Схема электродвигателя переменного тока 220 вольт: Однофазный электродвигатель 220в – схемы подключения и цена

Схемы подключения электродвигателей к сети переменного тока 220 вольт

Главная » Разное » Схемы подключения электродвигателей к сети переменного тока 220 вольт

Содержание

1. Принцип действия
2. Двухфазный синхронный электродвигатель
3. Трехфазный синхронный двигатель
4. Трехфазный асинхронный двигатель
5. Однофазный асинхронный электродвигатель
6. Схема включения
7. Подсоединение к однофазной сети
8. Подключение на 220 вольт
9. Как включить однофазный асинхронный двигатель

Для того чтобы разобраться, как подключить электродвигатель конкретного типа, необходимо понимать принципы его работы и особенности конструкции. Существует множество электродвигателей разных типов. По способу подключения к сети переменного тока они бывают трехфазные, двухфазные или однофазные. По способу питания обмотки ротора делятся на синхронные и асинхронные.

Принцип действия

Принцип действия электродвигателя демонстрирует простейший опыт, который всем нам показывали в школе — вращение рамки с током в поле постоянного магнита.

Рамка с током — это аналог ротора, неподвижный магнит — статор. Если в рамку подать ток, она повернется перпендикулярно направлению магнитного поля и застынет в этом положении. Если заставить магнит крутиться, рамка будет вращаться с той же скоростью, то есть синхронно с магнитом. У нас получился синхронный электродвигатель. Но у нас магнит — это статор, а он по определению неподвижен. Как заставить вращаться магнитное поле неподвижного статора?

Для начала заменим постоянный магнит катушкой с током. Это обмотка нашего статора. Как известно из той же школьной физики, катушка с током создает магнитное поле. Последнее пропорционально величине тока, а полярность зависит от направления тока в катушке. Если подать в катушку переменный ток, получим переменное поле.

Магнитное поле — векторная величина. Переменный ток в питающей сети имеет синусоидальную форму.

Нам поможет очень наглядная аналогия с часами. Какие векторы вращаются постоянно перед нашими глазами? Это часовые стрелки. Представим, что в углу комнаты висят часы. Секундная стрелка вращается, делая один полный оборот в минуту. Стрелка — вектор единичной длины.

Тень, которую стрелка отбрасывает на стену, меняется как синус с периодом в 1 минуту, а тень, отбрасываемая на пол — как косинус. Или синус, сдвинутый по фазе на 90 градусов. Но вектор равен сумме своих проекций. Другими словами, стрелка равна векторной сумме своих теней.

Двухфазный синхронный электродвигатель

Расположим на статоре две обмотки под углом в 90 градусов, то есть взаимно перпендикулярно. Подадим в них синусоидальный переменный ток. Фазы токов сдвинем на 90 градусов. Имеем два вектора взаимно перпендикулярных, меняющихся по синусоидальному закону со сдвигом фаз на 90 градусов. Суммарный вектор будет вращаться подобно часовой стрелке, делая один полный оборот за период частоты переменного тока.

У нас получился двухфазный синхронный электродвигатель. Откуда взять токи, сдвинутые по фазе для питания обмоток? Наверное, не всем известно, что вначале распределительные сети переменного тока были двухфазными. И лишь позднее, не без борьбы, уступили место трехфазным. Если бы не уступили, то наш двухфазный электромотор можно было подключить напрямую к двум фазам.

Но победили трехфазные сети, для которых были разработаны трехфазные электродвигатели. А двухфазные электромоторы нашли свое применение в однофазных сетях в виде конденсаторных двигателей.

Трехфазный синхронный двигатель

Современные распределительные сети переменного тока выполнены по трехфазной схеме.

• По сети передаются сразу три синусоиды со сдвигом фаз на треть периода или на 120 градусов относительно друг друга.
• Трехфазный двигатель отличается от двухфазного тем, что у него не две, а три обмотки на статоре, повернутых на 120 градусов.
• Три катушки, подключенные к трем фазам, создают в сумме вращающееся магнитное поле, которое поворачивает ротор.

Трехфазный асинхронный двигатель

Ток в ротор синхронного двигателя подается от источника питания. Но мы знаем из той же школьной физики, что ток в катушке можно создать переменным магнитным полем. Можно просто замкнуть концы катушки на роторе. Можно даже оставить всего один виток, как в рамке. А ток пусть индуцирует вращающееся магнитное поле статора.

1. В момент старта ротор неподвижен, а поле статора вращается.
2. Поле в контуре ротора меняется, наводя электрический ток.
3. Ротор начнет догонять поле статора. Но никогда не догонит, так как в этом случае ток в нем перестанет наводиться.
4. В асинхронном двигателе ротор всегда вращается медленнее магнитного поля.
5. Разница скоростей называется скольжением. Подключение асинхронного двигателя не требует подачи тока в обмотку ротора.

У синхронных и асинхронных электродвигателей есть свои достоинства и недостатки, но факт состоит в том, что большинство двигателей, применяемых в промышленности на сегодняшний день — это асинхронные трехфазные двигатели.

Однофазный асинхронный электродвигатель

Если оставить на роторе короткозамкнутый виток, а на статоре одну катушку, то мы получим удивительную конструкцию — асинхронный однофазный двигатель.

На первый взгляд кажется, что такой двигатель работать не должен. Ведь в роторе нет тока, а магнитное поле статора не вращается. Но если ротор рукой толкнуть в любую сторону, двигатель заработает! И вращаться он будет в ту сторону, в которую его подтолкнули при пуске.

Объяснить работу этого двигателя можно, представив неподвижное переменное магнитное поле статора как сумму двух полей, вращающихся навстречу друг другу. Пока ротор неподвижен, эти поля уравновешивают друг друга, поэтому однофазный асинхронный двигатель не может стартовать самостоятельно. Если же ротор внешним усилием привести в движение, он будет вращаться попутно с одним вектором и навстречу другому.

Попутный вектор будет тянуть ротор за собой, встречный — тормозить.

Можно показать, что из-за разности встречной и попутной скоростей влияние попутного вектора будет сильнее, и двигатель будет работать в асинхронном режиме.

Схема включения

Возможно подключение нагрузок к трехфазной сети по двум схемам — звездой и треугольником. При подключении звездой начала обмоток соединяются между собой, а концы подключаются к фазам. При включении треугольником конец одной обмотки подключается к началу другой.

В схеме включения звездой обмотки оказываются под фазным напряжением 220 В., при включении треугольником — под линейным 380 В.

При включении треугольником двигатель развивает не только большую мощность, но и большие пусковые токи. Поэтому иногда используют комбинированную схему — старт звездой, затем переключение в треугольник.

Направление вращения определяется порядком подключения фаз. Для изменения направления достаточно поменять местами любые две фазы.

Подсоединение к однофазной сети

Трехфазный двигатель можно включать в однофазную сеть, хотя и с потерей мощности, если одну из обмоток подключить через фазосдвигающий конденсатор. Однако при таком включении двигатель сильно теряет в своих параметрах, поэтому этот режим использовать не рекомендуется.

Подключение на 220 вольт

В отличие от трехфазного, двухфазный мотор изначально предназначен для включения в однофазную сеть. Для получения сдвига фаз между обмотками включается рабочий конденсатор, поэтому двухфазные двигатели называют еще конденсаторными.

Емкость рабочего конденсатора рассчитывается по формулам для номинального рабочего режима. Но при отличии режима от номинального, например, при пуске баланс обмоток нарушается. Для обеспечения пускового режима на время старта и разгона параллельно рабочему подключается дополнительный пусковой конденсатор, который должен отключаться при выходе на номинальные обороты.

Как включить однофазный асинхронный двигатель

Если не нужен автоматический запуск, асинхронный однофазный двигатель имеет самую простую схему включения. Особенностью этого типа является невозможность автоматического старта.

Для автоматического пуска используется вторая пусковая обмотка как в двухфазном электромоторе. Пусковая обмотка подключается через пусковой конденсатор только для старта и после этого должна быть отключена вручную или автоматически.

Коллекторный двигатель переменного тока: схема подключения

24.03.2019 0 bogdann.tech Электродвигатели Электрооборудование

Коллекторные двигатели переменного тока достаточно широко применяются как силовые агрегаты бытовой техники, ручного электроинструмента, электрооборудования автомобилей, систем автоматики. Схема подключения двигателя, а также его устройство напоминают схему и устройство электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением.

Область применения таких моторов обусловлена их компактностью, малым весом, легкостью управления, сравнительно невысокой стоимостью. Наиболее востребованы в этом производственном сегменте электродвигатели малой мощности с высокой частотой вращения.

Особенности конструкции и принцип действия

По сути, коллекторный двигатель представляет собой достаточно специфичное устройство, обладающее всеми достоинствами машины постоянного тока и, в силу этого, обладающее схожими характеристиками. Отличие этих двигателей состоит в том, что корпус статора мотора переменного тока для снижения потерь на вихревые токи выполняется из отдельных листов электротехнической стали. Обмотки возбуждения машины подключаются последовательно для оптимизации работы в бытовой сети 220в.

Могут быть как одно-, так и трехфазными, благодаря способности работать от постоянного и переменного тока называются ещё универсальными. Кроме статора и ротора конструкция включает щеточно-коллекторный механизм и тахогенератор. Вращение ротора в коллекторном электродвигателе возникает в результате взаимодействия тока якоря и магнитного потока обмотки возбуждения. Через щетки ток подается на коллектор, собранный из пластин трапецеидального сечения и является одним из узлов ротора, последовательно соединенного с обмотками статора.

В целом принцип работы коллекторного мотора можно наглядно продемонстрировать с помощью известного со школы опыта с вращением рамки, помещенной между полюсами магнитного поля. Если через рамку протекает ток, она начинает вращаться под действием динамических сил. Направление движения рамки не меняется при изменении направления движения тока в ней.

Последовательное подсоединение обмоток возбуждения дает большой максимальный момент, но появляются большие обороты холостого хода, способные привести к преждевременному выходу механизма из строя.

Упрощенная схема подключения

Типовая схема подключения может предусматривать до десяти выведенных контактов на контактной планке. Ток от фазы L протекает до одной из щеток, затем передается на коллектор и обмотку якоря, после чего проходит вторую щетку и перемычку на обмотки статора и выходит на нейтраль N. Такой способ подключения не предусматривает реверс двигателя вследствие того, что последовательное подсоединение обмоток ведет к одновременной замене полюсов магнитных полей и в результате момент всегда имеет одно направление.

Направление вращения в этом случае можно изменить, только поменяв местами выхода обмоток на контактной планке. Включение двигателя «напрямую» выполняется только с подсоединенными выводами статора и ротора (через щеточно-коллекторный механизм). Вывод половины обмотки используется для включения второй скорости. Следует помнить, что при таком подключении мотор работает на полную мощность с момента включения, поэтому эксплуатировать его можно не более 15 секунд.

Управление работой двигателя

На практике используются двигатели с различными способами регулирования работы. Управление коллекторным мотором может осуществляться с помощью электронной схемы, в которой роль регулирующего элемента выполняет симистор, «пропускающий» заданное напряжение на мотор. Симистор работает, как быстросрабатывающий ключ, на затвор которого приходят управляющие импульсы и открывают его в заданный момент.

В схемах с использованием симистора реализован принцип действия, основанный на двухполупериодном фазовом регулировании, при котором величина подаваемого на мотор напряжения привязана к импульсам, поступающим на управляющий электрод. Частота вращения якоря при этом прямо пропорциональна приложенному к обмоткам напряжению. Принцип работы схемы управления коллекторным двигателем упрощенно описывается следующими пунктами:

• электронная схема подает сигнал на затвор симистора,
• затвор открывается, по обмоткам статора течет ток, придавая вращение якорю М двигателя,
• тахогенератор преобразует в электрические сигналы мгновенные величины частоты вращения, в результате формируется обратная связь с импульсами управления,
• в результате ротор вращается равномерно при любых нагрузках,
• реверс электродвигателя осуществляется с помощью реле R1 и R

Помимо симисторной существует фазоимпульсная тиристорная схема управления.

Преимущества и недостатки

К неоспоримым достоинствам таких машин следует отнести:

• компактные габариты,
• увеличенный пусковой момент, «универсальность» работа на переменном и постоянном напряжении,
• быстрота и независимость от частоты сети,
• мягкая регулировка оборотов в большом диапазоне с помощью варьирования напряжения питания.

Недостатком этих двигателей принято считать использование щеточно-коллекторного перехода, который обуславливает:

• снижение долговечности механизма,
• искрение между и коллектором и щетками,
• повышенный уровень шумов,
• большое количество элементов коллектора.

Типичные неисправности

Наибольшего внимания к себе требует щеточно-коллекторный механизм, в котором наблюдается искрение даже при работе нового двигателя. Сработанные щетки следует заменить для предотвращения более серьезных неисправностей: перегрева ламелей коллектора, их деформации и отслаивания. Кроме того, может произойти межвитковое замыкание обмоток якоря или статора, в результате которого происходит значительное падение магнитного поля или сильное искрение коллекторно-щеточного перехода.

Избежать преждевременного выхода из строя универсального коллекторного двигателя может грамотная эксплуатация устройства и профессионализм изготовителя в процессе сборки изделия.

bogdann.tech

Администратор сайта Electricvdele.Ru

• Next Схемы и технические характеристики крановых электродвигателей
• Previous Схемы и рекомендации по подключению электродвигателя через конденсатор на 220В

Ток при полной нагрузке двигателя переменного тока

Приведенные ниже таблицы предназначены для использования в качестве общего руководства по току при полной нагрузке двигателя переменного тока.
Всегда используйте F.L.A. сначала написано на заводской табличке двигателя, если она имеется.

3-фазный двигатель переменного тока F.L.A.

HP	200 вольт	208 вольт	220-240 В	380-415 В	440-480 Вольт	550-600 В
1/2	2,5	2,4	2,2	1,3	1. 1	0,9
3/4	3,7	3,5	3,2	1,8	1,6	1,3
1	4,8	4,6	4,2	2,3	2.1	1,7
1,5	6,9	6,6	6	3,3	3,0	2,4
2	7,8	7,5	6,8	4,3	3,4	2,7
3	11	10,6	9,6	6.1	4,8	3,9
5	17,5	16,7	15,2	9,7	7,6	6.1
7,5	25,3	24,2	22	14	11	9
10	32,2	30,8	28	18	14	11
15	48,3	46,2	42	27	21	17
20	62,1	59,4	54	34	27	22
25	78,2	74,8	68	44	34	27
30	92	88	80	51	40	32
40	120	114	104	66	52	41
50	150	143	130	83	65	52
60	177	169	154	103	77	62
75	221	211	192	128	96	77
100	285	273	248	165	124	99
125	359	343	312	208	156	125
150	414	396	360	240	180	144
200	552	528	480	320	240	192
250	–	–	604	403	302	242
300	–	–	722	482	361	289
350	–	–	828	560	414	336
400	–	–	954	636	477	382
450	–	–	1030	–	515	412
500	–	–	1180	786	590	472

Однофазный двигатель переменного тока F.

Ознакомьтесь с ресурсами, которые может предложить AIC!

Как управлять скоростью электродвигателя переменного тока

27. 11.2019

Несколько вариантов управления электродвигателями переменного тока

Двигатель переменного тока представляет собой электродвигатель, приводимый в действие переменным током (AC), и состоит из двух основных частей: внешнего статора с катушками, на которые подается переменный ток для создания вращающегося магнитного поля, и внутреннего ротора, прикрепленного к выходному валу, создающему второе вращающееся магнитное поле. Возможность управления скоростью двигателя имеет множество преимуществ, и в этом руководстве рассматриваются различные способы управления скоростью двигателя.

Как отмечалось выше, управление скоростью электродвигателя переменного тока имеет множество преимуществ, включая снижение звукового шума, энергоэффективность и улучшенный контроль над приложением двигателя. Несмотря на то, что они являются устройствами с постоянной скоростью, скорость двигателя переменного тока может изменяться при изменении частоты, входного напряжения или обмоток, которые заставляют двигатель вращаться.

Использование инверторов в качестве источника питания

Распространенным и эффективным способом изменения скорости двигателя является изменение частоты с помощью инвертора в качестве источника питания. Благодаря технологическим достижениям и снижению стоимости инверторов это часто используемый и популярный вариант. Методы, включающие снижение напряжения на обмотках двигателя с помощью трансформаторов, резисторов или отводов обмотки двигателя, также используются до сих пор.

Если вы планируете использовать инвертор для питания электродвигателя переменного тока, важно выбрать тот, который может обеспечивать не только напряжение и рабочий ток двигателя, но и пусковой ток. Используйте необходимый диапазон изменения скорости, чтобы выбрать диапазон частот, который должен обеспечивать инвертор. Элементы управления инвертора можно использовать для изменения частоты, подаваемой на двигатель, и скорость двигателя будет соответственно изменяться.

Если абсолютно точное регулирование скорости не является критичным для двигателя, можно также добавить переменное сопротивление в цепь двигателя для снижения напряжения на основной обмотке. «Пробуксовка» двигателя — разница между синхронной скоростью магнитного поля электродвигателя и частотой вращения вала, обычно близкая к нулю, будет возрастать, так как на двигатель подается пониженная мощность. Кроме того, полюса двигателя не получают достаточной мощности для создания силы, необходимой для поддержания их нормальной скорости, и в этом методе двигатель должен быть рассчитан на высокое скольжение.

Использование трансформатора переменного напряжения

Более эффективным вариантом является использование трансформатора переменного напряжения. Этот метод изменяет напряжение, подаваемое на основную обмотку, что приводит к высокому скольжению и уменьшению скорости управления напряжением. Трансформатор переменного напряжения имеет малые потери по сравнению с переменным резистором. Использование трансформатора может иметь ряд ответвлений, которые изменяют отношение напряжения для управления скоростью двигателя. Эти отводы можно переключать вручную, или трансформатор может быть оснащен переключателем отводов с электроприводом. Несмотря на это, скорость двигателя изменяется с дискретными приращениями, а конкретная конструкция зависит от установки, в которой используется трансформатор.

Другие методы управления скоростью двигателя переменного тока

Другой метод управления скоростью двигателя переменного тока заключается в использовании двигателя переменного тока с обмотками с ответвлениями для изменения скорости. Этот метод чаще всего используется в домашних вентиляторах с переключателями высокой, средней и низкой скорости . Эти двигатели имеют заданное количество отводов на основной обмотке, что позволяет им работать с различными напряжениями, приложенными к его магнитному полю. Количество отводов и скоростей, доступных для двигателя, обычно не превышает четырех. Точная скорость в таких типах приложений не критична, а управление скоростью с помощью этой опции очень экономично.

Работа двигателя с частотно-регулируемым приводом (VFD)

Преобразователь частоты (VFD) является еще одним вариантом и представляет собой контроллер двигателя переменного тока, который управляет двигателем, изменяя подаваемые на него частоту и напряжение. Частота (или герц) напрямую связана со скоростью двигателя (об/мин), поэтому чем выше частота, тем выше скорость вращения. Если приложение двигателя не требует, чтобы он работал на полной скорости, можно использовать частотно-регулируемый привод для снижения частоты и напряжения в соответствии с требованиями нагрузки двигателя. Когда требования к скорости двигателя приложения изменяются, частотно-регулируемый привод эффективно снижает или увеличивает скорость двигателя в соответствии с требованиями к скорости. Использование частотно-регулируемого привода может обеспечить снижение энергопотребления и затрат, увеличение производительности за счет более строгого контроля процесса и продление срока службы оборудования при одновременном снижении требований к техническому обслуживанию.

Широтно-импульсная модуляция

Наконец, регулирование величины напряжения на клеммах двигателя с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) также может управлять скоростью двигателя. Как следует из этого термина, ШИМ-управление скоростью работает, управляя двигателем с помощью быстрых серий импульсов «ВКЛ» и «ВЫКЛ» и изменяя рабочий цикл. Мощность, подаваемая на двигатель, регулируется изменением ширины этих приложенных импульсов, что, в свою очередь, изменяет среднее напряжение, подаваемое на клеммы двигателя. Модулируя или изменяя синхронизацию этих импульсов, можно управлять скоростью двигателя. Таким образом, чем дольше импульс «ВКЛ», двигатель будет вращаться быстрее, и, наоборот, чем короче время «ВКЛ» импульса, тем медленнее будет вращаться двигатель.

С помощью нескольких простых регулировок или изменений можно управлять скоростью электродвигателя переменного тока. Посетите Zoro.com, чтобы узнать о широком ассортименте регуляторов скорости переменного тока от ведущих поставщиков.