составит пятьдесят миллиметров, а вес — почти двадцать два килограмма.

Заводами, выпускающими электродвигатель 220В с такими параметрами, являются:

• Могилевский электромеханический завод (модель АИРЕ 80С2).
• Лунинецкий «Полесьеэлектромаш» (модели АИРЕ80D2 и АИРЕ 90L2).
• Ярославский «Элдин» (модель RAE90L2).
• Медногорский «Уралэлектро» (модель АДМЕ80С2).

Проблемы и их решение

Все эти модели становятся бытовыми за счет электродвигателей, работающих на 220 вольтах. Их монтируют на машины для шлифовки паркета, циклевания, на станки для обработки по дереву, дробилки, компрессорные и буровые установки и так далее. Недостатком АИРЕ является то, что у них слабый пусковой момент.

Можно рассмотреть в качестве примера электродвигатель 220В в компрессорных установках АИРЕ80С2. Давление с пустого ресивера здесь наберется без проблем. Возьмем верхнюю границу десять атмосфер, по достижении которых мотор отключится. Воздух будет расходоваться от шести до восьми единиц атмосферного давления.

Но когда компрессорная автоматика командует включиться, то АИРЕ80 или 90 не могут запускаться и просто гудят. Это остаточное давление ресивера давит на поршни, не давая мотору раскрутиться. И такое случается не только на компрессоре. Любой асинхронный однофазный электродвигатель 220В АИРЕ будет иметь подобную проблему. Для ее решения рекомендуется установить дополнительный конденсатор, который должен работать только для пуска двигателя, то есть примерно две-три секунды. Если техника работает только на одном режиме включения, то можно установить кнопку ПНВС. Тогда путем ее удерживания начнут работать сразу два конденсатора, а при отпускании дополнительный механизм отключится.

В случае если используется автоматика для включения, необходимо собирать схему с учетом реле времени и пускателем из магнита.

Подключение

В доме электрическая сеть на 220 вольт является наиболее удобным источником питания для бытовых приборов. Некоторые двигатели способные работать прямо от нее, а для других требуется дополнительное оборудование.

Обычно не возникает вопроса о том, как подключить электродвигатель 220В однофазный асинхронный. Его просто подсоединяют к сети. Но недостаток здесь заключается в том, что коэффициент полезного действия будет очень малым.

Инструкция для разных типов прибора

Для работы двухфазного мотора потребуются две детали: бумажный конденсатор минимум на пятьсот ватт и понижающий автоматический трансформатор, так как большинство таких электрических двигателей работают на сто десять ватт. Для обмотки с прямым подключением необходимо просто подать нужное напряжение, а на другую подавать через конденсатор. Но допустимо использование только бумажных их видов.

Трехфазные электромоторы не рассчитаны на конденсаторы. Поэтому их допускается применять только при самых малых нагрузках. В противном случае обмотки просто перегорят. Номинальная нагрузка должна подаваться от реальной трехфазной сети.

Если необходимо подключить универсальный коллекторный двигатель с последовательным возбуждением, обмотку соединяют с коллекторно-щеточным узлом. После нагрузки вала устройством, с которым двигатель будет работать, подается необходимое напряжение.

Обычно коллекторные двигатели на постоянном токе являются низковольтными. Поэтому, чтобы подключить электродвигатель 3000 об. мин 220В, необходимо применить соответствующий блок питания с трансформатором и выпрямителем.

Подключение трехфазного двигателя

В настоящее время уже нередки случаи, когда автолюбители используют электродвигатель. Если его необходимо заменить или отремонтировать, то может возникнуть вопрос о том, как подключить электродвигатель в сеть 220В. Трехфазный двигатель легко можно активировать без вызова специалистов, воспользовавшись нижеприведенными рекомендациями.

В качестве инструментов могут пригодиться отвертка, тепловое реле, изоляционная лента, автомат, магнитный пускатель и тестер.

Подробная инструкция

Старый мотор снимают и помечают нулевой провод при помощи изоленты. Если его устанавливают заново, то нулевой провод можно легко определить, используя индикатор. На конце его лампочка не загорится.

Новому двигателю добавляют арматуру с магнитным пускателем, а также с автоматом и тепловым реле. Арматуру устанавливают в щитке.

Тепловое реле подключают к пускателю. Выбирая последний, нужно быть уверенным, что он соответствует мощности мотора.

Арматурные выводы входа подключают к клеммам автомата, кроме нулевого провода. Выходные клеммы соединяют с теми же теплового реле. На выходе пускателя подключают кабель, непосредственно идущий на мотор.

При мощности менее одного киловатта автомат можно подсоединить, минуя магнитный пускатель.

Для подключения электромотора снимают крышку. На клеммнике выводы будут соединены в форме треугольника или звезды. Концы кабеля соединяют с колодками. При форме звезды контакты подключают поочередно.

Если же выводы расположены беспорядочно, то используют тестер. Его подсоединяют к концам, отыскивая обмотки. После этого соединяют как при форме звезды, а выводы катушек собирают в точку. Остальные концы подключают кабель.

Двигатель прикрывают крышкой и проверяют работу механизма. Если вал вращается не в том направлении, в котором нужно, любые провода на вводе просто меняют местами.

fb.ru

устройство, популярные модели, принцип действия агрегатов

Однофазный электродвигатель — механизм, предназначенный для подключения к сети 220 В. Называется такой агрегат однофазным благодаря только одной рабочей обмотке, хотя, по сути, это двухфазный двигатель. Такие приспособления можно применять для привода различных механизмов, используемых в домашнем хозяйстве, или для мелких производственных работ.