Как определить рабочую и пусковую обмотки

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

Меня часто спрашивают о том, как можно отличить рабочую обмотку от пусковой в однофазных двигателях, когда на проводах отсутствует маркировка.

Каждый раз приходится подробно разъяснять, что и как. И вот сегодня я решил написать об этом целую статью.

В качестве примера возьму однофазный электродвигатель КД-25-У4, 220 (В), 1350 (об/мин.):

• КД — конденсаторный двигатель
• 25 — мощность 25 (Вт)
• У4 — климатическое исполнение

Вот его внешний вид.

Как видите, маркировка (цветовая и цифровая) на проводах отсутствует. На бирке двигателя можно увидеть, какую маркировку должны иметь провода:

• рабочая (С1-С2) — провода красного цвета
• пусковая (В1-В2) — провода синего цвета

В первую очередь я Вам покажу, как определить рабочую и пусковую обмотки однофазного двигателя, а затем соберу схему его включения. Но об этом будет следующая статья. Перед тем как приступить к чтению данной статьи рекомендую Вам прочитать: подключение однофазного конденсаторного двигателя.

Итак, приступим.

1. Сечение проводов

Визуально смотрим сечение проводников. Пара проводов, у которых сечение больше, относятся к рабочей обмотке. И наоборот. Провода, у которых сечение меньше, относятся к пусковой.

Зная основы электротехники, можно с уверенностью сказать: чем больше сечение проводов, тем меньше их сопротивление, и наоборот, чем меньше сечение проводов, тем больше их сопротивление.

В моем примере разница в сечении проводов не видна, т.к. они тонкие и на глаз их отличить не возможно.

2. Измерение омического сопротивления обмоток

Даже если разницу в сечении проводов видно не вооруженным глазом, то я Вам все равно рекомендую измерять величину сопротивления обмоток. Таким образом, мы заодно и проверим их целостность.

Для этого воспользуемся цифровым мультиметром М890D. Сейчас я не буду рассказывать Вам о том, как пользоваться мультиметром, об этом читайте здесь:

• 1 часть
• 2 часть
• 3 часть

Снимаем изоляцию с проводов.

Затем берем щупы мультиметра и производим замер сопротивления между двух любых проводов.

Если на дисплее нет показаний, то значит нужно взять другой провод и снова произвести замер. Теперь измеренное значение сопротивления составляет 300 (Ом).

Это мы нашли выводы одной обмотки. Теперь подключаем щупы мультиметра на оставшуюся пару проводов и измеряем вторую обмотку. Получилось 129 (Ом).

Делаем вывод: первая обмотка — пусковая, вторая — рабочая.

Чтобы в дальнейшем не запутаться в проводах при подключении двигателя, подготовим бирочки («кембрики») для маркировки. Обычно, в качестве бирок я использую, либо изоляционную трубку ПВХ, либо силиконовую трубку (Silicone Rubber) необходимого мне диаметра. В этом примере я применил силиконовую трубку диаметром 3 (мм).

По новым ГОСТам обмотки однофазного двигателя обозначаются следующим образом:

• (U1-U2) — рабочая
• (Z1-Z2) — пусковая

У двигателя КД-25-У4, взятого в пример, цифровая маркировка выполнена еще по-старому:

• (С1-С2) — рабочая
• (В1-В2) — пусковая

Чтобы не было несоответствий маркировки проводов и схемы, изображенной на бирке двигателя, маркировку я оставил старую.

Одеваю бирки на провода. Вот что получилось.

Для справки: Многие ошибаются, когда говорят, что вращение двигателя можно изменить путем перестановки сетевой вилки (смены полюсов питающего напряжения). Это не правильно!!! Чтобы изменить направление вращения, нужно поменять местами концы пусковой или рабочей обмоток. Только так!!!

Более подробно об этом читайте в моей статье про реверс однофазного электродвигателя.

Мы рассмотрели случай, когда в клеммник однофазного двигателя выведено 4 провода. А бывает и так, что в клеммник выведено всего 3 провода.

В этом случае рабочая и пусковая обмотки соединяются не в клеммнике электродвигателя, а внутри его корпуса.

Как быть в таком случае?

Все делаем аналогично. Производим замер сопротивления между каждыми проводами. Мысленно обозначим их, как 1, 2 и 3.

Вот, что у меня получилось:

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

Отсюда делаем следующий вывод:

• (1-2) — пусковая обмотка
• (2-3) — рабочая обмотка
• (1-3) — пусковая и рабочая обмотки соединены последовательно (301 + 129 = 431 Ом)

Для справки: при таком соединении обмоток реверс однофазного двигателя тоже возможен. Если очень хочется, то можно вскрыть корпус двигателя, найти место соединения пусковой и рабочей обмоток, разъединить это соединение и вывести в клеммник уже 4 провода, как в первом случае. Но если у Вас однофазный двигатель является конденсаторным, как в моем случае с КД-25, то его реверс можно осуществить путем переключения фазы питающего напряжения.

P.S. На этом все. Если есть вопросы по материалу статьи, то задавайте их в комментариях. Спасибо за внимание. 

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Сопротивление рабочей и пусковой обмотки однофазного двигателя

Содержание

• 1 Сопротивление обмоток. Начнем с основ
  • 1.1 Электросопротивление, понятие проводимости
  • 1.2 Что влияет на величину сопротивления, которое выдает проводник: коротко о материале, размерах и температуре
• 2 Измерение сопротивления обмотки электроприводов
  • 2.1 Зачем проверять сопротивление обмоток в электроприводе
  • 2.2 Приборы, которыми измеряют сопротивление
• 3 Работа и устройство однофазного асинхронного двигателя
  • 3. 1 Как происходит запуск
  • 3.2 По какому принципу работает
  • 3.3 Механизм работы
    • 3.3.1 Проверка конденсатора мультиметром
  • 3.4 Схема для подключения
• 4 Как определить рабочую и пусковую обмотки, измерив сопротивление их выводов
• 5 Подведем итог

Однофазные двигатели стали популярными из-за низкой стоимости и простых правил эксплуатации. Но они все же требуют к себе немного внимания, например, периодического измерения сопротивления обмоток. К тому же, такая процедура поможет отличить пусковую обмотку от рабочей, если шильдика нет.

Рабочая и пусковая обмотки в однофазном двигателе

Прежде чем говорить о сопротивлении обмоток статора в однофазном двигателе, нужно иметь понятие о сопротивлении в общем.

Электросопротивление, понятие проводимости

Все тела, пропускающие через себя электроток, могут оказывать этому току некое сопротивление. Свойственное проводникам препятствование тому, чтобы через них проходил ток, и получил название электросопротивления.

Сопротивление металла электричеству объясняется электронной теорией. Двигаясь по проводнику, электроны постоянно встречаются с атомами и остальными электронами. Их взаимодействие между собой приводит к потере некоторого количества энергии со стороны электронов. Они буквально сопротивляются своему движению. Величина сопротивления разных проводников будет разной. Все зависит от их атомного строения.

Таким же образом можно объяснить и сопротивление электрическому току, которое оказывают жидкости и газы. Разница лишь в том, что таких материалах и веществах его оказывают не электроны, а частицы молекул, имеющие определенный заряд.

В вычислениях сопротивление принято обозначать с помощью букв R (r).

Единицей измерения электросопротивления в Международной системе единиц является Ом.

Ом – это сопротивление столба из ртути длиной 106, 3 см и сечением 1 мм2 (при условии, что температура составляет 0° С).

Допустим, сопротивление, оказываемое проводником, равна 4 Ом. Записать это нужно следующим образом: R = 4 Ом; r = 4 Ом.

Чтобы измерять большие электросопротивления, существует официальная единица мегаом. 1 мегаом = 1000 000 Ом.

Чем больше величина электросопротивления конкретного проводника, тем хуже через него проходит электроток. Это правило действует и в обратную сторону. Чем меньше проводник «сопротивляется», тем легче току через него проходить.

Измерение проводимости раствора

Из этого можно сделать логичный вывод: со стороны возможности тока проходить через материал, рассматривают две взаимосвязанные величины: электросопротивление и электропроводность.

Электропроводность говорит о способности вещества или материала к пропусканию тока через себя.

Электропроводность – это обратное значение электросопротивления. Следовательно, выразить ее можно как 1/R. Обозначают ее, как правило, с помощью буквы g.

Что влияет на величину сопротивления, которое выдает проводник: коротко о материале, размерах и температуре

Как мы уже выяснили, величина сопротивления того или иного проводника по большей части зависит от того, из какого материала он сделан. Чтобы охарактеризовать электрическое сопротивление разных веществ, ученые ввели в оборот понятие удельного сопротивления.

Удельное сопротивление – электросопротивление, оказываемое проводником, длина которого 1 м, а площадь поперечного сечения = 1 мм2. Обозначают величину с помощью греческой буквы р. Все материалы, из которых делают проводники, имеют свое удельное сопротивление.

Длина электропроводника имеет непосредственное влияние на его результат его электросопротивления. Высокое сопротивление – высокий показатель. И наоборот.

Обратную пропорциональность сопротивление имеет с площадью поперечного сечения проводника. Толстый проводник будет обладать более низким сопротивлением, чем тонкий, сделанный из того же материала.

Для лучшего понимания данной зависимости можно представить две пары сосудов, которые сообщены между собой. Только вот одна пара имеет тонкую соединяющую их трубку, а другая – толстую. Если обе системы будут заполняться водой, при каких условиях она быстрее перейдет во второй сосуд? Верно, в тех, где трубка толще. Ведь объемная трубка не так сопротивляется воде, как узкая. 

По такому же принципу электрический ток легче и быстрее проходит через толстый проводник, ведь он окажет меньшее сопротивление.

Как посчитать сопротивление конкретного проводника? Для этого вам нужно узнать его удельное сопротивление (р), его точную длину в метрах (l) и площадь поперечного сечения (S). Получим:

R = p l / S.

Если ваш проводник имеет круглую форму, площадь его поперечного сечения считают с помощью числа Пи (оно равно 3,14) и диаметра самого проводника (d):

S = Пи х d2 / 4

Длину проводника можно определить, используя площадь поперечного сечения, сопротивление и удельное сопротивление:

l = S R / p.

С помощью данной формулы можно узнать все основные характеристики любого проводника. Для этого нужно, чтобы все остальные величины из формулы были известны.

Если нужно найти площадь сечения, формула выглядит так:

S = p l / R

А вот есть неизвестным параметром является удельное сопротивление, то искать его нужно следующим образом:

р = R S / l

Последняя формула будет полезна в том случае, если вы знаете остальные ее величины: сопротивление и длину проводника, а вот материал нужно найти, ведь определить невооруженным глазом его иногда очень сложно. Полученный результат нужно найти в специальной таблице, которая содержит данные об удельном сопротивлении всех проводников.

Последнее, но не менее важное условие измерения электрического сопротивления – температура воздуха окружающей среды.

Ученые давно выяснили, что повышение температуры воздуха, при котором измеряется сопротивление проводника, связано с повышением его сопротивления. Естественно, с понижением температуры, снижается и величина сопротивления. От материала проводника это явление почти не зависит: при изменении температуры на 1°C, сопротивление изменяется на 0,4%. Значение усредненное и верное только для тех проводников, которые сделаны из чистого металла. 

Нужно отметить, что для жидкостей и угля такое правило не работает, зависимость тут обратная: увеличение сопротивления происходит с уменьшением температуры воздуха вокруг.

Электронная теория имеет объяснение и такому явлению. Звучит оно следующим образом: нагреваясь, проводник получает такую тепловую энергию, которая, в конце-концов, поступает ко всем атомам вещества. Результат этого нагревания – более интенсивное движение этих самых атомов. Возрастание движения атомов, в свою очередь, становится причиной большего сопротивления направленному движению свободных электронов. Вместе с этим растет и показатель сопротивления проводника в целом. А вот при понижении температуры условия движения свободных электронов улучшаются, а значит, падает и величина сопротивления. 

Сверхпроводимость

Этим можно объяснить еще более интересную возможность проводников – сверхпроводимость.

Сверхпроводимости материалов (т. е. сопротивление которых равно нулю) можно добиться при снижении температуры до абсолютного нуля (нуль по Кельвину) – -273° C. При такой температуре все застывает, в том числе и атомы проводников. Это значит, что препятствовать движению электротока ничего не сможет.

Электрические двигатели, производимые сегодня, отличаются своей высокой надежностью. Они могут работать десятилетиями, если их грамотно и вовремя обслуживать. В понятие обслуживания однофазного двигателя входит смазка подшипников, их своевременная замена, а также контроль за состоянием обеих обмоток статора.

Зачем проверять сопротивление обмоток в электроприводе

Измерять сопротивление обмоток необходимо, даже если двигатель долгое время стоял без дела. Любые изменения в температурном режиме или влажности помещения могут оказывать влияние на изменчивые свойства машины. Сопротивление может снизиться под влиянием влаги, так что перед подключением мотора к сети обязательно нужна проверка сопротивления обмотки.

Существуют правила технической эксплуатации электрических установок потребителей, которые требуют проведения замеров сопротивления перед включением прибора после ремонта (текущего или капитального), а еще во время плановых испытаний. Они должны проводиться каждые три года. 

Сопротивление после любого из ремонтов также помогает понять, насколько качественно была выполнена работа.

Приборы, которыми измеряют сопротивление

Для начала скажем о том, что измерение величины сопротивления всех обмоток проводят относительно корпуса и между самими обмотками. 

Механический мегаомметр

Чтобы измерить сопротивление обмоток в статоре однофазного двигателя относительно корпуса используют мегаомметр. Этот прибор позволяет получить наиболее точные результаты, он удобен и компактен. Состоит мегаомметр из собственно омметра и генератора постоянного электротока (он магнитоэлектрический). 

Чтобы проверить сопротивление между обмотками, достаточно использовать мультиметр. Вот алгоритм проверки:

1. Сначала проверьте, нет ли замыкания на корпус. Помните, что значения на мультиметре всегда приблизительные.
2. Переведите мультиметр в режим омметра, установите максимальные значения измерений.
3. Один щуп присоедините к корпусу двигателя. Если контакт есть, то можно присоединять и второй. Следите за показаниями.
4. Если не заметили сбоев, коснитесь одним из щупов вывода фаз.
5. Если изоляция качественная, вы увидите очень высокий показатель на экране. Значение сопротивления может доходить до тысяч мегаом.

Если сопротивление обмоток измеряется в электродвигателе, номинально напряжение которого равно 3000 В (или меньше), нужно использовать мегаомметр, напряжение которого 1000 В. А если номинальное напряжение машины больше 3000 В, то понадобиться тестер, способный выдерживать напряжение 2500 В. 

Фазосдвигающий элемент однофазного асинхронного двигателя нужно обязательно отключить от обмотки перед началом их обследования.

Двигатель имеет две фазы, однако работает лишь одна из них. Поэтому его и называют однофазным. Как и любая другая подобная машина, однофазный движок состоит из двух основных частей: статора (статичен) и ротора (подвижен). Их основа – электротехническая сталь. Это асинхронная машина, в которой неподвижная основная обмотка лишь одна (работающая или главная). Она и подключена к источнику переменного тока. Важнейшее преимущество такого электродвигателя – простота строения: ротор представляет замкнутая обмотка по типу беличья клетка. Главный минус – низкое значение пускового момента и коэффициента полезного действия (КПД).

Вращающееся магнитное поле

А вот главным минусом однофазного тока является тот факт, что он не может генерировать вращающееся магнитное поле. Поэтому однофазный двигатель никогда не начнет работу самостоятельно, даже если включить его в сеть.

Для возникновения магнитного поля, которое сможет запустить ротор в работу, статор однофазного двигателя должен быть оборудован двумя обмотками. А еще она должна быть перпендикулярно смещена рабочей фазе.

Чтобы осуществить такой сдвиг важно использовать фазосдвигающие элементы. Ими могут послужить резистор или катушка индукции, но наилучшие показатели двигатель будет выдавать, если в цепь включен конденсатор.

Есть, так называемые, конденсаторные электродвигатели. В них работают обе катушки на протяжении всей работы мотора. Пусковая (вспомогательная) обмотка в них подключена через конденсатор. Их называть однофазными не совсем корректно.

Как происходит запуск

В обмотке подвижной части двигателя индукционный ток может возникать только в том случае, когда силовые линии поля пересекают витки. А для этого скорость вращения поля должна быть немного меньше скорости вращения витков.

Это и стало причиной, по которой двигатель назвали асинхронным.

С увеличением нагрузки на мотор, снижается скорость вращения и повышается его механическая мощность.

По какому принципу работает

1. Ток порождает импульсное магнитное поле в статичной части двигателя. Магнитное поле можно рассматривать как два отдельный с одинаковыми амплитудами и частотами.
2. Если ротор неподвижен, появляющиеся из-за действия поля моменты равных нулю, хоть и разнонаправленны.
3. Если ротор начал движение, соответствующий момент начнет преобладать. Это не даст элементу двигаться в другую сторону.
4. Если необходимые механизмы для запуска ротора отсутствуют, запуститься он не сможет, что приводит к возникновению нулевых моментов.

Пуск выполняет магнитное поле, сформированное благодаря присутствию в статоре двух обмоток: рабочей и пусковой. Объем пусковой меньше, чем рабочей. Дополнительная обмотка подключена к сети, как правило, через емкость. Включается она только на момент запуска двигателя. Если мотор обладает небольшой мощностью, пусковая фаза в нем наверняка замкнута накоротко. 

Пусковой нажим

Запускает мотор кнопка, которую нужно удерживать 2-3 секунды. В это время двигатель разгоняется до своей нормальной скорости. Когда клавиша отпускается, отключается пусковая обмотка. Двигатель переходит в однофазный режим работы.

Если нажать пусковую кнопку больше, чем на три секунды, изоляция обмотки может перегреться или даже загореться. Это, конечно, приведет к поломке агрегата, а пожар может нести угрозу здоровью и жизни людей. Более продолжительное время пребывания под нагрузкой может послужить причиной к перегреву, возгоранию изоляции и неисправности приспособления. 

Для увеличения надежности машины в ее корпус монтируют центробежный выключатель и тепловое реле. Первый механизм нужен для автоматического отключения пусковой обмотки, когда ротор наберет нужную скорость. Второй механизм служит для отключения перегревшихся обмоток.

Механизм работы

Чтобы устройство нормально работало, его необходимо подключить к однофазной сети с напряжением в 220В. То есть, розетки в любой квартире будет достаточно. Поэтому он и получил такое распространение. Однофазный двигатель стоит буквально во всех наших бытовых электроприборах.

Все электродвигатели такого типа можно поделить на еще два подтипа:

1. В первом случае вспомогательная обмотка работает через пусковой конденсатор только в момент запуска привода. Когда агрегат набирает нужную скорость вращения, она выключается.
2. Второй подвид машин содержит рабочий конденсатор, об этом упоминалось выше. В этой ситуации пусковая обмотка продолжает работу вместе с запустившимся двигателем.

Конденсатор тоже требует проверки сопротивления. Осуществить процедуру можно мультиметром.

Проверка конденсатора мультиметром

Электронный мегаомметр

Понятное дело, что при проверке сопротивления омметру нет равных. Он дает наиболее точные результаты измерения. Это позволяет оценивать целостность диэлектрика. Ведь работоспособность машины зависит от него не меньше, чем от исправности обмоток.

Если вы занимаетесь проверкой дома, точные значения вам ни к чему. Тут главное найти (или не найти) поломку. Мультиметр с этим справляется отлично.

Замеры проводят так:

• мультиметр включают в режим омметра;
• выставляют максимальное значение – бесконечное;
• измеряют величину сопротивления емкости на выводах.

Работа мультиметра в режиме омметра

Возможны следующие результаты:

1. Сопротивление меньше бесконечности. Прибор неисправен. Возможно вытек электролит или сломан диэлектрик.
2. Сначала заметно небольшое отклонение стрелки, но она вернулась на место. Конденсатор функционирует исправно.
3. Стрелка тестера зафиксировалась на одном из значений. Это также говорит о наличии поломки в приборе.

Любой привод можно снять с одного электромотора и подключить к другому. Как пример, двигатель с холодильника (если он исправен) будет отлично функционировать в газонокосилке.

Схема для подключения

Всего существует три схемы, по которым можно подключить однофазный асинхронный двигатель с конденсатором:

1. Пусковая обмотка работает через конденсатор, но выключается, когда ротор набирает нормальную скорость.
2. Вспомогательная обмотка работает вначале, но подключается через сопротивление.
3. Вспомогательная обмотка работает через конденсатор на протяжении всей работы электродвигателя.

Чтобы измерить величину сопротивления обмоток в однофазном двигателе вам нужен мультиметр, включенный в режиме измерения Ом (омметра).

Провода, выглядывающие из электропривода (любую пару) соединяем с щупами на мультиметре, меряем значение.

Если видите на экране цифру один, повторите измерение с любым другим концом.

Запишите величину сопротивления, которое показала выбранная вами пара. Затем щупы мультиметра (все еще в режиме омметра) цепляйте к двум другим выводам, то есть ко второй паре проводов, произведите замер.

Полученные данные тоже обязательно запишите и сравните с первым результатом.

Сопротивление исправной рабочей обмотки всегда будет показывать меньшее значение, чем у вспомогательной. Допустим, вторая пара проводов, показала сопротивление больше. Тогда можно смело утверждать, что первая пара проводов говорит о принадлежности к рабочей обмотке, а вторая, соответственно, к пусковой. И наоборот.

Обозначьте обе обмотки, чтобы впоследствии, когда снова нужен будет ремонт или обычная проверка, не пришлось проделывать все это снова. 

Маркировать концы проводов (выводы) можно по современным стандартам:

• знаками U1-U2 помечают главную обмотку;
• знаками B1-B2 помечают вспомогательную обмотку.

Такие обозначения ставятся в тех случаях, когда из двигателя видно четыре вывода, как в вышеописанной ситуации. Однако, на вашем пути может встретиться двигатель, с тремя выводами. Что вы должны делать в такой ситуации?

Итак, замеры каждого из вывода будут приблизительно такими: 10 Ом, 25 Ом и 15 Ом. После того как завершите эти измерения найдите тот вывод, который с двумя другими выводами покажет 10 и 15 Ом. Это провод от рабочей обмотки. Вывод, показывающий сопротивление 10 Ом тоже главный, а тот, что дал результат 15 Ом – пусковой. Он должен быть соединен со вторым главным с помощью конденсатора.

Иногда первоначальные измерения могут показать 10 Ом, 10 Ом и 20 Ом. Это норма, такие обмотки тоже существуют, их тоже ставят на самые разные бытовые электроприборы. Особенность такого двигателя заключается в том, что какая конкретно обмотка будет выполнять роль вспомогательной, а какая главной абсолютно не важно. Просто одну из них (с ролью вспомогательной) подключают через конденсатор.

Сопротивление обмоток – важнейший фактор в работе с электродвигателями. Его своевременное измерение (трижды в год и сразу после ремонта), наряду с остальным техобслуживанием, помогает продолжить работу асинхронной однофазной машины.  

С помощью мультиметра, работающего в режиме измерения Ом, можно быстро определить, какая обмотка рабочая, а какая пусковая. 

Сопротивление также помогает проверить работоспособность и конденсатора, и обмоток.

Однофазные промышленные двигатели

— как они работают?

Что бы мы были без электродвигателя?

Эти машины дали нам все, от освещения и охлаждения до сверхбыстрых электромобилей, и все это путем преобразования электроэнергии в механическое движение. Существует много типов электродвигателей, но двигатель переменного тока остается обычным явлением в промышленности благодаря своей элегантности и проверенной временем производительности. Эти двигатели используют переменный ток и физику электромагнетизма для создания мощности вращения и бывают разных типов в зависимости от области применения. В этой статье будут рассмотрены однофазные промышленные двигатели, которые являются опорой современного мира и обеспечивают питание многих полезных инструментов. Этот двигатель, его принципы работы и его характеристики будут обсуждаться, чтобы помочь разработчикам понять преимущества однофазных двигателей, а также когда их использовать.

Что такое однофазные двигатели?

Однофазные двигатели представляют собой двигатель переменного тока, в котором используются электромагнитные принципы для создания полезной энергии вращения. Они работают почти так же, как работают двигатели с короткозамкнутым ротором, фазным ротором и другими многофазными двигателями, за исключением того, что они несколько упрощены (дополнительную информацию об этих двигателях можно найти в наших статьях о двигателях с короткозамкнутым ротором, фазным ротором и асинхронных двигателях). «Однофазный» относится только к входной мощности, поэтому существует много типов двигателей, использующих однофазные входы. Они обычно встречаются в асинхронных двигателях, но также могут быть синхронными. Однофазные двигатели содержат как статор, так и ротор, как и большинство электродвигателей, но они используют только одну обмотку в своем статоре, которая пропускает только один переменный ток, а их роторы, как правило, более простые, чем роторы других конструкций. Им также требуется стартер, так как использование только одной фазы входной мощности обеспечивает нулевой пусковой момент в состоянии покоя.

Как работают однофазные двигатели?

В однофазных двигателях используются как статоры, так и роторы, как и в других двигателях переменного тока, хотя они работают по-разному. В трехфазных двигателях 120-градусное разделение фаз между тремя переменными токами, протекающими через обмотки статора, создает вращающееся магнитное поле; однако магнитное поле, созданное только одной фазой, «пульсирует» между двумя полюсами двигателя, поскольку существует только один переменный ток, создающий два возможных состояния магнитного поля (переменный ток имеет два синусоидальных пика, где магнитные поля будут равными, но противоположными). в ориентации или «вверх-вниз»). Это аппроксимирует вращающееся поле, но не полностью. Этим двигателям необходимо дать начальный «толчок» или почувствовать силу «в противофазе» с фазой статора, чтобы произошло начальное движение ротора. Неподвижный ротор не почувствует никаких эффектов от этого пульсирующего магнитного поля «вверх-вниз», если он еще не движется, поскольку магнитные силы вверх-вниз полностью компенсируют друг друга. Пускатели двигателей решают эту проблему, добавляя противофазное воздействие (вспомогательные обмотки, конденсаторы и т. д.), которое затем создает смоделированное вращающееся магнитное поле для запуска двигателя. Более подробную информацию об этих пускателях можно найти в нашей статье о пускателях двигателей.

Типы однофазных двигателей

Однофазный двигатель относится только к типу используемого источника питания, а не к конкретной схеме статор-ротор-стартер. Многие характеристики других двигателей переменного тока применимы при выборе однофазного двигателя, и их можно найти в наших статьях об асинхронных двигателях и двигателях переменного тока. В этой статье будут указаны различные типы однофазных двигателей, чтобы можно было применить общие принципы к этим конкретным конструкциям.

Двигатели с расщепленной фазой

Двигатели с расщепленной фазой имеют вспомогательную обмотку вне катушки статора, чтобы обеспечить начальную разность фаз, необходимую для вращения. В обмотке стартера используется провод меньшего диаметра и меньше витков, чем в обмотке статора, что придает ей большее сопротивление. Оно будет не в фазе с основным магнитным полем, потому что повышенное сопротивление изменяет фазу питания. Эта двухфазная обмотка даст начальный толчок для запуска вращения, а основная обмотка будет поддерживать работу двигателя. Затем пусковая обмотка должна быть отключена (обычно с помощью центробежного выключателя на выходном валу), как только двигатель достигнет определенного процента от полной скорости (около 75% от номинальной скорости). Повышение сопротивления пусковой обмотки также увеличивает риск перегорания катушки, поэтому эти выключатели необходимы для правильной и надежной работы двухфазных двигателей.

Конденсаторный пуск и конденсаторный пуск-двигатели с рабочим конденсатором

В этих типах однофазных двигателей конденсаторы рядом со вспомогательной обмоткой обеспечивают разность фаз, необходимую для начала вращения в этих двигателях. Они похожи на двигатели с расщепленной фазой, но используют емкость вместо сопротивления для смещения фазы стартера. В двигателях с конденсаторным пуском центробежный переключатель отключает пусковой конденсатор, когда двигатель достигает определенной скорости (около 75-80% от полной скорости). Конденсаторные двигатели с пусковым конденсатором используют два конденсатора (пусковой конденсатор и рабочий конденсатор), где ток, протекающий через пусковой конденсатор, опережает приложенное напряжение и вызывает фазовый сдвиг. Затем пусковой конденсатор ускоряет запуск двигателя, а рабочий конденсатор переключается, когда двигатель достигает номинальной скорости.

Двигатели с постоянно разделенными конденсаторами

В двигателях с разделенными постоянными конденсаторами используется постоянный конденсатор, включенный последовательно с пусковой обмоткой, без центробежного выключателя. Конденсатор постоянно используется при работающем двигателе, а это означает, что он не может обеспечить усиление, которое дает пусковой конденсатор, обычный в двух предыдущих конструкциях. Однако эти двигатели выигрывают от того, что им не нужен пусковой механизм (переключатель, кнопка и т. Д.), Поскольку рабочий конденсатор, включенный последовательно со вспомогательной обмоткой, пассивно изменяет фазу однофазного входа. Двигатели с постоянным конденсатором также являются реверсивными и, как правило, более надежны, чем другие однофазные двигатели.

Двигатели с экранированными полюсами

Этот тип однофазного двигателя не использует никаких обмоток или пускателей для запуска двигателя. Вместо этого в этом двигателе используется конфигурация, показанная на рис. 1 ниже:

.

Рис. 1: Расположение двигателя с экранированными полюсами. Обратите внимание, что заштрихованные катушки являются просто продолжением основной обмотки статора.

Этот двигатель более прост, чем другие однофазные двигатели, так как он не требует дополнительных пусковых цепей или переключателей. Корпус двигателя с С-образным сердечником изготовлен из магнитопроводящего материала (обычно из железа), который передает пульсирующее магнитное поле от основной обмотки статора к ротору. Полюса этого двигателя разделены на две неравные половины, где два «затеняющих» полюса создаются путем удлинения основной обмотки статора на меньшие обмотки на одной из этих половин (показано выше). Когда однофазный переменный ток входит в С-сердечник, он «затеняет» намотанные половины, вызывая отставание магнитного поля через затененную часть (затеняющая катушка создает противоположное магнитное поле, замедляя магнитный поток). Это вызывает неравномерное распределение индуктивных сил по ротору и заставляет его вращаться.

Применение и критерии выбора

В некоторых случаях требуются специальные однофазные двигатели. Таблица 1 качественно показывает рабочие характеристики каждого типа двигателя.

Таблица 1: Качественная сводка рабочих характеристик каждого типа однофазного двигателя.

Двигатели с расщепленной фазой

имеют относительно простую конструкцию, что снижает их стоимость и производительность. Однако они имеют низкий пусковой момент и склонны к перегреву из-за резистивного характера их пускового механизма. Применения с низким крутящим моментом, такие как ручные шлифовальные машины, небольшие вентиляторы и другие устройства с дробной мощностью, лучше всего подходят для двигателей с расщепленной фазой. Не используйте этот двигатель, если требуется высокий крутящий момент или высокая частота циклов; двигатели с расщепленной фазой почти наверняка сгорят при таком использовании.

Двигатели с конденсаторным пуском

имеют улучшенный пусковой момент по сравнению с двигателями с расщепленной фазой и могут выдерживать высокие частоты циклов. В результате они более широко применимы и являются опорой в промышленных двигателях общего назначения. К ним относятся конвейеры с ременным приводом, большие воздуходувки и редукторы, а также многие другие. Их основным недостатком является их стоимость, поскольку они дороже, чем двигатели с расщепленной фазой.

Двигатели с постоянно разделенными конденсаторами, обладая низким пусковым крутящим моментом, могут хорошо работать при высокой частоте циклов и обладают превосходным КПД и надежностью. Они реверсивны благодаря отсутствию пускового механизма и могут регулировать скорость. Их единственный существенный недостаток заключается в том, что они не могут работать с высоким крутящим моментом, но в остальном являются надежными, высокоэффективными машинами, отлично подходящими для гаражных ворот, открывателей ворот или любых устройств с низким крутящим моментом, требующих мгновенного реверса.

Двигатели с конденсаторным пуском и конденсаторным пуском сочетают в себе преимущества двигателей с постоянным конденсатором и конденсаторным пуском при удвоенной стоимости. Они могут питать устройства, которые слишком сложны для других однофазных двигателей, таких как воздушные компрессоры, насосы высокого давления, вакуумные насосы, устройства мощностью 1-10 л.с. и т. д., используя их высокий пусковой момент. Они эффективны при полном токе нагрузки и надежны благодаря своей упрощенной конструкции. Если приоритетными являются мощность, надежность и эффективность, а стоимость менее важна, рассмотрите этот тип однофазного двигателя.

Двигатели с экранированными полюсами часто считаются «одноразовыми» электродвигателями, поскольку их просто производить и дешевле заменить, чем ремонтировать. Их крутящий момент, эффективность и надежность далеки от того, чего могут достичь другие однофазные двигатели, но они недороги и хорошо работают в приложениях с малой мощностью. К ним относятся бытовые применения, такие как вентиляторы для ванных комнат, фены, электрические часы, игрушки и т. д. Если для проекта требуется лишь незначительная мощность, а цена имеет первостепенное значение, двигатель с экранированными полюсами будет работать нормально.

Резюме

В этой статье представлено понимание того, что такое однофазные промышленные двигатели и как они работают. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть сведения о конкретных продуктах.

Источники:

1. https://geosci.uchicago.edu
2. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/magnet/indmot.html
3. http://www.egr.unlv.edu/~eebag/Induction%20Motors.pdf
4. https://people.ucalgary.ca
5. https://faculty.up.edu/lulay/me401/fetchpdf.cgi.pdf
6. https://www.electrical4u.com/types-of-однофазный-индукционный-мотор/

Другие товары для двигателей

• Все о бесщеточных двигателях постоянного тока: что это такое и как они работают
• Все о двигателях с постоянными магнитами — что это такое и как они работают
• Все о двигателях постоянного тока с обмоткой серии — что это такое и как они работают
• Все о шунтирующих двигателях постоянного тока: что это такое и как они работают
• Все о шаговых двигателях — что это такое и как они работают

Шаговые двигатели

• и серводвигатели — в чем разница?
• Все о контроллерах двигателей переменного тока — что это такое и как они работают

Синхронные двигатели

• и асинхронные двигатели — в чем разница?

Бесщеточные двигатели

• и щеточные двигатели — в чем разница?
• Кто изобрел паровой двигатель? Урок промышленной истории
• Все о двигателях с электронным управлением: что это такое и как они работают

Двигатели постоянного тока

• и серводвигатели — в чем разница?

Шаговые двигатели

• и двигатели постоянного тока — в чем разница?
• Все о контроллерах серводвигателей — что это такое и как они работают
• Что такое трехфазный двигатель и как он работает?
• ECM Motors и PSC Motors — в чем разница?
• Все о устройствах плавного пуска двигателей: что это такое и как они работают
• Все о контроллерах двигателей постоянного тока — что это такое и как они работают
• Основы тестирования двигателя (и ротора)
• Что такое штамповка двигателя и как это работает?
• Все о двигателях с дробной мощностью

Больше из Машины, инструменты и расходные материалы

Машины, инструменты и расходные материалы

Машины, инструменты и расходные материалы

Машины, инструменты и расходные материалы

Машины, инструменты и расходные материалы

Машины, инструменты и расходные материалы

Машины, инструменты и расходные материалы

Однофазные асинхронные двигатели

ЦЕЛИ

• описывать основные принципы работы следующих типов асинхронных двигателей:

• двигатель с расщепленной фазой (как с одним, так и с двумя напряжениями)
• конденсаторный пуск, асинхронный двигатель (как одинарного, так и двойного напряжения)
• запуск конденсатора, запуск двигателя с конденсатором с одним конденсатором
• конденсаторный пуск, конденсаторный двигатель с двумя конденсаторами
• конденсаторный пуск, конденсаторный двигатель с автотрансформатором с
  один конденсатор

• сравнить двигатели в списке цели 1 в отношении пуска
крутящий момент, скоростные характеристики и коэффициент мощности при номинальной нагрузке.

Двумя основными типами однофазных асинхронных двигателей являются двухфазные
двигатель и конденсаторный двигатель. Оба типа однофазных асинхронных двигателей
обычно имеют дробную номинальную мощность. Используется двухфазный двигатель.
для работы таких устройств, как стиральные машины, небольшие водяные насосы, масляные горелки и другие типы небольших нагрузок, не требующих большого пускового момента.
Конденсаторный двигатель обычно используется с устройствами, требующими сильного пуска.
крутящий момент, такие как холодильники и компрессоры. Оба типа однофазных
асинхронные двигатели относительно дешевы, имеют прочную конструкцию; и показать хорошие эксплуатационные характеристики.

КОНСТРУКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕННОГО АИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Асинхронный двигатель с расщепленной фазой в основном состоит из статора, ротора,
центробежный переключатель, расположенный внутри двигателя, два корпуса торцевых щитов
подшипники, поддерживающие вал ротора, и литая стальная рама в
которой запрессован сердечник статора. Два торцевых щита крепятся болтами к
литая стальная рама. Подшипники, размещенные в торцевых щитах, удерживают ротор
центрирован внутри статора, так что он будет вращаться с минимальным трением и без ударов или трения сердечника статора.

Статор двухфазного двигателя состоит из двух обмоток, удерживаемых на месте.
в пазах многослойного стального сердечника. Две обмотки состоят из изолированных
Катушки распределены и соединены так, чтобы образовать две обмотки, расположенные на расстоянии 90 электрических
градусов друг от друга. Одна обмотка является рабочей обмоткой, а вторая обмотка
является пусковой обмоткой.

Рабочая обмотка состоит из изолированного медного провода. Он размещен в
нижней части пазов статора. Сечение провода в пусковой обмотке
меньше, чем у рабочей обмотки. Эти катушки расположены сверху
катушек рабочей обмотки в пазах статора, ближайших к ротору.

Пусковая и рабочая обмотки соединены параллельно
однофазной линии при запуске двигателя. После того, как двигатель разгоняется
до скорости, равной примерно от двух третей до трех четвертей номинальной
скорость, пусковая обмотка автоматически отключается от сети
с помощью центробежного переключателя.

Ротор двигателя с расщепленной фазой имеет ту же конструкцию, что и
трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. То есть ротор состоит
цилиндрического сердечника, собранного из стальных пластин. Медные стержни
установлен вблизи поверхности ротора. Стержни припаиваются или привариваются к
два медных торцевых кольца. В некоторых двигателях ротор представляет собой цельный литой алюминий.
Ед. изм.

илл. 1 показан типичный ротор с короткозамкнутым ротором для однофазного индукционного двигателя.
мотор. Этот тип ротора требует минимального обслуживания, так как нет
обмотки, щетки, контактные кольца или коммутаторы. Обратите внимание на рисунок, что
роторные вентиляторы являются частью узла короткозамкнутого ротора. Эти роторы
вентиляторы поддерживают циркуляцию воздуха через двигатель, чтобы предотвратить значительное увеличение
в температуре обмоток.

ил. 1 Литой алюминиевый ротор с короткозамкнутым ротором.

Центробежный переключатель установлен внутри двигателя. Центробежный переключатель
отключает пусковую обмотку после достижения ротором заданного
скорость, обычно от двух третей до трех четвертей номинальной скорости. Переключатель
состоит из неподвижной части и вращающейся части. Стационарная часть
монтируется на одном из торцевых щитов и имеет два контакта, которые действуют как
однополюсный, однопозиционный переключатель. Вращающаяся часть центробежного
переключатель установлен на роторе.

Простая схема работы центробежного выключателя приведена в
рис. 2. Когда ротор остановлен, давление пружины
на волокнистом кольце вращающейся части удерживает контакты замкнутыми. Когда
ротор достигает примерно трех четвертей своей номинальной скорости,
центробежное действие ротора заставляет пружину сбрасывать давление
на оптоволоконном кольце и контакты размыкаются. В результате пусковая обмотка
цепь отключена от линии. ill 3 — типичный центробежный
переключатель, используемый с асинхронными двигателями с расщепленной фазой.

ил. 2 На схеме показана работа центробежного выключателя:
ротор в состоянии покоя центробежный выключатель замкнут; ротор на нормальной скорости центробежный
усилие, установленное в механизме переключателя, приводит в движение ошейник и позволяет переключать
контакты открыть. бол. 3 Центробежный переключатель с
переключатель снят.

Принцип действия

Когда цепь асинхронного двигателя с расщепленной фазой замкнута, оба
пусковая и рабочая обмотки запитываются параллельно. Потому что бег
обмотка состоит из относительно большого сечения провода, ее сопротивление равно
низкий. Напомним, что рабочая обмотка размещается в нижней части пазов.
сердечника статора. В результате индуктивное сопротивление этой обмотки
сравнительно высок из-за массы окружающего его железа. Поскольку
рабочая обмотка имеет низкое сопротивление и высокое индуктивное сопротивление,
ток рабочей обмотки отстает от напряжения примерно на 90
электрические степени.

Пусковая обмотка состоит из провода меньшего сечения; следовательно, его
сопротивление высокое. Так как обмотка расположена в верхней части статора
пазы, масса окружающего его железа сравнительно невелика, а индуктивная
реактивность низкая. Поэтому пусковая обмотка имеет высокое сопротивление и низкое индуктивное сопротивление. В результате ток пуска
обмотка почти совпадает по фазе с напряжением.

Ток рабочей обмотки отстает от тока пусковой обмотки
примерно на 30 электрических градусов. Эти два тока разнесены на 30 электрических
градусов друг от друга проходят через эти обмотки и вращающееся магнитное поле
разработан. Это поле проходит внутри сердечника статора.
Скорость магнитного поля определяется по той же методике
дано для трехфазного асинхронного двигателя.

Если асинхронный двигатель с расщепленной фазой имеет четыре полюса на обмотках статора и подключен к однофазному источнику с частотой 60 Гц, синхронная скорость
вращающегося поля составляет:

S = 120 х f/4

S=синхронная скорость

f = частота в герцах

S = 120 x 60 / 4 = 1800 об/мин

Поскольку вращающееся поле статора движется с синхронной скоростью, оно режет
медные стержни ротора и индуцирует напряжения в стержнях беличьей клетки
обмотка. Эти индуцированные напряжения создают токи в стержнях ротора. Как
В результате создается поле ротора, которое взаимодействует с полем статора.
создать крутящий момент, заставляющий ротор вращаться.

При разгоне ротора до номинальной скорости центробежный выключатель отключается
пусковая обмотка от сети. После этого двигатель продолжает работать
используется только рабочая обмотка. Рис. 4 иллюстрирует соединения
центробежного выключателя в момент запуска двигателя (переключатель замкнут) и когда двигатель достигает своей нормальной рабочей скорости (переключатель разомкнут).

Двигатель с расщепленной фазой должен иметь как пусковую, так и рабочую обмотки под напряжением.
когда двигатель запущен. Двигатель напоминает двухфазный асинхронный двигатель.
в котором токи этих двух обмоток примерно равны 90 электрический
градусов не по фазе. Однако источник напряжения однофазный; следовательно,
двигатель называется двухфазным, потому что он запускается как двухфазный.
двигатель от однофазной сети. Как только двигатель разгоняется до значения, близкого к
своей номинальной скорости, он работает на рабочей обмотке как однофазный индукционный
мотор.

Если контакты центробежного выключателя не замыкаются при остановке двигателя,
тогда цепь пусковой обмотки все еще разомкнута. Когда цепь двигателя снова запитана, двигатель не запускается. Двигатель должен иметь оба
пусковая и рабочая обмотки находятся под напряжением в момент замыкания цепи двигателя для создания необходимого пускового момента. Если двигатель не
заводится, а просто издает низкий гудящий звук, значит цепь пусковой обмотки разомкнута. Либо контакты центробежного выключателя не замкнуты, либо есть
обрыв витков пусковой обмотки. Это небезопасное состояние.
Рабочая обмотка будет потреблять чрезмерный ток и, следовательно, двигатель
должны быть отключены от сети.

ил. 22-4 Соединения центробежного выключателя при запуске и при работе. Асинхронный двигатель с расщепленной фазой: центробежный выключатель размыкается прибл.
75 процентов от номинальной скорости пусковая обмотка имеет высокое сопротивление и малое индуктивное сопротивление. Рабочая обмотка имеет низкое сопротивление и высокое
индуктивное реактивное сопротивление. (обеспечивает фазовый угол 45-50 градусов для начального
крутящий момент.)

Если механическая нагрузка слишком велика при запуске двигателя с расщепленной фазой,
или если напряжение на клеммах двигателя низкое, то двигатель
может не достичь скорости, необходимой для работы центробежного выключателя.

Пусковая обмотка предназначена для работы от сетевого напряжения в течение
период всего три или четыре секунды, пока двигатель ускоряется
до его номинальной скорости. Важно, чтобы пусковая обмотка была отключена.
от линии центробежным выключателем, как только двигатель разгонится
до 75 процентов от номинальной скорости. Работа двигателя при его запуске
обмотки более 60 секунд может сжечь изоляцию на обмотке
или привести к перегоранию обмотки.

Чтобы изменить направление вращения двигателя, просто поменяйте местами провода
пусковая обмотка (5). Это обуславливает направление поля
настроенные обмотками статора, чтобы стать обратными. В результате направление
вращения меняется на противоположное. Направление вращения двухфазного двигателя
также можно поменять местами два проводника рабочей обмотки. Обычно,
пусковая обмотка используется для реверса.

Однофазные двигатели часто имеют двойное номинальное напряжение 115 В и 230 В.
вольт. Для получения этих номиналов рабочая обмотка состоит из двух секций.
Каждая секция обмотки рассчитана на 115 вольт. Один участок бега
обмотка обычно маркируется Т и Т, а другая секция маркируется Т и Т. Если двигатель должен работать от 230 вольт, две 115-вольтовые обмотки
подключены последовательно к сети 230 вольт. Если мотор должен быть
работает от 115 вольт, то две 115-вольтовые обмотки соединены в
параллельно линии 115 вольт.

ил. 5 Изменение направления вращения на двухфазном индукционном
мотор.

Пусковая обмотка, как правило, состоит только из одной 115-вольтовой обмотки.
выводы пусковой обмотки обычно имеют маркировку Т и Т. Если двигатель
должен работать от 115 вольт, обе секции рабочей обмотки
включена параллельно пусковой обмотке (6).

Для работы на 230 вольт перемычки подключения меняются в терминале
коробки так, чтобы две 115-вольтовые секции рабочей обмотки были соединены
последовательно через линию 230 вольт ( 7). Обратите внимание, что 115 вольт
пусковая обмотка включена параллельно одной секции рабочей
обмотка. Падение напряжения на этом участке рабочей обмотки равно
115 вольт, и напряжение на пусковой обмотке тоже 115 вольт.

ил. 6 Двойной двигатель, подключенный на 115 вольт.

ил. 7 Двойной двигатель, подключенный к сети 230 вольт.

ил. 8 Устройство обмотки для двигателя двойного напряжения с двумя
пусковая и две рабочие обмотки

Некоторые двухфазные двухфазные двигатели имеют пусковую обмотку с двумя
секций, а также бегущую обмотку с двумя секциями. Рабочая обмотка
секции имеют маркировку T1 и T2 для одной секции и T3 и T4 для другой
раздел. Одна секция пусковой обмотки имеет маркировку Т5 и Т6, а вторая
вторая секция пусковой обмотки имеет маркировку Т7 и Т8.

Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) имеет цветовую маркировку.
терминал ведет. Если используются цвета, они должны быть закодированы следующим образом:
Т1 — синий; Т2 — белый; Т3 — оранжевый; Т4 — желтый; Т5 — черный; и Т6— красный.

рис. 7 показано расположение обмотки для двигателя с двойным напряжением с
две пусковые обмотки и две рабочие обмотки. Правильные соединения
для работы 115 В и для работы 230 В приведены в таблице
проиллюстрировано на 8.

Регулировка скорости асинхронного двигателя с расщепленной фазой очень хорошая. Это
имеет скоростные характеристики от холостого хода до полной нагрузки, аналогичные
трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Процент проскальзывает на большинстве
дробная мощность двигателей с расщепленной фазой составляет от 4 до 6 процентов.

Пусковой момент двигателя с расщепленной фазой сравнительно низкий.
низкое сопротивление и высокое индуктивное сопротивление в цепи рабочей обмотки, а также высокое сопротивление и низкое индуктивное сопротивление в пусковой обмотке
цепи приводят к тому, что два значения тока оказываются значительно меньше 90 электрический
градусов друг от друга. Токи пусковой и рабочей обмоток во многих
двигатели с расщепленной фазой только на 30 электрических градусов не совпадают по фазе с каждым
Другие. В результате поле, создаваемое этими токами, не развивается
сильный пусковой момент.

КОНДЕНСАТОР СТАРТОВЫЙ, ИНДУКЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Конструкция двигателя с конденсаторным пуском почти такая же, как у
двухфазного асинхронного двигателя. Однако для двигателя с конденсаторным пуском
последовательно с пусковыми обмотками включен конденсатор. конденсатор
обычно монтируется в металлическом кожухе сверху двигателя. конденсатор
может быть установлен в любом удобном внешнем положении на раме двигателя и,
в некоторых случаях может быть установлен внутри корпуса двигателя. Конденсатор обеспечивает
более высокий пусковой момент, чем у стандартного двухфазного двигателя.
мотор. Кроме того, конденсатор ограничивает пусковой бросок тока
до меньшего значения, чем у стандартного двигателя с расщепленной фазой.

Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском используется на холодильных установках, компрессорах,
жидкотопливных горелок, так и для мелкого машинного оборудования, а также для приложений
которые требуют сильного пускового момента.

ил. 9 Подключение двух рабочих обмоток и одной пусковой обмотки
схема подключения.

Принцип действия

Когда конденсаторный пусковой двигатель подключен к более низкому напряжению и запущен,
рабочая и пусковая обмотки соединены параллельно
напряжение сети, так как центробежный переключатель замкнут. пусковая обмотка,
однако он включен последовательно с конденсатором. Когда мотор достигает
при значении 75 процентов от его номинальной скорости центробежный выключатель размыкается и отключает пусковую обмотку и конденсатор от сети.
Затем двигатель работает как однофазный асинхронный двигатель, используя только рабочий
обмотка. Конденсатор используется для улучшения пускового момента и делает
не улучшить коэффициент мощности двигателя.

Для создания необходимого пускового момента вращающееся магнитное поле должно
создаваться обмотками статора. Пусковой ток обмотки приведет
рабочий ток обмотки на 90 электрических градусов, если конденсатор, имеющий
правильная емкость подключается последовательно с пусковой обмоткой.
В результате магнитное поле, развиваемое обмотками статора, почти
идентичен двухфазному асинхронному двигателю. Пусковой крутящий момент
для двигателя с конденсаторным пуском, таким образом, намного лучше, чем у стандартного
двухфазный двигатель.

Неисправные конденсаторы — частая причина неисправности конденсатора
запуск, асинхронные двигатели. Некоторые неисправности конденсатора, которые могут произойти:

• возможно короткое замыкание конденсатора, о чем свидетельствует более низкая пусковая
крутящий момент.

• конденсатор может быть «разомкнут», в этом случае цепи пусковой обмотки
будет разомкнут, что приведет к невозможности запуска двигателя.

• конденсатор может замкнуться накоротко и вызвать срабатывание предохранителя
ответвление цепи электродвигателя на перегорание. Если номиналы предохранителей достаточно высоки и не прервать подачу питания к двигателю достаточно быстро, пусковой
обмотка может сгореть.

• Пусковые конденсаторы могут замыкаться, если двигатель включается и выключается много раз за короткий промежуток времени. Во избежание выхода из строя конденсатора
многие производители двигателей рекомендуют запускать двигатель с конденсаторным пуском.
не более 20 раз в час. Поэтому этот тип двигателя используется только
в тех приложениях, где относительно мало пусков за короткое время
временной период.

ил. 10 Соединения для конденсаторного пуска асинхронного двигателя

Скоростные характеристики двигателя с конденсаторным пуском очень хорошие. Увеличение
в процентах проскальзывание от холостого хода до полной нагрузки составляет от 4 процентов
до 6 процентов. Тогда скоростные характеристики такие же, как у стандартного
двухфазный двигатель.

Выводы цепи пусковой обмотки перепутаны местами на реверс
направление вращения конденсаторного пускового двигателя. В результате
направление вращения магнитного поля, создаваемого обмотками статора
реверсирует сердечник статора, и вращение ротора реверсируется.
(См. рис. 9для реверсивного подключения проводов.)

ил. 10 — схема соединений цепи конденсаторного пуска.
двигатель до того, как провода пусковой обмотки поменялись местами, чтобы
направление вращения ротора. Диаграмма на рисунке 11 показывает
соединения цепей двигателя после перепутывания выводов пусковой обмотки
изменить направление вращения.

Второй способ изменения направления вращения пускового конденсатора
двигатель, чтобы поменять местами два рабочих провода обмотки. Однако этот метод
используется редко.

Пуск конденсатора, асинхронные двигатели часто имеют двойное номинальное напряжение
115 вольт и 230 вольт. Соединения для двигателя с конденсаторным пуском
такие же, как и для асинхронных двигателей с расщепленной фазой.

ил. 11 Соединения для реверсивного конденсаторного пуска, индукционные
запустить мотор.

КОНДЕНСАТОР ЗАПУСКА, КОНДЕНСАТОР РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ

Пуск конденсатора, двигатель с конденсатором аналогичен пуску конденсатора,
асинхронный двигатель, за исключением того, что пусковая обмотка и конденсатор
постоянно включен в цепь. У этого мотора очень хороший пуск
крутящий момент. Коэффициент мощности при номинальной нагрузке составляет почти 100 процентов или единицу.
из-за того, что в двигателе всегда используется конденсатор.

Существует несколько различных конструкций для этого типа двигателя. Один тип
конденсаторный пуск, конденсаторный двигатель имеет две обмотки статора, которые
на расстоянии 90 электрических градусов друг от друга. Основная или рабочая обмотка подключена
непосредственно через номинальное линейное напряжение. Конденсатор включен последовательно
с пусковой обмоткой и эта комбинация последовательностей также связана
по номинальному линейному напряжению. Центробежный переключатель не используется, потому что
пусковая обмотка находится под напряжением в течение всего периода работы
двигатель.

илл. 12 показаны внутренние соединения для запуска конденсатора,
конденсатор запуска двигателя с использованием одного значения емкости.

ил. 12 Соединения для конденсаторного пуска, конденсаторного двигателя.

Чтобы изменить направление вращения этого двигателя, провода пускового
обмотки надо поменять местами. Этот тип запуска конденсатора, запуск конденсатора
двигатель тихий в работе и используется на масляных горелках, вентиляторах и небольших
деревообрабатывающие и металлообрабатывающие станки.

Второй тип пуска конденсатора, двигатель с конденсатором имеет два конденсатора.
Рис. 13 представляет собой схему внутренних соединений двигателя. В
в момент запуска двигателя два конденсатора включены параллельно. Когда
двигатель достигает 75 процентов от номинальной скорости, центробежный переключатель
отключает конденсатор большей емкости. Затем двигатель работает с
меньший конденсатор подключен только последовательно с пусковой обмоткой.

бол. 13 Соединения для конденсаторного пуска, конденсаторный двигатель:
МАЛЕНЬКИЙ КОНДЕНСАТОР, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ЗАПУСКА И РАБОТЫ; КОНДЕНСАТОР БОЛЬШОГО РАЗМЕРА ДЛЯ
ЗАПУСК.

Этот тип двигателя имеет очень хороший пусковой момент, хорошую регулировку скорости и коэффициент мощности почти 100 процентов при номинальной нагрузке. Заявки на
К этому типу двигателей относятся топки печей, холодильные агрегаты и компрессоры.

Третий тип конденсаторного пуска, конденсаторный двигатель имеет автотрансформатор
с одним конденсатором. Этот двигатель имеет высокий пусковой момент и высокий рабочий
фактор силы. Рис. 14 представляет собой схему внутренних соединений для
этот мотор. Когда двигатель запускается, центробежный переключатель подключается
обмотку 2 в точку А на ответвленном автотрансформаторе. Так как конденсатор
подключенный через максимальные витки трансформатора, он получает максимальное напряжение
вывод при запуске. Таким образом, конденсатор подключен через значение приблизительно
500 вольт. В результате возникает большое значение опережающего тока в обмотке.
2, и создается сильный пусковой момент.

Когда двигатель достигает примерно 75% номинальной скорости,
центробежный выключатель отключает пусковую обмотку от точки А и снова включает
эту обмотку к точке B на автотрансформаторе. Подается меньшее напряжение
к конденсатору, но двигатель работает с обеими обмотками под напряжением.
Таким образом, конденсатор поддерживает коэффициент мощности около единицы при номинальной нагрузке.

Пусковой момент этого двигателя очень хороший, а регулировка скорости
является удовлетворительным. Приложения, требующие этих характеристик, включают большие
холодильники и компрессоры.

ил. 14 Соединения для конденсаторного пуска, конденсаторного двигателя
с автотрансформатором

НАЦИОНАЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НОРМЫ

Раздел 430-32(b) (1) Национального электротехнического кодекса гласит, что любой
двигатель мощностью в одну лошадиную силу или меньше, который запускается вручную и находится в пределах
поле зрения из места старта, считается защищенным от
перегрузка устройством перегрузки по току, защищающим проводники ответвления
схема. Это ответвленное устройство максимального тока не должно быть больше, чем указано
в статье 430, часть D (цепь двигателя, короткое замыкание и замыкание на землю).
Защита). Исключением является то, что любой такой двигатель можно использовать при напряжении 120 вольт.
или менее на защищенной ответвленной цепи не более 20 ампер.

Расстояние более 50 футов считается вне поля зрения
местонахождение стартера. Раздел 430-32(c) распространяется на двигатели мощностью от одной лошадиной силы до
меньше, автоматически запускаются, которые находятся вне поля зрения с места расположения стартера
или стационарно установлен.

Раздел 430-32(c) (1) гласит, что любой двигатель мощностью в одну лошадиную силу или менее
который запускается автоматически, должен иметь отдельное устройство максимального тока
который реагирует на ток двигателя. Эта единица перегрузки должна быть установлена
отключаться при токе не более 125 процентов от номинального тока полной нагрузки
двигатель для двигателей с маркировкой превышения температуры не более 40 градусов
Цельсия или с эксплуатационным коэффициентом не менее 1,15, (1,15 и выше) и не более 115 процентов для всех остальных типов двигателей.

ОБЗОР

Однофазный асинхронный двигатель является одним из наиболее часто используемых бытовых и легких коммерческих двигателей. Каждое приложение будет диктовать правильный двигатель
стиль для использования. Во всех двигателях используется концепция одной фазы или одной фазы.
синусоида и смещение эффектов токов через катушки к
создать движущееся магнитное поле. Расщепленная фаза и конденсаторный пуск
двигатель использовать пусковой переключатель для отключения пусковых обмоток от
линию, как только двигатель наберет рабочую скорость. Двигатели с двумя конденсаторами используют
несколько конденсаторов или варианты конденсаторов с двумя номиналами для создания пусковой и рабочей цепей. Все те же правила NEC, которые применяются к трехфазным
двигателей по-прежнему относятся к однофазным двигателям. Есть много исключений, которые
применимы только к двигателям малой мощности.

ВИКТОРИНА

1. Перечислите основные части асинхронного двигателя с расщепленной фазой.

2. Что происходит, если контакты центробежного выключателя не замыкаются при
мотор останавливается?

3. Объясните, как изменяется направление вращения асинхронного двигателя с расщепленной фазой.
перевернуто.

4. Асинхронный двигатель с расщепленной фазой рассчитан на двойное напряжение 115/230 В.
вольт. Двигатель имеет две рабочие обмотки, каждая из которых рассчитана на 115 В.
вольт, и одна пусковая обмотка на 115 вольт. Нарисуйте схему
этого двухфазного асинхронного двигателя, подключенного для работы на 230 вольт.

5. Нарисуйте принципиальную схему подключения двухфазного асинхронного двигателя.
в вопросе 4 подключен для работы на 115 вольт.

6. Асинхронный двигатель с расщепленной фазой рассчитан на двойное напряжение 115/230 В.
вольт. Двигатель имеет две рабочие обмотки, каждая из которых рассчитана на 115 В.
вольт. Кроме того, имеются две пусковые обмотки и каждая из этих обмоток
рассчитан на 115 вольт. Нарисуйте принципиальную схему подключения этой расщепленной фазы
асинхронный двигатель подключен для работы на 230 вольт.