Как подключить однофазный двигатель на реверс

Реверс однофазного двигателя | Заметки электрика

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

В прошлой статье мы говорили про однофазный конденсаторный двигатель АИРЕ 80С2, знакомились со схемой его подключения к электрической сети напряжением 220 (В), обозначением и маркировкой выводов.

В той же статье я обещал Вам в ближайшее время рассказать о том, как можно организовать его реверс, т.е. управлять направлением вращения двигателя дистанционно, а не с помощью перемычек в клеммной коробке.

Итак, приступим.

В принципе ничего сложного нет. Принцип схемы управления аналогичен реверсу трехфазного двигателя, за исключением некоторых деталей. Вообще то раньше мне не приходилось сталкиваться со схемой реверса однофазных двигателей, и данная схема была воплощена мною на практике впервые.

Суть схемы сводится к изменению направления вращения вала однофазного конденсаторного двигателя дистанционно с помощью кнопок (кнопочного поста). Помните, в предыдущей статье мы вручную меняли на клеммнике двигателя положение двух перемычек, чтобы изменить направление рабочей обмотки (U1-U2). Теперь Вам нужно убрать эти перемычки, т.к. их роль в данной схеме будут осуществлять нормально-открытые (н.о.) контакты контакторов.

Подготовка оборудования для реверса однофазного двигателя

Для начала перечислим все электрооборудование, которое нам необходимо приобрести для организации реверса конденсаторного двигателя АИРЕ 80С2:

1. Автоматический выключатель

Применяем двухполюсный автоматический выключатель с номинальным током 16 (А), с характеристикой «С» от фирмы IEK.

2. Кнопочный пост ПКЕ 222-3

В этом кнопочном посту есть 3 кнопки:

кнопка «вперед» (черного цвета)
кнопка «назад» (черного цвета)
кнопка «стоп» (красного цвета)

Разберем кнопочный пост.

Мы видим, что каждая кнопка имеет 2 контакта:

нормально-открытый контакт (1-2), который замыкается в том случае, когда нажмете на кнопку
нормально-закрытый контакт (3-4), который замкнут до тех пор, пока не нажать кнопку

Прошу заметить, что на фотографии самая крайняя кнопка слева перевернута. Если будете подключать схему реверса однофазного двигателя самостоятельно, то будьте внимательны, кнопки в кнопочном посту могут быть перевернуты. Ориентируйтесь на маркировку контактов (1-2) и (3-4).

3. Контакторы

Также необходимо приобрести два контактора. В своем примере я использую малогабаритные контакторы КМИ-11210 от фирмы IEK, которые устанавливаются на DIN-рейку. Эти контакторы имеют 4 нормально-открытых (н.о.) контакта и способны коммутировать нагрузку до 3 (кВт) при переменном напряжении 230 (В). Вот они как раз нам и подходят, т.к. наш испытуемый однофазный двигатель АИРЕ 80С2 имеет мощность 2,2 (кВт).

Вместо контакторов можно приобрести магнитные пускатели ПМЛ-1100, на примере которых я рассказывал их устройство и принцип действия.

Катушки этого контактора рассчитаны на переменное напряжение 220 (В), что нужно будет учесть при сборке схемы управления реверсом однофазного двигателя.

Схема реверса однофазного двигателя

Вот, собственно говоря, мое произведение.

Я уже говорил в прошлой статье, что один из читателей сайта «Заметки электрика» по имени Владимир, попросил меня помочь ему подключить однофазный двигатель АИРЕ 80С2 мощностью 2,2 (кВт) и составить (придумать) для него схему реверса. По моим эскизам (в том числе монтажным) Владимир собрал вышеприведенную схему в электрическом щитке. Чуть позже отписался мне в почту, что схему испытал, все работает, претензий нет.

Если у Вас по материалам сайта имеются какие то вопросы, то задавайте мне их в комментариях или на личную почту. В течение 12-24 часов, а может и быстрее, все зависит от моей занятости, я отвечу Вам.

А сейчас я расскажу, как эта схема работает.

Принцип работы схемы реверса однофазного двигателя

Первым делом включаем питающий автомат.

1. Вращение в прямом направлении

При нажатии на кнопку «вперед» катушка контактора К1 получает питание по следующей цепи: фаза — н.з. контакт (3-4) кнопки «стоп» — н.з. контакт (3-4) кнопки «назад» — н.о. контакт (1-2) нажатой кнопки «вперед» — катушка контактора К1 (А1-А2) — ноль.

Контактор К1 подтягивается и замыкает все свои нормально-открытые (н.о.) контакты:

1L1-2T1 (самоподхват катушки К1)
3L2-4T2 (фаза на двигатель в силовой цепи)
5L3-6T3 (имитирует перемычку U1-W2)
13НО-14НО (имитирует перемычку V1-U2)

Кнопку «вперед» удерживать не нужно, т.к. катушка контактора К1 встает на «самоподхват» через свой же н.о. контакт (1L1-2T1).

Однофазный двигатель начинает вращаться в прямом направлении.

Чтобы остановить двигатель, нужно нажать на кнопку «стоп».

2. Вращение в обратном направлении

При нажатии на кнопку «назад» катушка контактора К2 получает питание по следующей цепи: фаза — н.з. контакт (3-4) кнопки «стоп» — н.з. контакт (3-4) кнопки «вперед» — н.о. контакт (1-2) нажатой кнопки «назад» — катушка контактора К2 (А1-А2) — ноль.

Контактор К2 срабатывает и замыкает следующие свои нормально-открытые (н.о.) контакты:

1L1-2T1 (самоподхват катушки К2)
3L2-4T2 (фаза на двигатель в силовой цепи)
5L3-6T3 (имитирует перемычку W2-U2)
13НО-14НО (имитирует перемычку U1-V1)

Кнопку «назад» удерживать пальцем не требуется, т.к. катушка контактора К2 встает на «самоподхват» через свой же н.о. контакт (1L1-2T1).

Однофазный двигатель начинает вращаться в обратном направлении.

Чтобы остановить двигатель, нужно нажать на кнопку «стоп».

3. Блокировка

Представленная схема реверса конденсаторного однофазного двигателя имеет блокировку кнопок, т.е. если при включенном двигателе в прямом направлении Вы ошибочно нажмете на кнопку «назад», то вначале отключится контактор К1, а потом уже сработает контактор К2. И наоборот. Таким образом мы имеем блокировку от одновременно двух включенных контакторов К1 и К2.

Можно применить и другие виды блокировок, но я ограничился только этой.

P.S. На этом я завершаю свою статью. Если Вам понравилась моя статья, то буду очень благодарен, если Вы поделитесь ей в социальных сетях. А также не забывайте подписываться на мои новые статьи — дальше будет интереснее.

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

Как изменить направление однофазного двигателя переменного тока

Если вы будете работать с двигателями дома или в офисе, полезно немного узнать о том, как они работают. В некоторых случаях может возникнуть необходимость изменить направление однофазного двигателя переменного тока. К счастью, это довольно простая задача, потому что большинство однофазных асинхронных двигателей работают в прямом и обратном направлении в зависимости от их проводки и результирующего магнитного поля. Однако перед выполнением такого рода проектов необходимо соблюдать определенные правила техники безопасности, как и при любых электромонтажных работах.

Как поменять направление однофазного двигателя переменного тока

Изображение предоставлено: Обрадович / E + / GettyImages

Советы по электробезопасности

Очень важно, чтобы вы полностью осознали все необходимые шаги в электрическом проекте, прежде чем начать. В целях вашей безопасности вы должны всегда сообщать присутствующим, что вы будете работать с электричеством, и просить их не включать никакие выключатели или выключатели, пока вы не закончите. Выключите все двигатели, которые вы будете использовать на коробке выключателя.По возможности, надевайте резиновые перчатки высокого напряжения и используйте инструменты с резиновой ручкой.

Основы однофазного двигателя

В основе асинхронного двигателя находится ротор. Этот ротор состоит из проницаемого железа и алюминиевой обмотки. Эта алюминиевая обмотка заставляет двигатель противостоять быстрым изменениям магнитного поля. Это означает, что независимо от того, какое поле ощущает двигатель, оно будет следовать. Из-за этого возможно изменить направление вращения двигателя путем изменения поля, за которым оно следует.

Изменение направления двигателя однофазного двигателя

Чтобы изменить направление вращения пускового двигателя однофазного конденсатора, необходимо изменить полярность обмотки стартера. Это приведет к изменению направления магнитного поля, и двигатель будет следовать. Для этого вы можете поменять местами соединения на любом конце обмотки. Всегда переворачивайте провода, которые ведут к обмотке стартера.

Обратите внимание, что большинство двигателей, если они все еще маркированы инструкциями производителя, будут указывать, что они необратимы.Если это так, скорее всего, потому, что провода, к которым вам нужно получить доступ, находятся внутри двигателя. Если ваше устройство имеет это предупреждение, проще всего не продолжать. Однако, если ваш двигатель обратим, вы можете заметить, что он предоставляет инструкции для реверса. Обычно эти инструкции сообщают вам, какие провода менять. Например, в некоторых устройствах вы можете переключить красный и зеленый провода в клеммной коробке на конце корпуса. В других случаях синий и желтый провода, возможно, придется поменять местами.Цвет проводов очень индивидуален и зависит от марки и модели вашего мотора. Лучше прочитать инструкции, предоставленные производителем, прежде чем продолжить.

Если вы определили, какие провода можно поменять местами, используйте отвертку с плоской головкой, чтобы снять заглушки двигателя. Вместо этого у вашего мотора может быть распределительная коробка. В любом случае вам необходимо получить доступ к клеммам, к которым прикреплены указанные провода. Вы можете использовать плоскогубцы с игольчатым носиком для удаления проводов и переключения клемм, к которым они прикреплены.Некоторые системы используют гайки для подключения проводов. Если это так, вам нужно использовать гайковерт, чтобы получить доступ к терминалам.

После того, как вы закончили переключать провода, установите на место заглушку или закройте распределительную коробку на двигателе. Восстановите питание цепи и проверьте двигатель, чтобы убедиться, что магнитное поле переключилось и что оно действительно вращается в противоположном направлении.

Реверсивные однофазные асинхронные двигатели

Так как моя статья двигателей переменного тока, Меня часто спрашивали о том, как поменять асинхронный двигатель переменного тока. Я не рассматривал, как асинхронные двигатели запускаются более подробно потому что это обширная тема сама по себе.

Ротор асинхронного двигателя по существу представляет собой проницаемый железный сердечник с алюминиевой обмоткой от короткого замыкания. Ты можешь видеть алюминий на обоих концах ротора. Алюминий также проходит через продольные отверстия в роторе для короткого замыкания типа «беличья клетка» обмотка цепи.Вы можете едва видеть линии, под небольшим углом на роторе где обмотки проходят.

Обмотка короткого замыкания заставляет ротор противостоять быстрым изменениям магнитного поля. поля, поэтому, если он подвергается вращающемуся магнитному полю, он будет пытаться следовать этому. (подробнее об этом здесь)

В трехфазном двигателе три фазы на трех обмотках естественно создать вращающееся магнитное поле. Но для однофазных двигателей переменного тока магнитное поле меняется только вперед и назад. Нужна хитрость создать вращающееся поле.

Реверсивный двухфазный двигатель

В этом двигателе с разделенной фазой главная обмотка (метка «M») подключен к сети переменного тока частотой 60 Гц, а другая обмотка (метка «О») подключена последовательно с конденсатор (с). Взаимодействие между индуктивностью двигателя обмотки и емкость конденсатора приводит к тому, что обмотка составляет около 90 градусов в противофазе с главной обмоткой.

С главной обмоткой, создающей магнитное поле, которое чередуется вертикально, а другая обмотка создает магнитное поле, которое чередуется по горизонтали но в противофазе их сумма представляет собой вращающееся магнитное поле.Ротор пытается следовать за ним, заставляя его вращаться.

Реверсирование двигателя - это просто вопрос перемещения силового соединения так что другая обмотка находится прямо на переменном токе. По сути, движется одна сторона подключения питания от (A) до (B), вызывая обмотку (O) быть главной обмоткой и обмоткой (M) быть сдвинутой по фазе.

На двигателях мощностью более 1/4 л.с. две обмотки обычно имеют разные количество оборотов, поэтому этот метод реверса может не применяться. Сначала убедитесь, что сопротивление двух обмоток одинаково.

Если обмотки не имеют одинаковое сопротивление, вы все равно можете поменять его путем изменения полярности одной из обмоток при условии, что Windigs не связаны друг с другом внутри двигателя (например, более трех провода выходящие из обмоток).

Обмотки стартера на двигателях большего размера

Теперь, если мы посмотрим внутрь большего двигателя, как этот двигатель 3/4 лошадиных сил, вид обмоток гораздо сложнее. Обмотки распределены по многим слотам в статоре двигателя (С).Таким образом, там менее резкое изменение от одного полюса к другому. это делает для более гладкого магнитного поля, что делает более тихим, более эффективный мотор.

Этот двигатель имеет толстую главную обмотку (M), а также обмотку стартера изготовлен из более тонкой проволоки (S). Главная обмотка создает горизонтальную магнитное поле, а обмотка стартера создает вертикальное.

Эта обмотка стартера последовательно с конденсатором (С) и центробежным выключатель (S). В этом двигателе установлен пусковой конденсатор внутри основного корпуса.Более типично, конденсатор стартера установлен поверх корпуса под металлический купол.

Центробежный выключатель (S) установлен на задней панели и активируется диском (P), который нажимает на вкладку на переключатель (слева от S на фото).

Сняв ротор и посмотрев на диск, вы увидите две металлические вкладки. Когда двигатель вращается, центробежная сила выталкивает их наружу, что в свою очередь тянет диск обратно. Это освобождает пластиковую вкладку на переключателе, вызывая размыкание переключателя и отключение обмотки стартера.Диск отодвигается настолько далеко, что больше не соприкасается с вкладкой, сводя к минимуму трение и износ. Это умный способ активировать переключатель на основе центробежной силы без необходимости переключиться на вращение.

Центробежный выключатель делает отчетливый "щелчок" когда он сбрасывается после выключения двигателя. Щелчок выключателя вовлекаться, когда это начинается, намного труднее различить.

Если обмотка стартера помогает запустить двигатель, это, несомненно, поможет мотор тоже работает.Так почему бы просто не оставить стартер обмотка подключена? Ну, то Весь сдвиг фазы не так уж и элегантен. Размер конденсатора у вас Очень многое зависит от нагрузки двигателя. Чтобы быстро запустить двигатель, вам нужна большая емкость, чем для эффективной непрерывной операция. Кроме того, конденсатор является электролитическим конденсатором, а не рассчитан на постоянную нагрузку. И поскольку обмотка стартера только кратко, поэтому он сделан из более тонкой проволоки, чтобы сэкономить деньги, потому что медь дорогая.

Есть некоторые двигатели, которые используют большой конденсатор для запуска и меньший конденсатор для непрерывной работы. Такие моторы часто имеют два внешних конденсатора (С), как показано на этом в моей таблице. Эти двигатели называются двигателями с запуском конденсатора. Двигатели запуска конденсатора запуска конденсатора, как правило, более одного лошадиных сил. Это 1,75 лошадиных сил.

Двигатели можно сделать дешевле, заменив там конденсатор резистор. Хотя обычно отдельный резистор не добавляется.Вместо, обмотка стартера выполнена из более тонкой (более дешевой) медной проволоки, поэтому оно имеет большее сопротивление в самой обмотке.

Это приводит к гораздо меньшему сдвиг фазы, чем с конденсатором, но достаточно, чтобы запустить двигатель. Обмотки двигателя по существу образуют индуктор, а когда синусоида переменного тока (например, мощность переменного тока) применяется к индуктору, ток отстает от напряжения на 90 градусов. И магнитное поле строго зависит от тока.

Для резистора ток находится в фазе с напряжением.Если бы у нас был большой сопротивление и малая индуктивность последовательно, падение напряжения и ток будет в значительной степени определяется резистором. Так ток и магнит поле будет в значительной степени в фазе с приложенным напряжением. С участием ток в основной обмотке отстает на 90 градусов, мы бы Разница между ними 90 градусов, но обмотка стартера было бы крайне неэффективно.

На самом деле компромисс для гораздо меньшего фазового сдвига и больше мощности. Этого достаточно, чтобы запустить двигатель.Несмотря на это, стартер на этих двигателях довольно неэффективен, но это не имеет большого значения, когда двигатель работает. Тем не менее, дополнительный ток Требуется для стартера может взорвать выключатель, поэтому этот метод обычно используется только для небольших двигателей, от 1/4 до 1/2 л.с. Двигатели мощностью 3/4 лошадиных силы или более обычно используют пусковой конденсатор.

Если вы не знакомы с аналоговой электроникой, приведенное выше объяснение вероятно, неадекватен, и вы можете прочитать больше об индукции моторы, если вы этого не понимаете.

С асинхронными двигателями изнашиваются только подшипники, выключатель стартера и конденсатор. Без конденсатора есть один меньше вещей, чтобы потерпеть неудачу.

Совсем недавно я случайно заклинил выключатель стартера на 1/4 л.с. резистивный пуск двигателя от сушилки для белья (тот, на это воздуходувка) и потребовалось всего около 15 секунд для отключения двигателя его схема тепловой защиты из-за перегрева обмотки стартера.

Реверсивный двигатель запуска конденсатора

Так как же нам поменять пусковой двигатель конденсатора? Однажды началось, однофазная индукция Мотор с удовольствием поедет в любом направлении.Чтобы изменить это, нам нужно изменить направление вращающегося магнитного поля, создаваемого основным и обмотки стартера. И это может быть достигнуто путем изменения полярность обмотки стартера. В основном нам нужно поменять местами соединения на любом конце обмотки стартера. Иногда это просто обмотка, иногда обмотка, выключатель и конденсатор наоборот. Порядок выключателя и конденсатора не материя, до тех пор, пока ты подключен последовательно.

Вы также можете поменять местами двигатель, поменяв главную обмотку (тот же эффект).

Если вы должны были переключить главную и пусковую обмотки, как это делается с двигателем с разделенной фазой, двигатель также обратный. Тем не мение, он не будет работать на полную мощность, а также может сгореть. обмотка стартера не подходит для непрерывной работы.

Надпись на этом двигателе указывает на то, что «ДВИГАТЕЛЬ НЕ РЕВЕРСИВ».

Если вы посмотрите на предыдущие фотографии этого двигателя, вы можете увидеть, что есть только три провода (красный, желтый и синий) выходят из обмоток.Один конец основной и стартерной обмоток соединен вместе прямо на обмотках.

Чтобы поменять обмотку стартера, мне нужно разорвать эту связь внутри обмоток и вывести другой конец стартера обмотка. Но я действительно не могу получить это из-за как это внутри двигателя. Я должен был бы вырезать дыру в Корпус, чтобы даже добраться до точки, где они связаны друг с другом. Это не то, чтобы этот двигатель не мог быть полностью изменен, просто это, как экономия средств мера, они сделали, что это изменило его сложнее, чем стоит беда.

Но на двигателях, которые являются обратимыми, этикетка всегда указывает, чтобы поменять местами два провода, чтобы поменять его.

Провода для обратного хода всегда являются проводами, которые ведут к обмотке стартера.

Если у вас есть мотор, на котором отсутствует метка, обмотка стартера как правило, примерно в три раза превышает электрическое сопротивление основного обмотка и всегда последовательно с выключателем стартера и конденсатором (если есть). Если вы можете изолировать оба конца этой обмотки и поменять их местами, вы можете поменять мотор.Однако, если есть только три провода выходят из обмоток, затем основная и пусковая обмотки один конец связан, и двигатель не является обратимым.

Для 120-вольтного двигателя мощностью 1/2 л.с. основная обмотка обычно имеет около 1,5 кОм, а обмотка стартера около 4 кОм. Для 240 вольт 1/2 л.с. двигатели (только 240 вольт), вы должны ожидать около 6 Ом на главной обмотке и 16 Ом на стартерную обмотку. Ожидайте, что сопротивление обмоток будет обратно пропорционально лошадиным силам.

У многих двигателей будет несколько дополнительных проводов, выходящих из обмоток. Часто к обмоткам присоединяется тепловой выключатель, и этот выключатель может быть частично привязан к одной из обмоток. Также если мотор можно подключить на 120 и 240 вольт, основная обмотка будет состоять из двух обмоток по 120 вольт, которые могут быть подключены последовательно или параллельно. Так что может быть довольно много проводов, выходящих из обмоток. Это может занять немного времени и прощупывание, чтобы выяснить это.

Для двигателей, которые могут быть подключены как к 120 вольтам, так и к 240 вольтам, стартер обмотка 120 вольт.Когда эти двигатели подключены к 240 вольт, главная обмотка используется в качестве автотрансформатора, чтобы сделать 120 вольт для обмотки стартера. В противном случае, проводка двигателя от 120 до 240 вольт было бы намного сложнее!

Смотри также:

Вернуться на мой веб-сайт Деревообработка ,

Однофазный асинхронный двигатель

Дмитрий Левкин

Однофазный асинхронный электродвигатель представляет собой асинхронный электродвигатель, который работает от однофазной сети переменного тока без использования преобразователя частоты и который в базовом режиме работы (после запуска) использует только одну обмотку (фазу). статора.

Сплитфазный двигатель - это однофазный асинхронный двигатель, имеющий вспомогательную (пусковую) обмотку на статоре, смещенную от основной, и короткозамкнутый ротор [2].

Конструкция однофазного асинхронного двигателя с вспомогательной или пусковой обмоткой

Основными компонентами любого электродвигателя являются ротор и статор. Ротор является вращающейся частью электродвигателя, статор является неподвижной частью электродвигателя, с помощью которого создается магнитное поле для вращения ротора. Construction of a single-phase motor

Основные части однофазного асинхронного двигателя: ротор и статор

Статор имеет две обмотки, расположенные под углом 90 ° относительно друг друга.Основная (рабочая) обмотка обычно занимает 2/3 пазов сердечника статора, другая обмотка называется вспомогательной (пусковой) и обычно занимает 1/3 пазов статора.

Двигатель фактически двухфазный, но поскольку после запуска работает только одна обмотка, электродвигатель называется однофазным.

Ротор типа обычно представляет собой короткозамкнутую обмотку, также называемую «короткозамкнутой клеткой» из-за сходства. Чьи медные или алюминиевые стержни закрыты кольцами на концах, а пространство между стержнями часто заполнено алюминиевым сплавом.Ротор однофазного двигателя также может быть выполнен в виде полого немагнитного или полого ферромагнитного цилиндра.

Однофазный асинхронный двигатель со вспомогательной обмоткой имеет две обмотки, расположенные перпендикулярно друг другу

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

Чтобы лучше понять работу однофазного асинхронного двигателя, давайте рассмотрим его только с одним витком в главной и вспомогательной обмотках.

Анализ корпуса с двумя обмотками, имеющими один оборот

Рассмотрим случай, когда ток не течет во вспомогательной обмотке.При включении основной обмотки статора переменный ток, проходящий через обмотку, создает пульсирующее магнитное поле, стационарное в пространстве, но колеблющееся от + Ф _макс. до -Ф _макс..

Старт

Стоп

Колеблющееся магнитное поле

Если вы поместите короткозамкнутый ротор с начальным вращением в флуктуирующее магнитное поле, он продолжит вращаться в том же направлении.

Чтобы понять принцип работы однофазного асинхронного двигателя, мы разделяем флуктуирующее магнитное поле на два одинаковых вращающихся поля с амплитудой, равной Ф _макс./2 и вращающихся в противоположных направлениях с одинаковой частотой:

,

где n _f - скорость вращения магнитного поля в прямом направлении, об / мин,

n _r - скорость вращения магнитного поля в обратном направлении, об / мин,

f ₁ - частота тока статора, Гц,

- число пар полюсов,

n ₁ - скорость вращения магнитного потока, об / мин

Старт

Стоп

Разложение флуктуирующего магнитного потока на два вращающихся

Действие флуктуирующего поля на вращающийся ротор

Рассмотрим случай, когда ротор в флуктуирующем магнитном потоке имеет начальное вращение.Например, мы вручную вращали вал однофазного двигателя, одна обмотка которого подключена к электросети переменного тока. В этом случае при определенных условиях двигатель будет продолжать развивать крутящий момент, поскольку скольжение ротора относительно прямого и обратного магнитного потока будет неравным.

Предположим, что прямой магнитный поток Ф _f вращается в направлении вращения ротора, а обратный магнитный поток Ф _r в противоположном направлении. Поскольку скорость вращения ротора n ₂ меньше скорости вращения магнитного потока n ₁, то скольжение ротора относительно потока Ф _f будет:

где s _f - скольжение ротора относительно прямого магнитного потока,
n ₂ - частота вращения ротора,
с асинхронным двигателем скольжения

Прямой и обратный вращающийся магнитный поток вместо флуктуирующего магнитного потока

Магнитный поток Ф _r вращается против вращения ротора, скорость вращения ротора n ₂ относительно этого потока отрицательна, а скольжение ротора относительно Ф _r

, где s _r - скольжение ротора относительно обратного магнитного потока

Старт

Стоп

Вращающееся магнитное поле, пронизывающее ротор

Ток, индуцированный в роторе переменным магнитным полем

Согласно закону электромагнитной индукции, магнитные потоки прямого Ф _f и обратного Ф _r, генерируемые обмоткой статора, индуцируют ЭДС в обмотке ротора, которая, соответственно, в короткозамкнутом роторе генерирует токи I _2f. а я _2р.Частота тока в роторе пропорциональна скольжению, поэтому:

где f _2f - частота тока I _2f, индуцированного прямым магнитным потоком, Гц

где f _2r - частота тока I _2r, индуцированного обратным магнитным потоком, Гц

Таким образом, когда ротор вращается, электрический ток I _2r, индуцированный обратным магнитным полем в обмотке ротора, имеет частоту f _2r, намного превышающую частоту f _2f тока ротора I _2f индуцируется передним полем.

Пример: для однофазного асинхронного двигателя, работающего от сети с частотой f ₁ = 50 Гц при n ₁ = 1500 и n ₂ = 1440 об / мин,

скольжения ротора относительно прямой магнитный поток s _f = 0,04;
частота тока, индуцированного прямым магнитным потоком f _2f = 2 Гц;
проскальзывание ротора относительно обратного магнитного потока а с _р = 1,96;
частота тока, индуцированного обратным магнитным потоком f _2r = 98 Гц

Согласно закону Ампера, крутящий момент возникает в результате взаимодействия электрического тока I _2f с магнитным полем F _f

где M _f - магнитный момент, создаваемый прямым магнитным потоком, Н, м,
с _М - постоянный коэффициент, определяемый конструкцией двигателя

Электрический ток I _2r, взаимодействуя с магнитным полем Ф _r, создает тормозной момент M _r, направленный против вращения ротора, то есть в противоположность моменту M _f:

, где M _r - магнитный момент, создаваемый обратным магнитным потоком, Н 900 м

Результирующий крутящий момент, действующий на ротор однофазного асинхронного двигателя,

Примечание: В связи с тем, что во вращающемся роторе прямое и обратное магнитное поле будет индуцировать ток различной частоты, крутящие моменты, действующие на ротор в разных направлениях, не будут одинаковыми.Следовательно, ротор будет продолжать вращаться в флуктуирующем магнитном поле в направлении, в котором он имел начальное вращение.

Эффект торможения обратного поля

Когда однофазный двигатель работает в пределах номинальной нагрузки, то есть при малых значениях скольжения s = s _f, крутящий момент создается в основном за счет крутящего момента M _f. Эффект торможения от крутящего момента обратного поля M _r незначительный. Это связано с тем, что частота f _2r значительно выше частоты f _2f, поэтому индуктивное сопротивление обмотки ротора а х _2r = x ₂ с _r к току У меня _2р намного больше, чем у него активное сопротивление.Поэтому ток I _2r, имеющий большую индуктивную составляющую, оказывает сильное размагничивающее действие на обратный магнитный поток Ф _r, значительно ослабляя его.

где r ₂ - сопротивление стержней ротора, Ом,
x _2r - реактивное сопротивление стержней ротора, Ом.

Если учесть, что коэффициент мощности мал, то станет понятно, почему M _r под нагрузкой двигателя не оказывает существенного тормозного воздействия на ротор однофазного двигателя.

При одной фазе ротор не может быть запущен.

Ротор с начальным вращением будет продолжать вращаться в поле, создаваемом однофазным статором

Действие флуктуирующего поля на неподвижный ротор

При неподвижном роторе (n ₂ = 0) скольжение s _f = s _r = 1 и M _f = M _r, поэтому начальный пусковой момент однофазного асинхронного двигателя M _f = 0.Чтобы создать пусковой момент, необходимо привести ротор во вращение в ту или иную сторону. Тогда s ≠ 1, равенство моментов М _f и М _r нарушается, и результирующий электромагнитный момент приобретает некоторое значение M = M _f - M _r ≠ 0.

Запуск однофазного асинхронного двигателя. Как создать начальный поворот?

Одним из способов создания пускового крутящего момента в однофазном асинхронном двигателе является расположение вспомогательной (пусковой) обмотки B, которая смещена в пространстве относительно главной (рабочей) обмотки A под углом 90 электрических градусов.Для того чтобы обмотки статора создавали вращающееся магнитное поле, токи I _A и I _B в обмотках должны быть не в фазе относительно друг друга. Для получения фазового сдвига между токами I _A и I _B вспомогательная (пусковая) обмотка B соединяется с фазосдвигающим элементом, который представляет собой сопротивление (резистор), индуктивность (дроссель) или емкость (конденсатор). [1].

После того, как ротор двигателя ускоряется до скорости вращения, близкой к постоянной, пусковая обмотка B отключается.Вспомогательная обмотка отключается либо автоматически с помощью центробежного переключателя, реле задержки времени, тока или дифференциального реле, либо вручную с помощью кнопки.

Таким образом, во время запуска однофазный асинхронный двигатель работает как двухфазный, а после запуска - как однофазный.

Подключение однофазного асинхронного двигателя

Сопротивление пуска асинхронного двигателя

Сопротивление пуска Асинхронный двигатель представляет собой двухфазный двигатель, в котором цепь вспомогательной обмотки отличается повышенным сопротивлением.

Wiring diagram of a single-phase motor with starting resistance

Омический фазовый сдвиг, бифилярная пусковая обмотка

Single phase motor with different winding resistance

Различное сопротивление и индуктивность обмоток

Для запуска однофазного асинхронного двигателя вы можете использовать пусковой резистор, который последовательно подключен к пусковой обмотке. В этом случае можно добиться сдвига фаз на 30 ° между токами главной и вспомогательной обмоток, чего вполне достаточно для запуска двигателя.В двигателе с пусковым сопротивлением разность фаз объясняется различным комплексным сопротивлением цепей.

Кроме того, фазовый сдвиг можно создать с помощью пусковой обмотки с меньшей индуктивностью и большим сопротивлением. Для этого пусковая обмотка выполняется с меньшим числом витков и с использованием более тонкой проволоки, чем в основной обмотке.

Пусковой конденсаторный асинхронный двигатель

Конденсаторный запуск Асинхронный двигатель представляет собой двухфазный двигатель, в котором цепь вспомогательной обмотки с конденсатором включается только на время пуска.

Wiring diagram of a single-phase motor with starting capacitor

Емкостный фазовый сдвиг с пусковым конденсатором

Для достижения максимального пускового крутящего момента необходимо создать круговое вращающееся магнитное поле, для этого необходимо, чтобы токи в основной и вспомогательной обмотках были смещены относительно друг друга на 90 °. Использование резистора или дросселя в качестве элемента, сдвигающего фазу, не обеспечивает требуемого сдвига фаз. Только включение конденсатора определенной емкости позволяет сдвиг фазы на 90 °.

Среди фазосдвигающих элементов только конденсатор позволяет достичь наилучших пусковых свойств однофазного асинхронного электродвигателя.

Двигатели, в цепи которых постоянно включенный конденсатор, используют две фазы для работы и называются конденсаторными. Принцип работы этих двигателей основан на использовании вращающегося магнитного поля.

Асинхронный двигатель с заштрихованными полюсами представляет собой двухфазный двигатель, в котором вспомогательная обмотка замкнута накоротко.

Статор однофазного асинхронного двигателя с заштрихованными полюсами обычно имеет выступающие полюса. Каждый полюс статора разделен на две неравные секции осевой канавкой. Меньшая часть полюса имеет короткозамкнутый виток. Ротор однофазного двигателя с заштрихованными полюсами закорочен в виде короткозамкнутого сепаратора.

Когда однофазная обмотка статора включена в электрическую сеть, в магнитной цепи двигателя создается флуктуирующий магнитный поток.Одна часть которого проходит через затененный Ф ', а другая Ф' вдоль затененного участка полюса. Поток Ф 'вызывает короткое замыкание ЭДС E _k, в результате чего ток I _k отстает от E В фазе _к из-за индуктивности катушки. Ток I _к создает магнитный поток Ф _к, направленный противоположно Ф ", создавая результирующий поток в затененном участке полюса Ф _с = Ф" + Ф _к. Таким образом, в двигателе потоки затененных и незатененных участков полюса смещаются во времени на определенный угол.

Пространственные и временные углы сдвига между потоками Ф _с и Ф 'создают условия для появления вращающегося эллиптического магнитного поля в двигателе, начиная с Ф _с ≠ Ф'.

Пусковые и рабочие свойства рассматриваемого двигателя низкие. КПД намного ниже, чем у асинхронных двигателей с пусковым конденсатором той же мощности, что связано со значительными электрическими потерями в короткозамкнутой катушке.

Single-phase induction motor with asymmetrical stator

Статор такого однофазного двигателя выполнен с выступающими полюсами на несимметричном многослойном сердечнике.Ротор имеет короткозамкнутую обмотку.

Этот двигатель для работы не требует использования фазосдвигающих элементов. Недостатком этого мотора является низкий КПД.