Подключение однофазного асинхронного двигателя: Как подключить однофазный двигатель. Как подключить однофазный двигатель Как устроены коллекторные движки

Подключение асинхронного двигателя на 220 схема. Как подключить электродвигатель стиральной машины. Область применения однофазных двигателей

В прошлой статье Я рассказывал как подключить и запустить двигатель на 380 Вольт в однофазной электросети 220 В. Сейчас Я расскажу о том, как подключить однофазный электродвигатель от сломавшейся стиральной машины, пылесоса и т.

Д. Его можно успешно использовать в других целях в домашнем хозяйстве, например для привода точила, полировального станка, газонокосилки и т. п.

Это также приводит к снижению мощности на 20%. В основном, работа электромотора медленнее обычно означает, что он будет требовать меньше энергии. Это хорошо, так как двигатель также уменьшает 20% мощности, а охлаждающий вентилятор тоже замедляется. Это означает, что во время каждого цикла каждой линии электропитания магнитная структура двигателя, вероятно, будет перегружена. Поскольку крутящий момент двигателя не будет существенно изменяться с увеличением частоты, он теперь выйдет на 20% больше мощности.

Запуск машины на 20% быстрее, скорее всего, увеличит спрос на электроэнергию не менее чем на 20%! Если машина циклически разгоняется или замедляется, она будет подвержена большим механическим воздействиям. Если двигатель управляет центробежными нагрузками, их спрос может даже подняться на квадрат увеличения скорости.

Схема подключения коллекторного электродвигателя на 220 Вольт

В электрических дрелях, перфораторах, болгарках и некоторых моделях стиральных машин автоматов используется синхронный коллекторный двигатель. Он успешно запускается и работает в однофазных сетях без лишних пусковых устройств.

Для того, что бы подключить коллекторный электромотор , необходимо соединить между собой перемычкой два конца №2 и №3, один идущий от якоря, а второй от статора. А оставшиеся 2 конца присоединить к электропитанию 220 Вольт.

Случай 1: у вас есть мощность 60 Гц для оборудования с частотой 50 Гц. Скажем, вы просто получили большое количество оборудования.

Поскольку он подключен к сети, вы поняли, что он имеет 50 Гц на паспортной табличке, и у вас есть источник питания 60 Гц.

Оборудование будет работать на 20% быстрее! Это будет проблемой? Если это так, можно ли вернуть скорость для расчета скорости, изменив размер шкива, чтобы снизить скорость на 20% до того места, где она была? Если это возможно, вы можете приступить к запуску оборудования по своему усмотрению.

Случай 2: у вас есть мощность 50 Гц для устройства с частотой 60 Гц. Вы получаете прибор, и поскольку вы используете источник питания 50 Гц, метка 60 Гц беспокоит вас. Опять же, реализация устройства будет работать на 20% медленнее, выполнит ли он работу? В этом случае вы не можете изменить размеры шкивов, чтобы исправить скорость, потому что мотор только потерял 20% от его номинальной стоимости. Если вы измените шкивы, это, вероятно, будет перегружено – серьезно.

Помните, что при подключении коллекторного электрического двигателя без блока электроники, он будет работать только на максимальных оборотах, а при запуске будет сильный рывок, большой пусковой ток, искрение на коллекторе.

Может быть мотор и 2 скоростным , тогда со статора будет выходить 3 конец с половины его обмотки. При подключении к нему уменьшится скорость вращения вала, но при этом увеличивается риск нарушения изоляции при запуске мотора.

Если устройство может работать на 20% медленнее, все равно может быть надежда. Несмотря на то, что он будет терять охлаждение, когда его внутренний вентилятор работает медленнее, работа медленнее и с 20% менее мощным двигателем, скорее всего, выйдет. Запустите прибор и быстро проверьте текущий ток с помощью амперметра.

Вы должны следить за температурой двигателя и убедиться в том, что после продолжительного времени работы под нагрузкой он остается ниже повышения температуры заводской таблички. Прежде чем идти на поводу добавления дополнительных трансформаторов, серьезно подумайте об изменении двигателя для правильного источника питания 50 Гц. Помните, что вам может потребоваться увеличить номинальный киловатт, если вы собираетесь менять передаточные числа, чтобы вернуть оборудование обратно к своей первоначальной скорости.

Для изменения направления вращения необходимо поменять местами концы подключения статора или якоря.

Схемы подключения однофазных асинхронных электродвигателей

Если в однофазных электродвигателях была бы только одна обмотка в статоре, тогда внутри него электромагнитное поле было бы пульсирующим, а не вращающимся. И запуск произошел бы только после раскручивания вала рукой. Поэтому для самостоятельного запуска асинхронных двигателей добавляется вспомогательная обмотка или пусковая, в которой фаза при помощи конденсатора или индуктивности оказывается сдвинутой на 90 градусов. Пусковая обмотка и толкает ротор электродвигателя в момент включения.

Основные схемы включения изображены на рисунке.

У моей машины есть двигатели постоянного тока. будут ли они работать должным образом. будет ли эта цепь управления подачей питания, которая имеет оси привода. Механик сказал мне, что ничего нельзя сделать. Будет ли использовать преобразователь частоты? отличается от трансформатора, потому что у меня есть трансформатор, но он все еще не работает так, как должен, очень медленный.

Любые советы будут высоко оценены. Мы проанализировали выше 25 Нос двигателей с частотой 60 Гц вместо 50 Гц. Применение этих двигателей в вытяжных вентиляторах. Пожалуйста, предложите оценку подходящего понижающего трансформатора, который может улучшить его срок службы.

Первые две схемы

рассчитаны на подключение пусковой обмотки на время запуска мотора, но не более 3 секунд по продолжительности. Для этого используется реле или пусковая кнопка, которую необходимо нажать и удерживать пока не запустится мотор.

Пусковая обмотка может подключаться через конденсатор, или в очень редких случаях через сопротивление. В последнем случае обмотка должна быть намотана по бифилярной технологии, т.е сопротивление является частью обмотки. Оно увеличивается в ней за счет длины провода, но при этом индуктивность катушки не меняется.

Означает ли это, что часы, использующие частоту сети для привода синхронного двигателя, могут работать быстрее или медленнее, так как частота сети изменяется со временем? Вопрос в том, будет ли мотор гореть быстро или, вероятно, просто сократить срок службы? Вы можете перейти на страницу «Контакт», чтобы получить цену.

Вы можете использовать 50 Гц с двигателем, построенным на 60 Гц без проблем, для 400 В необходимо проверить соединение двигателя, оно должно быть правильно подключено к 400 вольтам, в общем, двигатели могут быть подключены, по меньшей мере, к двум различным напряжениям. Также необходимо соблюдать максимальные параметры тока и скорости для рабочих условий двигателя, мощность и крутящий момент будут ниже номинальных.

В третьей самой распространенной схеме конденсатор постоянно включен к сети при работе электродвигателя, а не только на время его запуска.

Что бы определить какие провода идут на каждую из обмоток, сначала вызваниваем их по парам, а затем меряем сопротивление каждой по этой инструкции. У пусковой обмотки сопротивление всегда будет больше (обычно около 30 Ом), чем у рабочей обмотки (чаще всего в районе 10-13 Ом).

Это означает, что более высокие частоты означают более высокие скорости. Взъерошенный вид для запасных частей 1) взорванный вид для запасных частей.

2) взорванный вид для запасных частей. Электродвигатели с однофазным сопротивлением, однофазные электродвигатели с электродвигателем.

Синхронная скорость вращения: изменение в соответствии с полюсами и частотой. Этот асинхронный двигатель требует только одной фазы питания для их правильной работы. Они обычно используются в маломощных приложениях для внутреннего и промышленного использования. Простые конструкции, дешевая стоимость, лучшая надежность, облегчение ремонта и лучшее обслуживание – вот некоторые из его заметных преимуществ.

Подбирать конденсатор необходимо по потребляемому току мотором, например для I = 1.4 А потребуется конденсатор емкостью 6 мкФ.

Как подключить электродвигатель стиральной машины

В современных стиральных машинах могут стоять либо коллекторные или трехфазные двигатели. Последние можно запустить только при помощи электронного пуск-регулирующего устройства, которое необходимо будет достать со стиральной машины и переделать схему на ручной запуск.

Но для этого надо хорошо разбираться в радиотехнике.

Строительство однофазного индукционного двигателя

Основными компонентами однофазного асинхронного двигателя являются статор и ротор. Статор известен как неподвижная часть. Обычно однофазное переменное питание подается на обмотку статора. Ротор – вращающаяся часть двигателя. Ротор соединен с механической нагрузкой с помощью вала. Здесь используется ротор с короткозамкнутым ротором. Он имеет ламинированный железный сердечник с большим количеством слотов. Слоты ротора закрыты или полузакрыты. Обмотки ротора симметричны и в то же время коротко замкнуты.

Коллекторный двигатель же двигатель от стиральной машины подключить очень просто.

Как правило на колодку подключения выходит 6-7 проводов, не считая на заземление корпуса.

Два провода идут с тахометра, которые не будут использоваться. И по паре проводов выходит со статора и якоря (ротора). Так же иногда может выходить еще один конец с половины обмотки.

Между ротором и статором имеется воздушный зазор. Наиболее практичные применения этого двигателя в холодильниках, часах, сверлах, насосах, стиральных машинах и т.д. обмотка статора в асинхронном двигателе 1Ø состоит из двух частей: Главная обмотка и вспомогательная обмотка. Обычно вспомогательная обмотка перпендикулярна основной обмотке. В асинхронном двигателе 1Ø обмотка с большим числом оборотов известна как основная обмотка. В то время как другой провод называется вспомогательной обмоткой.

В связи с этим создается магнитное поле, которое пульсирует синусоидальным образом. По прошествии некоторого времени полярность поля меняет направление вращения, и переменный поток не может обеспечить требуемый поворот двигателя. Но если двигатель перемещается внешними средствами, двигатель вращается с конечной скоростью. Используя теорию вращения с двойным полем, поведение этого двигателя можно объяснить, как показано ниже.

Вызваниваем пары обмоток и соединяем перемычкой между собой конец роторной с началом статарной обмотки. На начало роторной подключаем один конец электропитания и другой- на конец статарной.

Если необходимо подключение второй скорости , тогда один конец электропитания подключаем к выходу с половины обмотки. У нее будет меньше сопротивление, чем у целой.

Типы однофазного индукционного двигателя

Почему однофазный асинхронный двигатель не запускается самостоятельно? Это показано на рисунке ниже. Переменный поток, создаваемый статором, представлен как Ø 1 и Ø 2. Каждый из потоков равен половине максимального значения переменного потока, и они вращаются с синхронной скоростью в противоположных направлениях. Поэтому однофазный асинхронный двигатель не запускается самостоятельно. Этот факт проиллюстрирован на рисунке ниже. Существует много способов запуска однофазного асинхронного двигателя. Исходя из этого, существует 5 различных типов.

Иногда на колодку подключения еще может выходить дополнительно пара контактов от термозащиты.

В старых стиральных машинах советского образца стояли простые асинхронные электродвигатели с пусковой обмоткой. Для их запуска рекомендую использовать соответствующее реле от стиральной машины, которое устанавливается только вертикально по указателю на корпусе. Подключение производится по этой схеме.
А можно запустить и по другой схеме только с рабочим конденсатором, подключенным к пусковой обмотке.

Также известен как двигатель запуска сопротивления. Основная обмотка и вспомогательная обмотка смещены на 90 градусов. Здесь используется центробежный переключатель. Некоторые из его характеристик включают: мощность от 60 Вт до 250 Вт, постоянную скорость и высокий пусковой ток. Из-за низкой стоимости двигателя он очень популярен на рынке. Внутренние применения эффективно используют этот двигатель. Из-за его низкого пускового момента он не может управлять более чем 1 кВт.

Здесь вспомогательная обмотка имеет больше оборотов. Последовательно устанавливается вспомогательная обмотка. Также подключен центробежный переключатель, и две обмотки установлены на 90 градусов. Некоторые из его характеристик – это высокая стоимость, мощность от 120 Вт до 7 кВт и т. д. обычно в этих приложениях используется двигатель запуска конденсатора, поэтому требуется высокий пусковой момент.

Проверка работоспособности

Для того, что бы проверить правильность собранной схемы необходимо включить электродвигатель и дать ему поработать сначала одну минуту, а затем около 15. Если двигатель горячий, то причинами может быть:

1. Изношенность, загрязненность или зажатость подшипников.
2. Большая ёмкость конденсатора , отключите его и запустите двигатель рукой, если он перестанет греться- уменьшите емкость конденсаторов.

Бытовые электродвигатели – это двигатели однофазные, по ошибке их часто называют (“двухфазные двигатели”) т.к. они применятся в сети с напряжением 220В. В связи с этим двигатели однофазные называют электродвигатель 220 или двигатель 220в. Электродвигатели серии АИРЕ (двигатели однофазные – “бытовые электродвигатели”) асинхронные однофазные с короткозамкнутым ротором конденсаторные предназначены для работы от сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц. Допускается работа от сети напряжением 230 В частотой 50 Гц и 220, 230 В частотой 60 Гц. Двигатели однофазные выполнены с двухфазной обмоткой на статоре (“двухфазные двигатели”). Для уменьшения влияния температуры окружающей среды на емкость конденсаторов их следует размещать в местах, наименее подверженных колебаниям температуры. В процессе эксплуатации двигателя рекомендуется периодически контролировать величину емкости конденсатора.

Двигатель с конденсатором и конденсатором. Клетчатый ротор и обмотки статора являются двумя основными частями двигателя. Обмотки статора расположены на 90 градусов. Здесь также используется центробежный переключатель. Запуск больших нагрузок, простота в эксплуатации, повышение эффективности – вот некоторые из его характеристик. Использование этого двигателя эффективно и в быту и в промышленности.

Двигатель с постоянным раздельным конденсатором. Клетчатый ротор и обмотка статора являются двумя частями двигателя. У этого есть только один конденсатор последовательно со вспомогательной обмоткой. Здесь конденсатор работает в условиях запуска и пуска. Здесь нет центробежного переключателя. Некоторые характеристики этого двигателя – хорошая эффективность, низкий пусковой ток, отсутствие центробежного выключателя, большой крутящий момент, использование простых конденсаторов и т.д. вентиляторы, воздуходувки и т.д. широко используют этот двигатель.

Условия эксплуатации

• Напряжение и частота: 220 В при частоте 50 Гц.
• Вид климатического исполнения: У2, У3, У5, УХЛ,2, Т2.
• Режим работы: S1.
• Степень защиты базового варианта: IP 54.
• Степень охлаждения – IC 041.
• Класс нагревостойкости изоляции: электродвигатели изготавливаются с изоляцией класса нагревостойкости “В” или “F” по ГОСТ 8865-93.
• Номинальные значения климатических факторов по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.
• Запыленность воздуха не более 2 мг/м3.
• Группа механического исполнения М1 по ГОСТ 17516.1-90.
• Воздействие вибрационных нагрузок для двигателей, соответствующих 1 степени жесткости по ГОСТ 17516. 1-90.

Область применения однофазных двигателей

Однофазный асинхронный двигатель предназначен для привода механизмов. В частности насосов, вентиляции и для другово бытового оборудования. Электродвигатели с питанием напряжения 220в комплектуются как одним, так и двумя конденсаторами (рабочий и пусковой). Электродвигатели серии АИРМУТ, АИРУТ, АИС2Е (однофазные с двумя конденсаторам) подходят для использования на оборудовании требующей большой пусковой момент: деревообрабатывающих станков, транспортеров, компрессоров, подъемников и др., применяется для привода средств малой механизации: кормоизмельчителей, бетоносмесителей и др. Электропитание осуществляется от сети переменного тока напряжением 220В. Как правило, двигатели поставляются заводами-изготовителями укомплектованными конденсаторами (потребителю остается только подключить двигатель к однофазной сети согласно схеме подключения). Монтажные исполнения однофазных двигателей и их габаритно-присоединительные размеры соответствуют общепромышленным двигателям серии АИР(АИРМ,5А и пр. )Расшифровка обозначения: АИРЕ, АИРМУТ, АИСЕ – однофазный электродвигатель с двухфазной обмоткой и рабочим конденсатором. АИР3Е, АИР3УТ – однофазный электродвигатель с трехфазной обмоткой и рабочим конденсатором.

Кронштейн ротора и статор являются основными частями этого двигателя. Здесь статор состоит из выступающих полюсов с возбуждающей катушкой. Каждый полюс обернут заслонкой. Полюсы называются заштрихованным полюсом. Простая конструкция, без центробежного переключателя, мощность около 30 Вт – вот некоторые из ее характеристик. Низкомощные приложения широко используют этот двигатель.

Конденсаторы с фазовым сдвигом играли важную роль в работе трехфазного асинхронного двигателя с однофазным питанием. В этой статье была представлена ​​оптимизация конденсаторов трехмоторных двигателей с последовательным подключением. Во-первых, конденсаторы оптимизируются с помощью метода золотого сечения, выбирая наименьший коэффициент тока обратной последовательности в качестве целевой функции. Затем емкости дополнительно оптимизируются с помощью моделируемого метода отжига, используя максимальную эффективность при номинальных нагрузках в качестве целевой функции.

Пример условного обозначения электродвигателя аире:

АИРE 100S4 У3 IМ1081

• АИРЕ –
  • А асинхронный,
  • И унифицированная серия (Интерэлектро)
  • Р привязка мощностей к установочным размерам (Р по ГОСТ, С -по (CENELEK, DIN)
  • Е однофазный двигатель
• 100 -габарит двигателя(высота между центром вала и основанием)
• S – установочный размер по длине станины
• 4 – число полюсов
• У3 -климатическое исполнение и категория размещения
• IМ1081 – исполнения на лапах

Асинхронный однофазный двигатель его устройство и подключение

Асинхронный однофазный двигатель представляет собой машину, преобразующую электрическую энергию в механическую, снимаемую в виде вращательного момента на ее валу. Свое название она получила потому, что при увеличении нагрузки на вал ее скорость уменьшается, отставая от частоты вращения магнитного поля. Разница этих скоростей называется скольжением.

Состоит асинхронный однофазный двигатель, как и все электрические машины, из двух основных частей – статора и ротора. Внутри клеммной коробки, закрепленной на корпусе, сделаны выводы, обозначенные по-разному. Их четыре, и для того чтобы их правильно соединить, необходимо понимать назначение каждой из двух пар проводов.

От обычного трехфазного электромотора асинхронный однофазный двигатель отличается количеством обмоток и их конфигурацией. Их две, и они не одинаковы. Основная обмотка предназначена для создания вращающегося магнитного поля эллиптической формы.

Плавный пуск асинхронного электродвигателя: устройство,…

Плавный пуск асинхронных двигателей осуществляется благодаря стартерам. По своим параметрам модели…

Под прямым углом по отношению к ней располагается дополнительная или вспомогательная катушка индуктивности, генерирующая пусковой момент, нужный для придания ротору начального вращения. Необходимость этого элемента обусловлена тем, что одна электрообмотка возбуждает магнитное поле, ось симметрии которого остается неподвижной, а, следовательно, чтобы тронуть ротор с места, требуется дополнительное усилие. Форма его эллиптическая, и ее можно представить как сумму двух круговых полей с противоположными направлениями, одно из которых способствует вращению, а другое препятствует ему. Характеристики такой машины по этой причине значительно хуже, чем у трехфазной, однако в условиях квартиры или дома приходится мириться с этим недостатком.

Узнаем как подключить трехфазный электродвигатель в сеть…

Нередко возникает необходимость в домашнем хозяйстве или при проведении ремонтных работ произвести…

Как правило, асинхронный однофазный двигатель – машина невысокой мощности, используемая чаще всего для бытовых электроприборов. Примером могут служить фен, пылесос, кофемолка или кухонный комбайн. Со своей задачей электродвигатели этого типа вполне справляются, тем более что альтернативы им практически нет.

Подключение однофазного асинхронного двигателя имеет свои особенности, обусловленные спецификой конструкции. Дело в том, что пусковая обмотка не предназначена для длительной работы. Запуск машины производится в кратковременном режиме. После набора рабочей угловой скорости цепь возбуждения дополнительного поля должна быть разомкнута, иначе произойдет ее опасный перегрев и, возможно, выход из строя. Время запуска, как правило, не превышает трех-пяти секунд. Размыкание может производиться как вручную (просто отпустить кнопку «Старт»), так и автоматически (с помощью размыкающего реле времени). В наиболее совершенных устройствах применяются центробежные системы, рассчитанные на отключение разгонной обмотки в тот момент, когда асинхронный однофазный двигатель достигнет номинальной скорости вращения.

Помимо дополнительной обмотки и стартовой кнопки есть еще один элемент, необходимый для того, чтобы заставить вращаться однофазный асинхронный двигатель. Схема подключения предусматривает последовательное соединение с индуктивностью схемы, обеспечивающие фазовое смещение. Как правило, это конденсатор, при прохождении через который вектор электрического тока изменяет направление относительно вектора напряжения.

Однофазная асинхронная машина – MATLAB и Simulink

Основное содержание

Открытая модель

В этом примере показана работа однофазного асинхронного двигателя в режимах «Конденсатор-Пуск» и «Конденсатор-Пуск-Работа».

H. Ouquelle и Louis-A.Dessaint (Ecole de technologie superieure, Монреаль)

Описание

В этой модели используются два однофазных асинхронных двигателя соответственно в режимах «Конденсатор-Пуск» и «Конденсатор-Пуск-Работа» для сравнения их рабочих характеристик, таких как крутящий момент, пульсация крутящего момента, КПД и коэффициент мощности. Два двигателя мощностью 1/4 л.с., 110 В, 60 Гц, 1800 об/мин. питаются от однофазного источника питания 110 В. У них одинаковые обмотки статора (основная и вспомогательная) и короткозамкнутые роторы.

Двигатель 1 Двигатель работает в режиме пуска от конденсатора. Его вспомогательная обмотка, последовательно соединенная с пусковым конденсатором 255 мкФ, отключается при достижении скорости 75% от номинальной. Пусковой конденсатор используется для обеспечения высокого пускового момента.

Двигатель 2 работает в режиме пуск-работа конденсатора. В этом режиме работы используются два конденсатора: рабочий и пусковой конденсаторы. В пусковой период вспомогательная обмотка также подключается последовательно с конденсатором 255 мкФ, но после достижения скорости отключения вспомогательная обмотка остается последовательно соединенной с рабочим конденсатором 21,1 мкФ. Это значение конденсатора оптимизировано для смягчения пульсаций крутящего момента. Двигатель работает эффективно с высоким коэффициентом мощности.

Два двигателя сначала запускаются без нагрузки, при t=0. Затем в момент времени t=2 с, как только двигатели достигли стационарного режима, на вал внезапно прикладывается крутящий момент 1 Н·м (номинальный крутящий момент).

Симуляция

Запустить симуляцию. В блоке Scope отображаются следующие сигналы для двигателя с конденсаторным пуском (желтые линии) и двигателя с конденсаторным пуском (пурпурные линии): общий ток (основная + вспомогательная обмотка), ток основной обмотки, ток вспомогательной обмотки, напряжение конденсатора, скорость вращения ротора и электромагнитный момент. Механическая мощность, коэффициент мощности и КПД двигателя 1 и двигателя 2 вычисляются внутри подсистемы обработки сигналов и отображаются в 3 блоках дисплея.

Во время пускового периода, пока разъединитель остается замкнутым (от t=0 до t=0,48 с), все сигналы идентичны. После размыкания переключателя наблюдаются различия, как описано ниже.

1. Пусковой конденсатор:

Обратите внимание на пульсации крутящего момента с частотой 120 Гц, которые вызывают механические вибрации ротора с частотой 120 Гц и снижают эффективность двигателя. Пульсация крутящего момента от пика до пика составляет около 3 Н, или 300 % от номинальной нагрузки, когда двигатель работает на холостом ходу. Обратите внимание, что пусковой конденсатор остается заряженным при пиковом напряжении, когда вспомогательная обмотка отключена.

2. Конденсатор-Пуск-Работа:

Обратите внимание, что пульсации крутящего момента значительно уменьшились. Значение рабочего конденсатора оптимизировано для минимизации пульсаций крутящего момента при полной нагрузке. Величина пульсаций крутящего момента составляет 2 Н·м от пика до пика (200 % номинального момента) на холостом ходу и всего 0,04 Н·м от пика до пика (4 % от номинального момента) при полной нагрузке. Коэффициент мощности и КПД при полной нагрузке (соответственно 90 % и 75 %) выше, чем у двигателя с конденсаторным пуском (соответственно 61 % и 74 %).

У вас есть модифицированная версия этого примера. Хотите открыть этот пример со своими правками?

Вы щелкнули ссылку, соответствующую этой команде MATLAB:

Запустите команду, введя ее в командном окне MATLAB. Веб-браузеры не поддерживают команды MATLAB.

Выберите веб-сайт

Выберите веб-сайт, чтобы получить переведенный контент, где он доступен, и увидеть местные события и предложения. В зависимости от вашего местоположения мы рекомендуем вам выбрать: .

Вы также можете выбрать веб-сайт из следующего списка:

Европа

Свяжитесь с местным офисом

• Пробная версия ПО
• Пробная версия ПО
• Обновления продукта
• Обновления продукта

Электрические машины — однофазные асинхронные двигатели

Однофазные асинхронные двигатели обычно имеют конструкцию, подобную трехфазного двигателя: на статоре размещены обмотки переменного тока, короткозамкнутые проводники помещается в цилиндрический ротор. Существенная разница, конечно, в том, что есть только однофазное питание статора.

Рассмотрим схему двигателя, показанную на рис. 1. Если к обмотке статора подключен источник переменного тока, плотность пульсирующего потока будет быть изготовлены, которые будут связывать цепи ротора. Напряжение, индуцируемое в цепях ротора, будет вызвать протекание тока, создающего плотность потока, противодействующую изменению потока статора, соединяющего схема. На приведенной выше диаграмме плотности потока как статора, так и ротора будут действовать в направлении y. то есть векторное произведение плотностей потоков будет равно нулю, двигатель не создает крутящего момента. Этот простой качественный анализ указывает на проблему, однофазные источники производят пульсирующие поля, невращающиеся поля и пульсирующие поля не создают крутящего момента. Тем не менее, однофазные двигатели могут быть изготовлены, поэтому кажется, что существует противоречие в том, что мы знаем работы, а не анализ.

Рис. 1. Иллюстрация поперечного сечения однофазного асинхронного двигателя

Двойной вращающийся полевой подход

Подход с двойным вращающимся полем разлагает пульсирующее магнитное поле на два магнитных поля, вращающихся в противоположных направлениях. Рассмотрим уравнение для пространственно синусоидально распределенной МДС с пульсирующей величиной:

\[ \mathcal{F} \left(\theta,t\right) = \hat{\mathcal{F}} \sin\left(\omega_e t\right) \sin\left(\frac{p}{2}\ тета_м\право) \]

Произведение функций косинуса и синуса можно разложить, чтобы получить:

\[ \mathcal{F}\left(\theta,t\right) = \frac{\hat{\mathcal{F}}}{2} \left(\color{red}{\cos\left(\frac{p {2}\theta_m – \omega_e t \right)} – ​​\color{blue}{\cos\left(\frac{p}{2}\theta_m + \omega_e t \right) }\right) \]

В приведенном выше уравнении красная часть \( \cos\left(\frac{p}{2}\theta_m – \omega_e t \right)\) представляет собой вращающуюся вперед (против часовой стрелки) синусоидально распределенную ммф. Синяя секция \(\cos\left(\frac{p}{2}\theta_m + \omega_e t \right) \) представляет собой вращающуюся назад (по часовой стрелке) синусоидально распределенную МДС. Эта идея анимирована на рис. 2.9.0003 Рис. 2. Анимация двух векторов МДС, вращающихся в противоположных направлениях, и суммирование векторов с пульсирующим вектором МДС

. Применяя теорию двойного вращающегося поля, можно представить однофазную асинхронную машину как сумму двух меньших асинхронных машин, каждая из которых пытается вращаться в противоположных направлениях. Кривая скорости крутящего момента для однофазной асинхронной машины может быть представлена ​​как сумма двух кривых скорости крутящего момента: одна связана с движением машины в прямом направлении, а другая пытается вести машину назад. Эта идея показана на рис. 3.9.0003

Можно видеть, что если есть два равных и противоположных вращающихся поля, то чистый крутящий момент в состоянии покоя будет нулевым. Это случай, рассмотренный в качественном анализе, показанном ранее. Учитывая кривые крутящего момента, если можно запустить однофазный асинхронный двигатель, создать крутящий момент и машина будет работать как двигатель.

Рис. 3. Компоненты крутящего момента однофазного асинхронного двигателя

Начиная с

Существует ряд различных типов однофазных асинхронных машин, подходы к созданию которых несколько различаются. вращающееся поле при запуске. Большинство однофазных индукционных машин работают, подавая на двигатель двухфазные токи (две обмотки, подключенные к одному и тому же напряжению питания, с разными импедансами для создания разных фазовых углов для токов). в 4, на двигатель подается две фазы. Если питание фаз сбалансировано (одинаково на единицу mmf), с 90 ° электрического фазового угла между токами и 90 ° электрического пространственного угла между катушками, тогда в результате получается чисто вращательное поле без пульсаций. Если источники питания несбалансированы или фазовый угол не точно равен 90°, будет иметь место комбинация эффекта пульсации и вращения. Это можно увидеть на анимации на рис. 4.

Используя знания о трехфазных асинхронных машинах, мы знаем, что импеданс обмотки является функцией скольжения. Это добавляет дополнительную сложность, если два сбалансированных тока обмоток должны быть получены от однофазного источника питания – коэффициент мощности обмотки изменяется при скольжении.

В идеале мы хотим, чтобы ток во «вспомогательной обмотке» опережал ток основной обмотки, и для этого мы можем использовать конденсатор. Но емкость, необходимая для создания идеального фазового сдвига тока, будет разной для каждого значения скольжения. Мы должны выбрать значения емкости, которые либо оптимально уравновешивают магнитные поля при заданной скорости (например, при запуске или при номинальной нагрузке), либо емкость, обеспечивающую компромисс между пусковыми и рабочими характеристиками.

Рис. 4. Анимация двух фаз, способных создавать вращающееся поле

Пуск конденсатора — двигатели, работающие от конденсатора

Рис. 5. Схема цепи запуска конденсатора

. На приведенной выше принципиальной схеме показаны основная и вспомогательная обмотки, расположенные под углом 90°. разделение вокруг ротора. Два параллельных конденсатора включены последовательно со вспомогательной обмоткой. При запуске общая емкость определяется как

\[ C_{tot}=C_{бег}+C_{старт} \ ]

Как только ротор достигнет заданной скорости, переключатель разомкнется, и будет работать только рабочая емкость. использоваться. Этот тип переключения достигается с помощью механического подпружиненного центробежного переключателя. Комбинированный крутящий момент Кривая скорости для двигателя с пусковым конденсатором показана ниже.

Рис.6 Кривая крутящий момент при работе от конденсатора при пуске с конденсатором Иллюстрация

Двигатель с запуском от конденсатора

Основным недостатком двигателя с запуском от конденсатора является стоимость. Там два конденсатора переключатель. Совокупная стоимость этих компонентов и их производства значительна по сравнению с остальной частью двигателя. Если требуется высокий пусковой крутящий момент, но приемлем режим работы с более низким КПД, можно исключить рабочий конденсатор. как показано ниже.

Рис.7. Схема цепи запуска конденсатора

. В этом случае рабочий момент отрицателен при синхронной скорости из-за обратного вращения поля. обратное поле также вызовет пульсации крутящего момента и вибрацию. Комбинированная кривая крутящий момент-скорость в установившемся режиме показана ниже.

Рис. 8 Иллюстрация кривой пусковой момент конденсатор-скорость

Двигатель с постоянно разделенным конденсатором

Если важны эффективность работы и вибрация, но пусковой момент может быть нарушен, конденсатор можно оставить в вспомогательный контур на всех скоростях. Размер конденсатора для обеспечения баланса в конкретной точке нагрузки, обратное поле можно устранить, повысив эффективность и устранив пульсации крутящего момента.

Рис.9. Схема постоянно разделяемого конденсатора

. Устранение центробежного переключателя может значительно снизить стоимость производства. Компромисс ниже, начиная крутящий момент, так как размер конденсатора рассчитан не для обеспечения баланса при пуске, а для условий работы

Рис. 10 Рисунок

Кривая зависимости крутящего момента от скорости постоянного раздельного конденсатора

Двухфазный двигатель

Двухфазный двигатель не имеет емкости во вспомогательной цепи. Сдвиг фаз по отношению к основному току равен достигается за счет использования узких проводников для достижения высокого отношения сопротивления к реактивному сопротивлению. Увеличение сопротивления означает, что вспомогательный обмотку можно использовать только во время пуска, иначе она перегреется.

Рис.11 Схема цепи с расщепленной фазой

Двигатель с расщепленной фазой имеет значительно меньший пусковой момент, чем любой из конденсаторных двигателей из-за уменьшен фазовый угол между токами основной и вспомогательной обмотки.

Рис. 12 Иллюстрация двухфазной кривой крутящий момент-скорость

Резюме

Каждый из перечисленных выше типов двигателей имеет разные характеристики, но по разной цене – конденсаторы требуют дополнительных расходов, как и центробежные выключатели; переключателям может потребоваться техническое обслуживание. На самом деле многие решения, в которых требуется производительность, основаны на компромиссе между эффективностью работы и капитальными затратами, если конструкция способна довести нагрузку до нужной скорости.

Двигатели с экранированными полюсами

Однофазный асинхронный двигатель одного класса, который дешевле любого из двухобмоточная (или «расщепленная фаза») конструкция представляет собой двигатель с экранированными полюсами. Как правило, эти двигатели используются в небольшие размеры, а наиболее привычным применением может быть вентилятор для ванной комнаты.

Схема простого двигателя с экранированными полюсами показана на рис. 13.

Рис. 13 Иллюстрация двигателя с экранированными полюсами

В двигателе с экранированными полюсами ротор помещен в простой с-образный сердечник. Половина каждого полюс покрыт «затеняющей» катушкой. Когда переменный ток проходит через питающую катушку, возникает пульсирующий производится флюс. При изменении потока через затеняющую катушку индуцируются напряжение и ток.