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

(для регионов бесплатно)

Содержание

принцип работы, виды и сравнение двигателей

Наша жизнь стала уже просто немыслима без различных электромоторов. Пылесосы, стиральные машины, холодильники вентиляторы, кондиционеры, даже часы — все эти приборы снабжены электродвигателями. Если прибор подключается к домашней электрической сети, то, вероятнее всего, в нем стоит однофазный асинхронный двигатель 220В.

Принцип действия

Всем нам на школьных уроках физики демонстрировали опыты с проволочной рамкой, помещенной в поле постоянного магнита. Если через рамку пропустить ток, то на проводники в правой и левой части рамки будет действовать силы Ампера, создающие вращающий момент, и рамка с током будет поворачиваться до тех пор, пока она не займет положение, в котором действующие силы уравновешивают друг друга.

Если заставить поле вращаться, рамка с током будет вращаться вместе с ним. На этом принципе основана работа синхронного электродвигателя. Рамка с магнитами — аналог электрического двигателя. Вращающаяся рамка с током — ротор. Неподвижные магниты — статор.

Трехфазный синхронный двигатель

Теперь надо заставить неподвижный статор создать вращающееся магнитное поле.

Для начала заменим постоянные магниты катушками с током обмотками статора. Катушка с током создает такое же магнитное поле, как и магнит. Разместим на статоре не одну катушку-магнит, а три, повернув их на 120 градусов относительно друг друга. Подадим на эти обмотки переменный ток со сдвигом фаз на 120 градусов. Именно так сдвинуты фазы в трехфазной сети.

Результирующее магнитное поле есть результат векторного сложения трех полей. Суммарный вектор магнитной индукции будет вращаться с частотой переменного тока. За один период магнитное поле, создаваемое статором трехфазного двигателя, совершает полный оборот. Ротор, который аналогичен катушке с током, поворачивается вместе с магнитным полем статора с той же скоростью. Таким образом ротор синхронного двигателя вращается частотой питающего переменного тока.

Синхронные двигатели обладают самыми лучшими характеристиками, развивают максимальную мощность и обеспечивают высокий КПД. Однако там тяжелый ротор с обмотками, который сложно балансировать. К обмоткам ротора надо подводить ток, а это требует применения крайне ненадежного щеточного узла. В общем, синхронный двигатель — это хорошо, но сложно, дорого и не очень надежно.

Трехфазный асинхронный двигатель

Замкнем концы рамки накоротко. Получим один короткозамкнутый виток. Наш трехфазный статор создает вращающееся магнитное поле. Пусть это поле и создает ток в короткозамкнутом роторе.

Когда поле статора вращается относительно неподвижной рамки, оно создает в ее контуре переменный магнитный поток. По закону электромагнитной индукции переменное поле наводит в рамке электрический ток. Ток создает вращающий момент, и рамка поворачивается вслед за магнитным полем, как и в синхронном двигателе.

Но есть одно принципиальное отличие. В синхронном двигателе ротор вращается одновременно, то есть синхронно с полем статора. Ротор относительно поля статора неподвижен.

В асинхронном двигателе ротор пытается догнать вращающееся поле, но всегда немного отстает, как бы скользит относительно него. Если вдруг скорость вращения ротора точно сравняется со скоростью поля, то в роторе перестанет наводиться ток индукции.

Разность частот вращения магнитного поля и ротора асинхронного двигателя называется скольжением. Именно оно обеспечивает наличие тока в роторе.

Асинхронные электродвигатели уступают синхронным по всем характеристикам, но значительно проще, легче, надежнее и дешевле. Практически все электрические двигатели, применяемые сегодня в промышленности — это асинхронные трехфазные двигатели.

Механическая характеристика

Механическая характеристика двигателя — это зависимость момента на валу от скорости вращения.

Как уже было сказано, скорость вращения ротора в асинхронном двигателе всегда отличается от скорости вращения поля статора на величину скольжения.

Скольжение S = (n1- n2)/n1, где n1 — это скорость вращения поля, а n2 — скорость вращения ротора.

Характеристика показывает, что двигатель может работать в пяти режимах:

  1. Холостой ход.
  2. Пуск.
  3. Двигательный режим.
  4. Режим рекуперации.
  5. Генераторный режим.

В режиме холостого хода скольжение S равно 0. Ротор вращается синхронно с магнитным полем, как в синхронном двигателе, а момент вращения равен 0. Режим холостого хода — чисто гипотетический и никогда не реализуется на практике.

В момент пуска ротор еще неподвижен и S=1. Момент вращения при S=1 называется пусковым моментом.

После пуска ротор входит в двигательный режим и начинает раскручиваться, постепенно догоняя магнитное поле. В двигательном режиме 1 > S > 0.

Если ротор вдруг каким-то образом обгонит поле, то наступит режим рекуперации. При этом двигатель отдает энергию в сеть. В режиме рекуперации S < 0.

S > 1 соответствует генераторному режиму. В генераторном режиме ротор движется навстречу потоку и генерирует электрический ток.

S = Sn соответствует номинальному режиму. Номинальное значение скольжения составляет обычно 2−8%.

Однофазный асинхронный двигатель

Можно еще упросить трехфазный асинхронный двигатель .

Оставим на статоре всего одну обмотку и подадим туда однофазный электрический ток. У нас получился однофазный асинхронный двигатель. В этом двигателе поле статора неподвижно — в этом принципиальное отличие однофазного двигателя от многофазного. Тем не менее такой двигатель работает.

Однофазный двигатель не может стартовать самостоятельно. Ничего особенного в этом нет. Привычный нам двигатель внутреннего сгорания тоже надо сначала раскрутить. В автомобиле мы пользуемся дополнительным электродвигателем — стартером, а в бензопиле делаем это вручную, дергая пусковой шнур.

Если однофазный двигатель подтолкнуть, причем в любую сторону, он разгонится и будет поддерживать вращение в заданном направлении.

Ели ротору придать вращение в определенном направлении, он будет двигаться попутно с одним полем и навстречу другому.

Двигатель можно представить как два трехфазных мотора, насаженных на один вал, но включенных во встречном направлении. При запуске вал неподвижен и моторы уравновешивают друг друга.

Если вал раскрутить внешней силой в каком-то направлении, то один мотор, запущенный в попутном направлении, окажется в двигательном режиме, а другой — в генераторном. Механическая характеристика показывает, что крутящий момент в двигательном режиме больше, чем в генераторном, поэтому попутный мотор перетягивает.

Пуск

Для запуска однофазного электромотора на его статоре наматывают дополнительную пусковую обмотку перпендикулярно основной и подают в нее ток со сдвигом по фазе. Для сдвига фазы последовательно с обмоткой включают фазосдвигающий элемент. В качестве фазосдвигающего элемента можно использовать резистор, дроссель или конденсатор. В любом случае полное комплексное сопротивление в цепях основной и пусковой обмоток будет разным, и токи получат фазовый сдвиг.

Чаще всего для сдвига фаз используют конденсатор.

Скорость вращения

В сетях наших энергоснабжающих компаний используется переменное напряжение 220/380 с частотой 50 Гц. Причем частота переменного тока 50 Гц поддерживается с точностью до 2 процентов. Как нам уже известно, ротор синхронного электромотора вращается с частотой переменного тока. То есть при частоте питающей сети 50 Гц ротор совершает 50 оборотов в секунду или 3000 оборотов в минуту. Обмотку статора можно разделить на секции и сделать мотор многополюсным. В многополюсном моторе скорость понижается с ростом числа полюсов и в общем случае равна 3000/ p оборотов, где p — это число полюсов.

Таким образом скорость вращения сетевого электромотора в нашей стране не может быть выше 3000 оборотов в минуту. В странах, где принята частота сети в 60 Гц, например, в США, электромоторы крутятся с максимальной скоростью в 3600 оборотов в минуту. И здесь мы снова отстаем от Америки.

В синхронном электромоторе обороты не зависят от нагрузки. При росте нагрузки ротор синхронной машины отстает от поля на больший угол, но частота вращения не меняется.

В асинхронном режиме величина скольжения зависит от нагрузки. Таким образом, при увеличении нагрузки скорость асинхронного электромотора падает.

Схемы подключения

Пусковая обмотка, включенная со сдвигом по фазе, поворачивает магнитное поле и превращает на время запуска однофазный электродвигатель в двухфазный.

Дополнительная обмотка не рассчитана на длительную работу и после выхода на рабочий режим должна быть отключена. Отключение производится либо вручную кнопкой, либо центробежным выключателем, либо тепловым реле по нагреву пусковой обмотки.

В однофазном двигателе в рабочем режиме магнитное поле статора неподвижно. В этом его главное отличие от многофазного.

Иногда ошибочно называют однофазными электромоторы, дополнительная обмотка которых подключена через конденсатор постоянно.

В однофазную сеть можно подключить и трехфазный мотор, если одну из фазных обмоток подключить через конденсатор. Так что, если в вашем распоряжении вдруг оказался промышленный трехфазный электромотор, вы можете использовать его в однофазной домашней сети, хотя и с потерей мощности и более низким КПД.

Сравнение двигателей

Синхронный

  1. На роторе есть обмотка, в которую подается ток.
  2. Частота вращения вала совпадает или кратна частоте питающей сети.
  3. Скорость стабильна и не меняется под нагрузкой.

Асинхронный

  1. Ротор не подключен к источнику тока.
  2. Частота вращения вала ниже частоты сети на величину скольжения.
  3. Скорость снижается с ростом нагрузки.

Однофазный асинхронный

  1. Единственная обмотка на статоре.
  2. Вращается в любом направлении.
  3. Не запускается самостоятельно.


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.


Короткозамкнутый ротор
Полый ротор ОАД

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.


Сдвиги фаз

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:   

Схема

  • 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.


Электромагнитный вариант КД

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.


Последовательное соединение обмоток в КД

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.

Похожие статьи:

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.

Устройство электродвигателя

Для запуска пусковой обмотки двигателя в его составе предусмотрен центробежный переключатель. Эта деталь отличает принципиальную конструкцию таких электродвигателей от трехфазных агрегатов. Кроме этого, электрический механизм состоит из следующих частей:

  • корпуса;
  • статора;
  • обмотки;
  • ротора;
  • вала;
  • подшипникового узла;
  • вентилятора;
  • соединительной коробки.

Центробежный переключатель состоит из пружины и специальных грузиков, специально подобранных для создания момента отключения пусковой обмотки. Это устройство предохраняет электродвигатель от лишнего износа контактов и способствует более надежной работе всего механизма. А также конструкцию однофазного двигателя отличает от трехфазного наличие пускового конденсатора. Его устанавливают как непосредственно в двигателе, так во внешней пусковой установке.

Описание деталей агрегата

Обычно корпус электродвигателей изготавливается из сплава алюминия или чугуна. Чугунные корпуса отличаются большим весом, поэтому они иногда неудобны при монтаже. В корпусе обязательно присутствуют отверстия для вентиляции.

Эту деталь в производственной схеме можно устанавливать как горизонтально, так и вертикально. Непосредственно к корпусу электродвигателя по периметру крепится статор, который представляет собой статичную обмотку.

Обязательно провода статора должны быть пропитаны изоляционным материалом. Обмотка статора выполняется из эмалированного медного провода и пропитывается лаком класса Н. Это способствует обеспечению высокой электрической и механической надежности работы обмоток и повышает общий срок службы двигателя.

Сердечник ротора представляет собой напрессованную на вал конструкцию из ламината высокоуглеродистой стали с последующими термическими и химическими обработками.

Соединение элементов считается короткозамкнутым, что обеспечивает низкий момент инерции и высокий коэффициент полезного действия.

Непосредственно сам вал двигателя изготовлен из стали высшего качества, что придает ему механическую прочность и позволяет избежать деформирования в результате работы. Посадочные места под подшипники отливаются из следующего материала:

  • алюминий;
  • чугун.

Для поджатия подшипников используются специальные пружины. В качестве опор вала используются в основном шариковые подшипники закрытого типа, которые избавляют от необходимости их смазывания.

В некоторых конструкциях электродвигателей 220 вольт используют роликовые подшипники, которые позволяют в 2 раза снизить радиальную нагрузку. Вентилятор для охлаждения вращающихся деталей двигателя изготавливают из пластмассы или легкого металла.

Его работу защищает металлический корпус с вентиляционными отверстиями. В настоящее время электродвигатели выпускаются с симметричной радиальной или с комбинированной системой охлаждения.

Для циркуляции охлаждающего воздуха внутри агрегата применяются диффузоры, установленные на двух подшипниковых щитах. Обычно на верхней части корпуса двигателя располагается клеммная коробка, изготовленная из алюминиевого сплава.

Расположение клеммника можно менять в зависимости от места установки электродвигателя. Общее крепление двигателя осуществляется с помощью лап или торцового флянца.

Модели механизмов

В настоящее время существует множество электродвигателей. Их можно применять как в производственных масштабах, так и для частного использования. Среди них существуют следующие модели:

  1. СМП-2ТС — эта марка широко применяется в стиральных машинах. Подключается такая конструкция через балластные конденсаторы.
  2. Lek 1,5 кВт-750 — двигатель, обладающий горизонтальной площадкой, максимальное число оборотов составляет 750 в минуту. Широко используется в домашнем хозяйстве для подключения различных приборов.
  3. АИРЕ 56 В2 — популярная марка однофазных двигателей. Используются в основном для установки наждачных камней при проведении шлифовальных работ.
  4. ААСО-53 — модели этой марки выпускаются в Италии и очень популярны во многих странах. Широко применяются в системах обогрева как привод основного генератора.

А также стоит отметить следующие модели: ААСО-63, АИР-71А2, CSCR и др.

Принцип работы аппарата

При запуске электродвигателя электрический ток образует пульсирующее магнитное поле на статоре агрегата. Практически образуются два поля, которые вращаются в разные стороны, но имеют равные амплитуды и частоты.

При неподвижном роторе вокруг него образуются два разнонаправленных момента. В такой ситуации при отсутствии пусковых механизмов двигатель может оставаться в статичном положении. Но с помощью конденсатора, который придает краткосрочный импульс одному из моментов, двигатель начинает вращаться.

Это действие осуществляется краткосрочным нажатием на пусковую кнопку, пока ротор не начнет вращаться. Фаза запуска рассчитана на время работы, не превышающее 3 секунды. В противном случае начинается перегрев электрического оборудования.

Поэтому запрещено на момент запуска двигателя дольше обычного удерживать кнопку конденсатора. Во избежание в этот момент выхода из строя двигателя предусмотрено применение центробежного выключателя и теплового реле.

К преимуществам использования этих механизмов можно отнести низкую стоимость, простоту конструкции, длительный срок действия, работу от сети 220 В. Такие агрегаты с успехом можно использовать для домашних нужд.

Недостатками таких электродвигателей являются: сложность запуска, низкий коэффициент полезного действия, трудности с регулировкой вращения ротора.


220v.guru

Схемы подключения электродвигателей к сети переменного тока 220 вольт

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.


tokar.guru

Работа однофазного электродвигателя 220В, описание технических данных однофазного электродвигателя

Однофазный электродвигатель 220В представляет собой изделие, имеющее мощность в разрезе 0,18-3,0 кВт. Такой механизм оснащен одной фазой, которая и питает устройство от электросети. Применение однофазного устройства приходится как для бытового, так и для промышленного назначения. Обычно этот механизм монтируется в различные электроприборы.

Разновидности электродвигателей

Существует огромное разнообразие электродвигателей. Среди них принято различать следующие их виды:

  1. Устройства общепромышленного назначения. Их используют в промышленном производстве и в крупногабаритных помещениях. Они защищены от возможного окисления и попадания взрывоопасных примесей.
  2. Электромеханизмы с постоянным и переменным током. Устройства постоянного тока питаются аккумуляторной батареей или другим источником энергии с постоянным током. Электродвигателям переменного тока для питания необходим только источник с переменным током.
  3. Устройства с синхронным и асинхронным ротором. Синхронный двигатель вращается по частоте магнитного поля, а асинхронный наоборот.
  4. Электродвигатели с однофазной, двухфазной и трехфазной сетью. Однофазное устройство питается от сети с одной фазой, двухфазное от сети с двумя фазами, а трехфазное от сети с тремя фазами.
  5. Устройства с короткозамкнутыми или фазными роторами. При отсутствии больших пусковых моментов используются короткозамкнутые роторы. В тех случаях, когда механизм испытывает повышенные силовые нагрузки показано применение фазных роторов.

Различие двигателей определяется некоторыми параметрами:

  • монтажным исполнением;
  • климатическим исполнением;
  • модификацией;
  • количеством скоростей.

Устройства с одной фазой используются как в бытовых, так и в промышленных целях. Их помещают в различные механизмы. Они работают от сети с переменным током напряжением 220 В. В составе механизма с одной фазой находится встроенный конденсатор небольших размеров.

Для того чтобы увеличить пусковой ток, электродвигатель комплектуется регулирующим устройством, состоящим из двух конденсирующих емкостей: пусковой и рабочей. Кроме этих деталей, регулирующее устройство оснащено реле для пуска и реле для токовой защиты. В результате работы оборудования происходит запуск регулирующим блоком пусковой емкости в режиме пуска двигателя или при наличии перезапуска.

Электродвигатель такого типа используется для приведения в действие таких механизмов, как: столярные станки, электронасосы, компрессорные устройства, промышленные вентиляционные агрегаты, транспортеры, подъемники, кормодробилки, бетономешалки и других устройств.

В устройстве статора монтируется двойная обмотка. Это необходимо для правильной работы конденсирующей емкости. Чтобы емкость-конденсатор не поддавалась влиянию атмосферы, ее помещают в места, защищенные от температурных перепадов. Кроме того, эксплуатируя электродвигатель, нужно следить за величиной конденсирующей емкости.

Технические данные однофазных электродвигателей

Электрические приводы с одной фазой выпускаются в следующем исполнении:

  • лапами « IM1001»;
  • фланцем «IM3001»;
  • комбинированием « IM2001».

Устройства могут быть оснащены климатическим исполнением: «У2», «У3», «УХЛ4». Электродвигатели с одной фазой 220В выпускаются с малой мощностью. Дополнительное описание однофазных двигателей представлено в таблице ниже на примере марки электродвигателя «AIRE».

Электродвигатель «AIRE»

Однофазные электрические двигатели марки «АИРЕ» 220В комплектуются для привода в действие различной бытовой техники. Работают они от сети напряжением 220 В. Конструкция устройства уже имеет в своей комплектации конденсаторы. Подключается однофазный механизм согласно монтажной схемы и сразу же может быть приведен в действие. Обозначение «AIRE» определяется как двигатель с одной фазой, имеющий две обмотки и емкость-конденсатор.

Работа двигателя 220 В обусловлена следующими условиями:

  • питанием 220V и частотой 50 Hz;
  • в рабочем режиме «S1»;
  • защитой «IP 54»;
  • охлаждением «IC 041»;
  • классом термостойкости изоляции «В или F» по ГОСТу 8865-93;
  • климатическими факторами согласно ГОСТу 15150-69 или ГОСТу 15543.1-89.
  • плотностью запыленности воздуха в разрезе до 2 мг на 1 м3;
  • механическим исполнением «М1» согласно ГОСТу 17516.1-90;
  • нагрузками вибрации на электродвигатели 1-й степени жесткости согласно ГОСТу 17516.1-90.

Однофазные электроприводы пользуются огромным спросом среди широкого круга потребителей. Ведь они прекрасно работают от сети 220В. Устройство представлено в компактном исполнении, благодаря чему оно удобно эксплуатируется и способно экономить потребляемую электроэнергию. Нагрузка на электросчетчик почти всегда минимальная. Удивляет однофазный электродвигатель и своим простым принципом работы. Для его подключения совсем не нужно обладать квалификационными навыками и иметь особенные инструменты. Ремонт таких устройств достаточно примитивен. Но чтобы свести к минимуму поломки прибора, лучше подбирать устройства проверенных торговых марок.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

stanok.guru

Разное

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о