Подключение и проверка работоспособности однофазного электродвигателя

Как подключить однофазный двигатель

Чаще всего к нашим домам, участкам, гаражам подведена однофазная сеть 220 В. Потому оборудование и все самоделки делают так, чтобы они работали от этого источника питания. В данной статье рассмотрим, как правлильно сделать подключение однофазного двигателя. 

Асинхронный или коллекторный: как отличить

Вообще, отличить тип двигателя можно по пластине — шильдику — на которой написаны его данные и тип. Но это только в том случае, если его не ремонтировали. Ведь под кожухом может быть что угодно. Так что если вы не уверены, лучше определить тип самостоятельно.

Так выглядит новый однофазный конденсаторный двигатель

Как устроены коллекторные движки

Отличить асинхронный и коллекторный двигатели можно по строению. У коллекторных обязательно есть щетки. Они расположены возле коллектора. Еще обязательный атрибут движка этого типа — наличие медного барабана, разделенного на секции.

Такие двигатели выпускаются только однофазные, они часто устанавливаются в бытовой технике, так как позволяют получить большое число оборотов на старте и после разгона.

Также они удобны тем, что легко позволяют менять направление вращения — необходимо только поменять полярность. Несложно также организовать изменение скорости вращения — изменением амплитуды питающего напряжения или угла его отсечки.

Обратите внимание

Потому и используются подобные двигатели в большей части бытовой и строительной техники.

Строение коллекторного двигателя

Недостатки колелкторых двигателей — высокая шумность работы на больших оборотах. Вспомните дрель, болгарку, пылесос, стиральную машину и т.д.. Шум при их работе стоит приличный. На малых оборотах коллекторные двигатели не так шумят (стиральная машина), но не все инструменты работают в таком режиме.

Второй неприятный момент — наличие щеток и постоянного трения приводит к необходимости регулярного технического обслуживания. Если токосъемник не чистить, загрязнение графитом (от стирающихся щеток) может привести к тому, что соседние секции в барабане соединятся, мотор попросту перестанет работать.

Асинхронные

Асинхронный двигатель имеет стартер и ротор, может быть одно и трех фазным. В данной статье рассматриваем подключение однофазных двигателей, потому речь пойдет только о них.

Асинхронные двигатели отличаются невысоким уровнем шумов при работе, потому устанавливаются в технике, шум работы которой критичен. Это кондиционеры, сплит-системы, холодильники.

Строение асинхронного двигателя

Есть два типа однофазных асинхронных двигателей — бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные.

Вся разница состоит в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора.

После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле (в холодильниках). Это необходимо, так как после разгона она только снижает КПД.

В конденсаторных однофазных двигателях конденсаторная обмотка работает все время. Две обмотки — основная и вспомогательная — смещены относительно друг друга на 90°. Благодаря этому можно менять менять направление вращения. Конденсатор на таких двигателях обычно крепится к корпусу и по этому признаку его несложно опознать.

Более точно определить бифолярный или конденсаторный двигатель перед вами можно при помощи измерений обмоток.

Важно

Если сопротивление вспомогательной обмотки меньше в два раза (разница может быть еще более значительная), скорее всего, это бифолярный двигатель и эта вспомогательная обмотка пусковая, а значит, в схеме должен присутствовать выключатель или пусковое реле.

В конденсаторных двигателях обе обмотки постоянно находятся в работе и подключение однофазного двигателя возможно через обычную кнопку, тумблер, автомат.

Схемы подключения однофазных асинхронных двигателей

С пусковой обмоткой

Для подключения двигателя с пусковой обмоткой потребуется кнопка, у которой один из контактов после включения размыкается. Эти размыкающиеся контакты надо будет подключить к пусковой обмотке. В магазинах есть такая кнопка — это ПНВС. У нее средний контакт замыкается на время удержания, а два крайних остаются в замкнутом состоянии.

Внешний вид кнопки ПНВС и состояние контактов после того как кнопка «пуск» отпущена»

Сначала при помощи измерений определяем какая обмотка рабочая, какая — пусковая. Обычно вывод от мотора имеет три или четыре провода.

Рассмотрим вариант с тремя проводами. В этом случае две обмотки уже объединены, то есть один из проводов — общий. Берем тестер, измеряем сопротивление между всеми тремя парами. Рабочая имеет самое меньшее сопротивление, среднее значение — пусковая обмотка, а наибольшее — это общий выход (меряется сопротивление двух последовательно включенных обмоток).

Если выводов четыре, они звонятся попарно. Находите две пары. Та, в которой сопротивление меньше — рабочая, в которой больше — пусковая. После этого соединяем один провод от пусковой и рабочей обмотки, выводим общий провод. Итого остается три провода (как и в первом варианте):

  • один с рабочей обмотки — рабочий;
  • с пусковой обмотки;
  • общий.

С этими тремя проводами и работаем дальше — исползуем для подключения однофазного двигателя.

Со всеми этими 

    • Подключение однофазного двигателя с пусковой обмоткой через кнопку ПНВС

    подключение однофазного двигателя

Все три провода подключаем к кнопке. В ней тоже имеется три контакта. Обязательно пусковой провод «сажаем на средний контакт (который замыкается только на время пуска), остальные два — на крайние (произвольно).

К крайним входным контактам ПНВС подключаем силовой кабель (от 220 В), средний контакт соединяем перемычкой с рабочим (обратите внимание! не с общим). Вот и вся схема включения однофазного двигателя с пусковой обмоткой (бифолярного) через кнопку.

Конденсаторный

При подключении однофазного конденсаторного двигателя есть варианты: есть три схемы подключения  и все с конденсаторами. Без них мотор гудит, но не запускается (если подключить его по схеме, описанной выше).

Схемы подключения однофазного конденсаторного двигателя

Первая схема — с конденсатором в цепи питания пусковой обмотки — хорошо запускаются, но при работе мощность выдают далеко не номинальную, а намного ниже.

Совет

Схема включения с конденсатором в цепи подключения рабочей обмотки дает обратный эффект: не очень хорошие показатели при пуске, но хорошие рабочие характеристики.

Соответственно, первую схему используют в устройствах с тяжелым пуском (бетономешалки, например), а с рабочим конденсором — если нужны хорошие рабочие характеристики.

Схема с двумя конденсаторами

Есть еще третий вариант подключение однофазного двигателя (асинхронного) — установить оба конденсатора. Получается нечто среднее между описанными выше вариантами. Эта схема и реализуется чаще всего.

 Она на рисунке выше в середине или на фото ниже более детально. При организации данной схемы тоже нужна кнопка типа ПНВС, которая будет подключать конденсатор только не время старта, пока мотор «разгонится».

Потом подключенными останутся две обмотки, причем вспомогательная через конденсатор.

Подключение однофазного двигателя: схема с двумя конденсаторами — рабочим и пусковым

При реализации других схем — с одним конденсатором — понадобится обычная кнопка, автомат или тумблер. Там все соединяется просто.

Подбор конденсаторов

Есть довольно сложная формула, по которой можно высчитать требуемую емкость точно, но вполне можно обойтись рекомендациями, которые выведены на основании многих опытов:

  • рабочий конденсатор берут из расчета 0,7-0,8 мкФ на 1 кВт мощности двигателя;
  • пусковой — в 2-3 раза больше.

Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети 220 В берем емкости с рабочим напряжением 330 В и выше. А чтобы пуск проходил проще, в пусковую цепь ищите конденсатор специальный конденсатор. У них в маркировке присутствует слова Start или  Starting, но можно взять и обычные.

Изменение направления движения мотора

Если после подключения мотор работает, но вал крутится не в том направлении, которое вам надо, можно поменять это направление. Это делают поменяв обмотки вспомогательной обмотки. Когда собирали схему, один из проводов подали на кнопку, второй соединили с проводом от рабочей обмотки и вывели общий. Вот тут и надо перекинуть проводники.

Как все может выглядеть на практике

Источник: http://stroychik.ru/elektrika/podklyuchenie-odnofaznogo-dvigatelya

Электродвигатели однофазного исполнения (монтаж и тех обслуживание)

УКАЗАНИЕ МЕР БЕЗОПАСТНОСТИ

ПОРЯДОК УСТАНОВКИ

ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

ПОРЯДОК РАБОТЫ

РАЗБОРКА И СБОРКА

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

ВОЗМОЖНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ

Указание мер безопасности при работах с электродвигателями

Для обеспечения безопасности при обслуживании двигатель необходимо заземлить проводами заземления с помощью болтов, расположенных на станине и с помощью винта, расположенного внутри коробки выводов. При подготовке двигателя к эксплуатации надежно подсоединить питающий кабель.

Следить, чтобы токоведущие части были заизолированы, а вводное устройство закрыто крышкой. Обслуживание двигателя производить только после отключения его от сети и полной остановки вращающихся частей.

Прежде чем включить двигатель, убедитесь в отсутствии посторонних предметов у вращающихся частей (например, у вентилятора). Вращающиеся части должны быть защищены от прикосновения к ним. Подъем и перемещение двигателя осуществлять за рым-болт.

Обратите внимание

При возгорании двигателя необходимо отключить его от сети. Пожарная безопасность обеспечивается соблюдением правил эксплуатации.

к началу страницы

Порядок установки электродвигателя однофазного исполнения

Перед монтажом и после длительных простоев, особенно при повышенной влажности, перед эксплуатацией измерять сопротивление изоляции обмоток двигателя с номинальным напряжением до 500 В включительно мегаомметром на 500 В, с номинальным напряжением свыше 500 В – мегаомметром на 1000 В. Сопротивление изоляции обмоток статора относительно корпуса и между фазами не должно быть ниже 0,5 МОм. Если сопротивление изоляции обмоток ниже 0,5 МОм, двигатель необходимо просушить. Сушку можно производить током короткого замыкания, включая двигатель с заторможенным ротором на пониженное напряжение (10-15% от номинального), или наружным обогревом посредством ламп, сушильных печей и др. Во время сушки температура на обмотке должна плавно подниматься, не превышая 100 0С. Сушка считается законченной, если сопротивление обмотки достигло 10 МОм.

Перед монтажом двигатель очистить от пыли, а законсервированные поверхности от антикоррозийной смазки. Смазку удалить ветошью, смоченную в керосине или бензине.
При установке двигателя предусмотреть свободный приток к нему охлаждающего воздуха и его свободный отвод.

Двигатель укрепить на прочном фундаменте или соответствующем массивном основании. При соединении двигателя с приводным механизмом посредством муфты необходимо обеспечить строгую соосность и параллельность валов, иначе могут возникнуть дополнительные усилия на подшипники и повышение вибрации, что быстро выведет двигатель из строя.

Если двигатель с фланцем на подшипниковом щите (исполнение IM20, IM30) крепиться непосредственно к механизму с масляной ванной, то необходимо принять меры, чтобы масло не попало внутрь двигателя.

Двигатели с ременной передачей должны крепиться на натяжных салазках или иметь натяжной ролик, компенсирующий натяжение ремня. В этом случае необходимо обратить внимание на то, чтобы салазки были перпендикулярны к оси двигателя и установлены строго горизонтально, а ось двигателя перпендикулярна направлению ремня.

Применять сшитые ремни не рекомендуется. Натяжение ремня должно быть таким, чтобы не было проскальзывания. Чрезмерное натяжение ремня приводит к быстрому выходу из строя ремня и подшипника. При любом способе передачи вращения необходимо производить динамическую балансировку с полушпонкой деталей, устанавливаемых на конце вала: шкива, муфты, шестерни и т.д.

Читайте также:  Как производится заточка дисковых пил своими руками?

При неотбалансированных деталях передачи во время работы двигателя возникают дополнительные вибрации, приводящие к преждевременному износу подшипников и выходу двигателя из строя. При этом необходимо учесть, что ротор двигателя отбалансирован с полушпонкой. Следует учесть, что с увеличением нагрузки значительно снижается срок службы подшипников.

Перед запрессовкой элементов передачи удалить антикоррозийное покрытие с выступающего конца вала и покрыть тонким слоем смазки. Во избежание повреждения подшипников детали, устанавливаемые на вал, нагреть до температуры, близкой к 100 0С или обеспечить упор для вала с противоположной стороны.

Важно

При правильном монтаже и соблюдении вышеуказанных правил ротор должен свободно, без видимых задеваний, проворачиваться. 

 ↑ к началу страницы

Подготовка электродвигателя к работе

После монтажа, перед включением двигателя в сеть, необходимо проверить соответствие напряжения и частоты сети напряжению и частоте, указанным на табличке двигателя, правильность соединения выводов обмотки статора и подключить двигатель к сети.

Схемы включения двигателей приведены на внутренней части крышки коробки выводов. Во избежание попадания пыли и влаги в двигатель необходимо установить резиновые прокладки и затянуть винты на крышке коробки выводов и гайку штуцера.

Для проверки правильности монтажа, работы двигателя и направления вращения привода произвести пробный пуск. Первый пробный пуск осуществляется непосредственным включением в сеть на полное напряжение, по возможности, без нагрузки.

Для изменения направления вращения необходимо поменять местами любые два токоведущих провода питающего кабеля.

к началу страницы

Порядок работы

После пробного пуска и устранения замеченных недостатков произвести второй пуск под нагрузкой. Для пуска применить пускатель, обеспечивающий защиту двигателя от работы на двух фазах, в режиме короткого замыкания и от длительных перегрузок.

Пуск двигателя осуществляется включением на напряжение в сети от аппаратов ручного, дистанционного или автоматического управления.

При работе с полной (номинальной) нагрузкой необходимо убедиться, что ток, потребляемый двигателем из сети, не превышает значения, указанного на фирменной табличке.

к началу страницы

Разборка и сборка электродвигателя

  • Отключить двигатель от питающей сети, отсоединить от токоведущих проводов и от приводного механизма (снять ремень или разъединить муфту);
  • снять при помощи съемника рабочий шкив или полумуфту с вала двигателя;
  • снять кожух вентилятора и вентилятор;
  • отвернуть болты, крепящие наружные крышки подшипника к подшипниковому щиту и снять наружные подшипниковые крышки;
  • отвернуть болты, крепящие к станине передний и задний подшипниковые щиты, и снять их легкими ударами молотка из мягкого материала (дерева цветного металла и т.д.) по приливам на щите;
  • осторожно вывести ротор из статора, не повреждая обмотку.

Сборку двигателя производить в последовательности, обратной разборке. После сборки двигателя проверить сопротивление изоляции обмотки статора относительно корпуса и между обмотками, а также вращение ротора (от руки).

к началу страницы

Техническое обслуживание промышленного однофазного электро-двигателя

Ответственность за общее состояние, своевременное проведение и качество выполнения технического обслуживания двигателя на каждом предприятие несет конкретное лицо, назначенное распоряжением по предприятию.

В процессе эксплуатации двигателя необходимо вести общее наблюдение за его работой, систематически проводить техническое обслуживание, планово-предупредительный ремонт и следить за напряжением в сети.

При общем наблюдении периодически контролировать режим работы, нагрев корпуса и подшипниковых узлов, состояние контактов в коробке выводов и заземляющего устройства.

Периодичность технического обслуживания устанавливается в зависимости от производственных условий, но не реже одного раза в два месяца.

Совет

При техническом обслуживании очистить двигатель от загрязнений, проверить надежность заземления и состояние контактов в коробке выводов, соединения двигателя с приводным механизмом и крепления двигателя к месту установки.

Необходимо также измерить сопротивление изоляции обмоток статора, проверить затяжку болтовых соединений и состояние уплотнений по линии вала. Замеченные недостатки устранить.

Пополнение смазки производить только для двигателей с открытыми подшипниками (при наличии масленок на подшипниковых щитах) при необходимости. При этом следует открыть пробки спускных каналов, находящихся в нижней части наружных крышек подшипников.

Удалить старую смазку и заполнить камеры подшипников смазкой УНИОЛ-1 или ЦИАТИМ-221 ГОСТ 9433-80 в количестве140 г на двигатель для АД200, 225 и 100 г на двигатель для АД160, 180 через масленки подшипниковых щитов.

Текущий ремонт производить при замеченных отклонениях величины нагрева корпуса, уровня шума, вибрации и других неисправностей в работе двигателя, но не реже одного раза в год.

При текущем ремонте необходимо:

  • произвести демонтаж и разборку двигателя, промывку, сушку и чистку деталей;
  • проводить осмотр подшипников, статора, ротора для обнаружения механических повреждений, выявление деталей, подлежащих замене, восстановлению и пригонке;
  • производить подпитку войлочных уплотнений по линии вала трансформаторным маслом через 2000-3000 часов работы, но не реже одного раза в пол года;
  • производить замену резиновых армированных манжет – после 2000 часов работы;
  • пополнение или полную замену смазки в подшипниках открытого исполнения производить после наработки электродвигателем 6000-8000 ч, но не реже одного раза в два года.

Периодичность планово-предупредительных ремонтов устанавливается после наработки 20000 ч, в зависимости от производственных условии, но не реже одного раза в год.

Необходимость замены подшипников определяется истечением гарантийного срока их службы, подшипниковым шумом при работе двигателя, задеванием ротора и статора, стуком в подшипниках, наличием механических повреждений.

Подшипники снимать с вала при помощи съемника. Перед установкой подшипника тщательно очистить и промыть бензином поверхности под подшипник на валу и в щите.

Подшипники насаживать на вал нагретыми в воздушной среде до 80 0С.

Примечание: подшипники рассчитаны для работы в течение 20000 ч.

к началу страницы

Возможные неисправности электродвигателей и методы их устранения

Неисправность Причина Метод устранения
Двигатель при пуске не вращается Отсутствие или недопустимое понижение напряжения питающей сети. Устранить неисправность в сети
Двигатель при пуске гудит и не вращается Обрыв одной из фаз в обмотке двигателя, в подводящих проводах. Неправильное соединение фаз. Устранить неисправность обмотки, подводящих проводов, соединения фаз.
При вращении двигатель гудит и перегревается Междувитковое замыкание. Короткое замыкание между двумя фазами. Отремонтировать обмотку.
Повышенный перегрев обмотки Двигатель перегружен. Повышено или понижено напряжение в сети. Повреждена витковая изоляция обмотки статора. Снизить нагрузку до номинальной. Установить номинальное напряжение. Отремонтировать обмотку.
Двигатель вращается с сильно пониженной скоростью Во время разгона отключилась одна из фаз. Понизилось напряжение питающей сети. Двигатель перегружен. Устранить неисправности в питающей сети, аппаратуре, исполнительном механизме.
Пониженное сопротивление изоляции Загрязнение или отсыревание обмотки. Разобрать двигатель. Прочистить, продуть, просушить обмотку.
Повышенный перегрев подшипников Неправильная центровка двигателя с приводом. Повреждение подшипников. Проверить центровку, устранить несоосность валов. Заменить подшипники.
Стук в подшипнике Повреждение подшипника Заменить подшипник
Повышенная вибрация Недостаточная жесткость фундамента. Грубая сшивка ремня. Несоосность валов двигателя и приводного механизма. Устранить причину

к началу страницы

Источник: http://www.rk-t.ru/dvig/odnofazn/montach.php

Однофазный асинхронный электродвигатель

Основными компонентами любого электродвигателя являются ротор и статор. Ротор — вращающаяся часть электродвигателя, статор — неподвижная часть электродвигателя, с помощью которого создается магнитное поле для вращения ротора.

Основные части однофазного двигателя: ротор и статор

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

Двигатель фактически является двухфазным, но так как рабочей является только одна обмотка, электродвигатель называют однофазным.

Ротор обычно представляет из себя короткозамкнутую обмотку, также из-за схожести называемой «беличьей клеткой». Медные или алюминиевые стержни которого с торцов замкнуты кольцами, а пространство между стержнями чаще всего заливается сплавом алюминия. Так же ротор однофазного двигателя может быть выполнен в виде полого немагнитного или полого ферромагнитного цилиндра.

Однофазный двигатель с вспомогательной обмоткой имеет 2 обмотки расположенные перпендикулярно относительно друг друга

Для того чтобы лучше понять работу однофазного асинхронного двигателя, давайте рассмотрим его только с одним витком в главной и вспомогательной обмотки.

Проанализируем случай с двумя обмотками имеющими по оному витку

Рассмотрим случай когда в вспомогательной обмотки не течет ток. При включении главной обмотки статора в сеть, переменный ток, проходя по обмотке, создает пульсирующее магнитное поле, неподвижное в пространстве, но изменяющееся от +Фmах до -Фmах.

Пульсирующее магнитное поле

Если поместить ротор, имеющий начальное вращение, в пульсирующее магнитное поле, то он будет продолжать вращаться в том же направлении.

Обратите внимание

Чтобы понять принцип действия однофазного асинхронного двигателя разложим пульсирующее магнитное поле на два одинаковых круговых поля, имеющих амплитуду равную Фmах/2 и вращающихся в противоположные стороны с одинаковой частотой:

,

  • где nпр – частота вращения магнитного поля в прямом направлении, об/мин,
  • nобр – частота вращения магнитного поля в обратном направлении, об/мин,
  • f1 – частота тока статора, Гц,
  • p – количество пар полюсов,
  • n1 – скорость вращения магнитного потока, об/мин

Разложение пульсирующего магнитного потока на два вращающихся

Рассмотрим случай когда ротор, находящийся в пульсирующем магнитном потоке, имеет начальное вращение.

Например, мы вручную раскрутили вал однофазного двигателя, одна обмотка которого подключена к сети переменного тока.

В этом случае при определенных условиях двигатель будет продолжать развивать вращающий момент, так как скольжение его ротора относительно прямого и обратного магнитного потока будет неодинаковым.

Будем считать, что прямой магнитный поток Фпр, вращается в направлении вращения ротора, а обратный магнитный поток Фобр — в противоположном направлении. Так как, частота вращения ротора n2 меньше частоты вращения магнитного потока n1, скольжение ротора относительно потока Фпр будет:

,

  • где sпр – скольжение ротора относительно прямого магнитного потока,
  • n2 – частота вращения ротора, об/мин,
  • s – скольжение асинхронного двигателя

Прямой и обратный вращающиеся магнитные потоки вместо пульсирующего магнитного потока

Магнитный поток Фобр вращается встречно ротору, частота вращения ротора n2 относительно этого потока отрицательна, а скольжение ротора относительно Фобр

,

  • где sобр – скольжение ротора относительно обратного магнитного потока

Согласно закону электромагнитной индукции прямой Фпр и обратный Фобр магнитные потоки, создаваемые обмоткой статора, наводят в обмотке ротора ЭДС, которые соответственно создают в короткозамкнутом роторе токи I2пр и I2обр. При этом частота тока в роторе пропорциональна скольжению, следовательно:

,

  • где f2пр – частота тока I2пр наводимого прямым магнитным потоком, Гц

,

  • где f2обр – частота тока I2обр наводимого обратным магнитным потоком, Гц
Читайте также:  Технология и особенности заточки топора

Таким образом, при вращающемся роторе, электрический ток I2обр, наводимый обратным магнитным полем в обмотке ротора, имеет частоту f2обр, намного превышающую частоту f2пр тока ротора I2пр, наведенного прямым полем.

Пример: для однофазного асинхронного двигателя, работающего от сети с частотой f1 = 50 Гц при n1 = 1500 и n2 = 1440 об/мин,

скольжение ротора относительно прямого магнитного потока sпр = 0,04;
частота тока наводимого прямым магнитным потоком f2пр = 2 Гц;
скольжение ротора относительно обратного магнитного потока sобр = 1,96;
частота тока наводимого обратным магнитным потоком f2обр = 98 Гц

Согласно закону Ампера, в результате взаимодействия электрического тока I2пр с магнитным полем Фпр возникает вращающий момент

,

  • где Mпр – магнитный момент создаваемый прямым магнитным потоком, Н∙м,
  • сM — постоянный коэффициент, определяемый конструкцией двигателя

Электрический ток I2обр, взаимодействуя с магнитным полем Фобр, создает тормозящий момент Мобр, направленный против вращения ротора, то есть встречно моменту Мпр:

,

  • где Mобр – магнитный момент создаваемый обратным магнитным потоком, Н∙м

Результирующий вращающий момент, действующий на ротор однофазного асинхронного двигателя,

,

Справка: В следствие того, что во вращающемся роторе прямым и обратным магнитным полем будет наводиться ток разной частоты, моменты сил действующие на ротор в разных направлениях будут не равны. Поэтому ротор будет продолжать вращаться в пульсирующем магнитном поле в том направлении в котором он имел начальное вращение.

При работе однофазного двигателя в пределах номинальной нагрузки, то есть при небольших значениях скольжения s = sпр, крутящий момент создается в основном за счет момента Мпр. Тормозящее действие момента обратного поля Мобр — незначительно.

Это связано с тем, что частота f2обр много больше частоты f2пр, следовательно, индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора х2обр = x2sобр току I2обр намного больше его активного сопротивления.

Поэтому ток I2обр, имеющий большую индуктивную составляющую, оказывает сильное размагничивающее действие на обратный магнитный поток Фобр, значительно ослабляя его.

,

  • где r2 — активное сопротивление стержней ротора, Ом,
  • x2обр — реактивное сопротивление стержней ротора, Ом.

Если учесть, что коэффициент мощности невелик, то станет, ясно, почему Мобр в режиме нагрузки двигателя не оказывает значительного тормозящего действия на ротор однофазного двигателя.

Действие пульсирующего поля на неподвижный ротор

При неподвижном роторе (n2 = 0) скольжение sпр = sобр = 1 и Мпр = Мобр, поэтому начальный пусковой момент однофазного асинхронного двигателя Мп = 0. Для создания пускового момента необходимо привести ротор во вращение в ту или иную сторону. Тогда s ≠ 1, нарушается равенство моментов Мпр и Мобр и результирующий электромагнитный момент приобретает некоторое значение.

Одним из способов создания пускового момента в однофазном асинхронном двигателе, является расположение вспомогательной (пусковой) обмотки B, смещенной в пространстве относительно главной (рабочей) обмотки A на угол 90 электрических градусов.

Чтобы обмотки статора создавали вращающееся магнитное поле токи IA и IB в обмотках должны быть сдвинуты по фазе относительно друг друга.

Для получения фазового сдвига между токами IA и IB в цепь вспомогательной (пусковой) обмотки В включают фазосмещающий элемент, в качестве которого используют активное сопротивление (резистор), индуктивность (дроссель) или емкость (конденсатор) [1].

Важно

После того как ротор двигателя разгонится до частоты вращения, близкой к установившейся, пусковую обмотку В отключают. Отключение вспомогательной обмотки происходит либо автоматически с помощью центробежного выключателя, реле времени, токового или дифференциального реле, или же вручную с помощью кнопки.

Таким образом, во время пуска двигатель работает как двухфазный, а по окончании пуска — как однофазный.

— однофазный асинхронный двигатель, имеющий на статоре вспомогательную первичную обмотку, смещенную относительно основной, и короткозамкнутый ротор [2].

Однофазный асинхронный двигатель с пусковым сопротивлением — двигатель с расщепленной фазой, у которого цепь вспомогательной обмотки отличается повышенным активным сопротивлением.

Для запуска однофазного двигателя можно использовать пусковой резистор, который последовательно подключается к пусковой обмотки. В этом случае можно добиться сдвига фаз в 30° между токами главной и вспомогательной обмотки, которого вполне достаточно для пуска двигателя. В двигателе с пусковым сопротивлением разность фаз объясняется разным комплексным сопротивлением цепей.

Также сдвиг фаз можно создать за счет использования пусковой обмотки с меньшей индуктивностью и более высоким сопротивлением. Для этого пусковая обмотка делается с меньшим количеством витков и с использованием более тонкого провода чем в главной обмотке.

Отечественной промышленностью изготавливается серия однофазных асинхронных электродвигателей с активным сопротивлением в качестве фазосдвигающего элемента серии АОЛБ мощностью от 18 до 600 Вт при синхронной частоте вращения 3000 и 1500 об/мин, предназначенных для включения в сеть напряжением 127, 220 или 380 В, частотой 50 Гц.

Двигатель с конденсаторным пуском — двигатель с расщепленной фазой, у которого цепь вспомогательной обмотки с конденсатором включается только на время пуска.

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

Двигатели в цепь которых постоянно включен конденсатор используют для работы две фазы и называются — конденсаторными. Принцип действия этих двигателей основан на использовании вращающегося магнитного поля.

Двигатель с экранированными полюсами — двигатель с расщепленной фазой, у которого вспомогательная обмотка короткозамкнута.

Статор однофазного асинхронного двигателя с экранированными полюсами обычно имеет явно выраженные полюса. На явно выраженных полюсах статора намотаны катушки однофазной обмотки возбуждения.

Каждый полюс статора разделен на две неравные части аксиальным пазом. Меньшую часть полюса охватывает короткозамкнутый виток.

Ротор однофазного двигателя с экранированными полюсами — короткозамкнутый в виде «беличьей» клетки.

При включении однофазной обмотки статора в сеть в магнитопроводе двигателя создается пульсирующий магнитный поток. Одна часть которого проходит по неэкранированной Ф', а другая Ф» — по экранированной части полюса.

Совет

Поток Ф» наводит в короткозамкнутом витке ЭДС Ek, в результате чего возникает ток Ik отстающий от Ek по фазе из-за индуктивности витка. Ток Ik создает магнитный поток Фk, направленный встречно Ф», создавая результирующий поток в экранированной части полюса Фэ=Ф»+Фk.

Таким образом, в двигателе потоки экранированной и неэкранированной частей полюса сдвинуты во времени на некоторый угол.

Пространственный и временной углы сдвига между потоками Фэ и Ф' создают условия для возникновения в двигателе вращающегося эллиптического магнитного поля, так как Фэ ≠ Ф'.

Пусковые и рабочие свойства рассматриваемого двигателя невысоки. КПД намного ниже, чем у конденсаторных двигателей такой же мощности, что связано со значительными электрическими потерями в короткозамкнутом витке.

Источник: http://engineering-solutions.ru/motorcontrol/induction1ph/

Проверка работоспособности электродвигателя

10 августа 2017 г. в 11:17, 940

Бывший в употреблении и даже новый электродвигатель может иметь дефекты. Часто для их выявления визуального осмотра бывает недостаточно, и требуется проверка всех узлов. В этой статье мы расскажем, как проверить работоспособность электродвигателя самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов.

Итак, какие этапы включает в себя процесс проверки, и на что следует обратить особое внимание?

Внешний вид

При осмотре вас должны насторожить следующие моменты:

  • Подставка или монтажные отверстия сломаны.
  • Внутри двигателя есть грязь, копоть или другие вещества.
  • Краска в середине агрегата потемнела (это признак перегрева).

Данные приметы указывают на то, что двигатель либо часто подвергался перегрузке, либо эксплуатировался в неподходящих условиях или без соблюдения правил.

Наличие маркировки

На наружную сторону двигателя прикрепляется металлическая табличка, на которой указана следующая информация о его характеристиках:

  • Производитель (название компании).
  • Тип корпуса (размеры физические и посадочные).
  • Мощность.
  • Серийный номер и модель.
  • Число оборотов ротора в минуту.
  • Требования к фазе и напряжению.
  • Схема подключения агрегата к разным напряжениям, чтобы получить желаемое направление вращения и скорость.
  • Потребляемый ток.
  • Тип статора (закрытый, обдуваемый вентилятором, брызгозащищенный и др.).

Подшипники

Если внешний вид двигателя не вызывает подозрений, переходите к проверке подшипников. Они находятся в нишах на обоих концах вала. В современных машинах в основном используются шарикоподшипники или латунные подшипники скольжения.

Процедура проверки выглядит следующим образом: агрегат помещается на твердую поверхность, ротор прокручивается вручную, при этом свободную руку нужно положить на верхнюю часть корпуса.

Равномерное, свободное и спокойное вращение ротора говорит об исправности двигателя, а трение, неравномерное вращение и скрежет — о неполадках.

Допустимый люфт ротора — 3 мм, но в идеале он должен стремиться к нулю. Чтобы определить его, достаточно потянуть и потолкать ротор из статора за ось. Перегрев подшипников провоцирует поломку всего агрегата, поэтому необходимо знать, как проверить электродвигатель и в первую очередь исправность именно этих деталей.

Обмотки

Наиболее часто встречающийся дефект обмоток — короткое замыкание на корпус, которое приводит к сгоранию предохранителя. Изделия, рассчитанные на 380В, могут работать и с замкнутыми обмотками, так как срабатывает автомат защиты, но лучше этого избегать.

Для проверки обмоток вам потребуется омметр. Последовательность ваших действий должна быть следующей:

  • Омметр устанавливается в режим измерения сопротивления.
  • Щупы подключаются к гнездам «Общий» и «Ом».
  • Выбирается шкала с наивысшим множителем.
  • Стрелка устанавливается на «0» (этот пункт пропускается, если вы используете цифровой омметр), при этом щупы касаются друг друга.
  • Один из щупов прибора прижимается к винту для заземления или другой металлической части корпуса.
  • Второй щуп присоединяется ко всем электрическим контактам машины поочередно.

Если стрелка омметра лишь слегка отклоняется от самого высокого сопротивления, с обмоткой двигателя все в порядке. Важно следить, чтобы щупы не соприкасались с руками, так как это повлияет на точность измерений.

Следующий этап — проверка обмоток на обрыв. Простые одно- и трехфазные двигатели, применяющиеся в промышленности и быту, проверяются путем переключения диапазона омметра на самый низкий.

Обратите внимание

Нужно установить стрелку на ноль и повторно измерить сопротивление между проводами агрегата. Значение должно быть очень низким. Если прибор показывает большое значение, велика вероятность обрыва обмоток.

В этом случае двигатель либо не будет работать вообще, либо откажет регулятор скорости.

Вентилятор

У полностью закрытых двигателей с воздушным охлаждением вентилятор расположен в задней части, за металлической решеткой. Следует убедиться, что он закреплен надежно и не «болтается» при включении. Грязь и мусор в отверстиях решетки препятствуют свободному движению воздуха, а это способствует перегреву, но данная проблема легко решается чисткой.

Пусковой конденсатор

Нужно снять металлическую крышку на внешней стороне корпуса, под которой находится конденсатор. При визуальной проверке вы можете обнаружить следующие проблемы:

  • утечка масла;
  • деформированный корпус конденсатора;
  • наличие отверстий в нем;
  • запах дыма или гари.

Для более детальной проверки конденсатора также понадобится омметр. При соприкосновении щупов и выводов конденсатора прибор должен показывать сначала низкое, а затем постепенно увеличивающееся значение сопротивления.

Читайте также:  Как изготавливается газовая самодельная горелка для пайки?

Такие изменения обусловлены тем, что с батареек омметра на конденсатор поступает незначительное напряжение, которое немного заряжает его. Отсутствие роста значения сопротивления указывает на неисправность узла.

При повторной попытке проведения теста конденсатор следует полностью разрядить.

Задняя часть картера

В этой части двигателя могут находиться центробежные переключатели, предназначенные для подключения цепей или переключения пускового конденсатора. Контакты реле должны быть чистыми и не пригоревшими. Впрочем, очистить их от жира и грязи не составить труда. Механизм выключателя проверяется с помощью отвертки — если пружина работает свободно, значит все в порядке.

Обращайте внимание на тип электродвигателя и условия его эксплуатации. Для работы во влажных помещениях или при возможности контакта с водой следует выбирать брызгозащитные модели. Открытые двигатели лучше не устанавливать в сильно загрязненных помещениях. Следите за тем, чтобы агрегат работал в установленном режиме без перегрузок, и регулярно проверяйте его узлы.

Зная, как проверить электродвигатель на исправность, вы сможете выбрать не бракованный и исправно работающий экземпляр и избежать многих проблем.

Источник: https://www.elec.ru/articles/proverka-rabotosposobnosti-elektrodvigatelja/

Однофазные электродвигатели 220в: особенности подключения

В наше время трудно найти человека, который бы не знал что такое однофазный электродвигатель. Однофазные электродвигатели 220 в выпускаются серийно уже довольно много лет. Они востребованы в сельском хозяйстве, быту человека, на производстве, в частных и государственных мастерских. Однофазные двигатели 220 В пользуются высокой популярностью.

Общие понятия

Асинхронный двигатель 220 вольт, однофазный, требует питания переменным электрическим током, сеть для подключения такого агрегата должна быть однофазной. Однофазные двигатели 220 в работают при напряжении в сети 220 вольт, частоте 50 герц.

Эти электрические величины поддерживаются во всех бытовых электрических сетях, в домах, квартирах, дачах, коттеджах, по всей территории России, а в США напряжение в бытовой электрической сети составляет 110 вольт.

На производстве же в нашей стране сетевое напряжение имеется однофазное, трёхфазное, и другие виды электрических сетей.

Применение однофазных моторов

Такой тип моторов применяют для работы устройств с малой мощностью.

  1. Бытовая техника.
  2. Вентиляторы небольшого размера.
  3. Электронасосы.
  4. Станки, предназначенные для обработки сырья.

Заводы производят электродвигатели однофазные 220 В малой мощности различных моделей, с разным числом оборотов и мощностью. Стоит отметить, что однофазные моторы уступают трёхфазным в нескольких параметрах.

  1. Эти моторы имеют меньшие значения КПД.
  2. Пускового момента.
  3. Мощности.
  4. Способность выдерживать перегрузку у трёхфазных электромоторов выше, чем у однофазных.

Эти параметры меньше при условии, когда трёхфазные моторы имеют такой же размер.

Устройство электродвигателя

Однофазные двигатели 220 В имеют две фазы, но основная работа выполняется одной, и такие моторы стали называть однофазными. В состав мотора входят следующие детали.

  1. Статор, или неподвижная часть мотора.
  2. Ротор, или подвижная (вращающаяся) часть мотора.

Однофазный электромотор можно охарактеризовать как асинхронный электрический мотор, в котором имеется рабочая обмотка на его неподвижной части, она подключается к сети переменного однофазного тока.

Пусковая катушка

Для того чтобы однофазный мотор мог самостоятельно запускаться и начинать вращение, на них устанавливается ещё одна катушка. Она разработана для запуска двигателя.

Пусковая катушка устанавливается по отношению к рабочей со смещением на 90 градусов. Для того чтобы получить сдвиг токов, следует установить в цепь звено, которое будет сдвигать фазы.

В качестве фазосдвигающего звена могут выступать несколько средств.

  1. Активный резистор.
  2. Конденсатор.
  3. Катушка индуктивности.

Ротор и статор мотора металлические. Для того чтобы изготовить ротор или статор, нужна специальная электротехническая сталь марки 2212.

Двух и трёхфазные моторы

Существует возможность 2 или 3-фазный мотор подключить к однофазному источнику питания. Иногда по ошибке такие моторы называют однофазными. Это заблуждение, правильно будет называть это «двух (или трёх) фазный электромотор, подключённый в однофазную сеть питания переменного тока». Просто подключить двух или трёхфазный мотор в однофазную сеть не получится. Нужна схема согласования.

Таких схем есть несколько, согласование можно реализовать при помощи конденсаторов. После подключения к мотору конденсаторов согласно схеме, мотор будет работать, причём все фазы мотора будут работать, они всё время будут находиться под напряжением и выполнять работу по вращению ротора.

Принцип действия

Переменный электроток создаёт магнитное поле в статоре, которое имеет два поля, они одинаковы по амплитуде, частоте, но разнонаправленны.

Эти поля воздействуют на неподвижный ротор, и, вследствие того, что поля разнонаправленны, ротор начинает вращение. При отсутствии в моторе пускового механизма, то ротор будет стоять на месте.

Ротор, начав вращение в одну сторону, будет вращаться далее в этом же направлении.

Запуск мотора

Посредством магнитного поля производится запуск мотора, магнитное поле, воздействуя на ротор, принуждает его вращаться. Создают магнитное поле главная и дополнительная катушки, пусковая имеет меньший размер, подключается она к дополнительной через конденсатор, катушку индуктивности или активный резистор.

Если мотор низкой мощности, пусковая фаза замкнута. Чтобы запустить такой двигатель, подключать электричество к пусковой катушке можно лишь временно, не более чем на три секунды. Для этого существует пусковая кнопка. Кнопка вставлена в пусковое устройство.

Когда происходит нажатие пусковой кнопки, происходит подача электроэнергии на рабочую и на пусковую катушку одновременно, двигатель в эти первые секунды запуска работает как двухфазный, но через три секунды ротор уже набрал обороты, мотор запустился, и кнопка отпускается. Прекращается подача электроэнергии на пусковую катушку, но подача электричества на рабочую обмотку не прекращается, так устроено пусковое устройство, затем устройство работает уже как однофазное.

Важно помнить, что не следует долго держать пусковую кнопку, так как пусковая катушка может перегреться и выйти со строя, она рассчитана на работу несколько секунд. Для обеспечения безопасности в корпусе однофазного силового агрегата может быть встроено тепловое реле, центробежный выключатель.

Центробежный выключатель устроен таким образом, что когда ротор набрал обороты, центробежный выключатель выключается сам, без вмешательства человека. Пусковой ток однофазного двигателя выше рабочего, после запуска ток снижается до уровня рабочего.

Схему подключения однофазного двигателя смотрите здесь.

Тепловое реле

Тепловое реле действует следующим образом: при нагревании обмоток до установленного на реле предела, реле производит прекращение подачи электроэнергии на обе фазы, таким образом, исключается выход из строя при перегрузке или другой причине, это не даст возникнуть пожару.

Достоинства

К положительным качествам такого мотора можно отнести простоту его устройства, ротор в этой конструкции короткозамкнутый, обмотка статора не представляет собой большой сложности.

Недостатки

Кроме достоинств, в этом моторе имеются и некоторые недостатки.

  1. Невысокий пусковой момент мотора.
  2. Низкий КПД электродвигателя.
  3. Электродвигатель не способен генерировать магнитное поле, которое выполняет вращение.

По этой причине такой двигатель сам не может начать вращение. Дело в том что для того, чтобы мотор начал вращение, он должен иметь не менее двух обмоток, а следовательно, и двух фаз, но мотор имеет одну фазу изначально, таково его устройство. Кроме наличия двух фаз, требуется чтобы одна обмотка была смещена по отношению к другой на определённый угол.

Подключение двигателя

Подключать двигатель нужно в однофазную сеть переменного напряжения 220 вольт, частотой 50 герц. Эти номиналы электроэнергии имеются во всех жилых помещениях нашей страны, и вследствие этого однофазные моторы имеют огромную популярность. Они установлены во всей бытовой технике, такой как.

  1. Холодильник.
  2. Пылесос.
  3. Соковыжималка.
  4. Триммер.
  5. Кусторез электрический.
  6. Швейная машинка.
  7. Электродрель.
  8. Миксер кухонный.
  9. Вентилятор.
  10. Насос водяной.

Разновидности подключения

  1. Подключение с пусковой катушкой.
  2. Подключение с рабочим конденсатором.

Электродвигатели однофазные 220 В малой мощности с пусковой катушкой имеют включённый в цепь конденсатор во время старта. После разгона ротора катушка отключается. Если мотор сделан с рабочим конденсатором, цепь пуска не размыкается, идёт постоянная работа пусковой обмотки через конденсатор.

Существует возможность использовать один электромотор для разных целей. Один и тот же мотор можно снять с одной техники и установить на другую. Включать однофазный двигатель можно тремя схемами.

  1. Происходит временное включение электричества на пусковую обмотку через конденсатор.
  2. Происходит кратковременная подача напряжения на пусковое устройство через резистор, без конденсатора.
  3. Электричество подаётся через конденсатор на пусковую обмотку постоянно, одновременно с работой рабочей обмотки.

При использовании в цепи пуска резистора, обмотка будет иметь активное сопротивление выше. Произойдёт сдвиг фаз, достаточный для начала вращения. Можно использовать пусковую обмотку, в которой большее сопротивление и меньшая индуктивность. Чтобы обмотка соответствовала своим параметрам, она должна иметь меньше витков, тоньше провод.

Конденсаторный пуск представляет собой подключение конденсатора к пусковой обмотке и временную подачу электроэнергии.

Важно

Чтобы достичь максимального значения момента пуска, нужно круговое магнитное поле, оно должно выполнить вращение. Для этого нужно расположение обмоток под углом 90 градусов. Такого сдвига резистором добиться невозможно.

Если ёмкость конденсатора рассчитать правильно, то удастся сдвинуть обмотки под угол 90 градусов.

Вычисление принадлежности проводов

Чтобы вычислить провода, подключающие пусковую обмотку и рабочую, нужно иметь прибор, измеряющий омы или тестер. Нужно замерять сопротивления обмоток.

Сопротивление рабочей обмотки должно быть меньше, чем пусковой. Например, если замеры показали у одной обмотки 12 Ом, а у другой 30 Ом, то первая из них рабочая, а вторая пусковая.

Рабочая обмотка будет иметь большее сечение чем пусковая.

Подборка ёмкости конденсатора

Чтобы подобрать ёмкость конденсатора, нужно знать, какой ток потребляет электромотор. Если он потребляет ток 1,4 ампера, то нужен конденсатор, ёмкость которого составляет 6 микрофарад.

Проверка работоспособности

Начать проверку следует с визуального осмотра.

  1. Если у агрегата была отломана опора, то вследствие этого он тоже мог работать плохо.
  2. В случае если потемнел корпус посередине, это говорит о том что он чрезмерно перегревался.
  3. Возможно, что в разрез корпуса попали разные посторонние вещи, это будет замедлять его и способствовать перегреву.
  4. Если подшипники загрязнены, будет происходить перегревание.
  5. Износ подшипников будет причиной перегревания.
  6. Если к пусковой обмотке 220v подключён конденсатор завышенной ёмкости, то он будет перегреваться. При подозрении на конденсатор нужно отключить его от пусковой обмотки, включить двигатель в сеть, вручную прокрутить вал, произойдёт запуск и начнётся вращение. Нужно дать мотору поработать около пятнадцати минут, затем проверить, не нагрелся ли он. Если мотор не нагрелся, то причина была в повышенной ёмкости конденсатора. Нужно установить конденсатор меньшей ёмкости.

Электродвигатели однофазные 220 в малой мощности выпускаются совершенно разных моделей и для разных целей, и, прежде чем купить изделие, нужно чётко понимать, какова нужна мощность, тип крепления, количество оборотов в минуту, и прочие характеристики.

Источник: https://obrabotkametalla.info/elektrik/odnofaznye-elektrodvigateli-220v

Ссылка на основную публикацию