Однофазный электродвигатель 220в. Схема, подключение, преимущества
Однофазный двигатель представляет собой электрическое устройство, которое питается от сети. Его особенностями являются наличие 1-фазной обмотки и способность функционировать без преобразователя частот. Наиболее распространённый и популярный пример – это мотор на 220 В. Его используют преимущественно для оснащения оборудования бытового назначения небольшой мощности.
Особенности конструкции и схема однофазного электродвигателя 220в.
Основные элементы двигателя однофазного типа – это ротор и статор. Первая комплектующая во время эксплуатации подвижна, вторая находится в состоянии покоя. Статор оснащён двумя типами обмотки: основная и вспомогательная. Иначе их называют рабочая и пусковая. Оба вида расположены под углом в 90 градусов в сердечнике и надёжно закреплены в пазах.
Основная обмотка составляет большую часть, а вспомогательной отводится всего 30–35%. Что касается конструкции ротора, он представляет собой стержни из цветных металлов.
На торцах элементы замкнуты специальными кольцами. Свободное пространство между стержнями заполнено сплавом алюминия. Из-за своего полого вида специалисты и конструкторы назвали ротор 1-фазного мотора «беличьей клеткой».
Преимущества механизма двигателя однофазного типа.
Среди достоинств 1-фазных двигателей отмечают следующие:
- простота конструкции;
- долговечность – при своевременном техническом обслуживании двигатель способен служить годами;
- надёжность;
- экономичность – потребление небольшого количества энергии;
- доступная стоимость;
- ремонтопригодность – в случае выхода из строя можно легко заменить повреждённые или сгоревшие детали;
- минимальный уход;
- возможность работы от сети со стандартным напряжением 220 В без преобразователей энергии.
Большинство современных бытовых приборов оснащены именно однофазными моторами. Причина объясняется их простотой и невысокой себестоимостью. Такими моторами оснащают крупную и мелкую бытовую технику.
Кроме того, они нашли применение в создании оборудования для промышленных и производственных предприятий.
Но есть ли недостатки у однофазного двигателя? Их немного. Практически все они обуславливаются простотой конструкции. Итак:
- малый коэффициент мощности. По этой причине они используются для создания большинства бытовых приборов;
- высокий показатель пускового тока;
- возможность ограничения скорости движка при колебаниях в сети.
Основным недостатком считается отсутствие пускового момента. Тем не менее, для бытовых приборов и несложных устройств этот минус не является существенным и не влияет на работу.
Принцип работы однофазного электродвигателя 220 В.
В статоре однофазного электродвигателя 220 В вырабатывается магнитное поле. Именно оно является импульсом, который приводит в работу ротор. Чтобы представить, как функционирует электродвигатель, стоит смоделировать следующую ситуацию.
Например, в пусковой обмотке напряжения нет.
Образование магнитного поля можно запустить, подключив основную обмотку к сети. Его работа основывается на пульсировании, при этом пространство остаётся в состоянии покоя. Магнитное поле разделяется на две части, каждая из которых вращается в стороны, противоположные друг другу, при одинаковой частоте. При задании ротору начального вращения двигатель со временем будет его наращивать. При этом частота элемента и самого магнитного поля различается. Разницу показателей определяют как скольжение.
Из магнитных потоков возникает движущая сила. Это закон электромагнитной индукции. Движущая сила формирует два типа тока. Один из них обратный, второй – прямой. Частота вращения ротора прямо пропорциональна показателю скольжения. По закону Ампера, магнитное поле при взаимодействии с обратным током создаёт вращение.
Особенности подключения однофазного электродвигателя 220 В.
Для приведения асинхронного однофазного электродвигателя используется пусковое сопротивление. Такой метод задействован в устройствах с расщеплённой фазой.
В электрической цепи мотора присутствуют ротор и статор. Обмотка второго смещена относительно основной. При этом рабочий элемент обладает меньшим сопротивлением, чем вспомогательный. Омический сдвиг фаз обеспечивается благодаря намотке бифилярным способом. Подключение без резистора невозможно.
Особенностью однофазного двигателя является соединение вспомогательной обмотки с конденсатором. Работа начинается только после возникновения пускового момента. Конденсатор необходим для получения максимального значения. Благодаря ему и возникает пусковой момент, который приводит в работу все механизмы.
Советы при покупке однофазного электродвигателя 220 В.
При покупке однофазного электрического двигателя стоит учесть следующие характеристики оборудования:
- частота;
- мощность;
- способ установки;
- размер;
- потребляемая энергия.
Производители обычно предоставляют гарантию на бесперебойную работу моторов.
Подключение однофазного двигателя.
Видео урок.Схема подключения однофазного электродвигателя 220В (видео)
Вопрос как подключить однофазный электродвигатель очень часто возникает на практике из-за высокой популярности применения подобных агрегатов для решения различных бытовых задач.
Схема подключения однофазного электродвигателя достаточно проста и требует учета всего одного принципиального момента: для обеспечения его работоспособности необходимо вращающееся магнитное поле. При наличии только однофазной сети переменного тока на момент запуска электродвигателя его приходится формировать искусственно через применение соответствующих схемных решений.
1 Обмотки электромотора
1.1 Укладка обмоток в статоре однофазного электродвигателя
2 Особенности формирования вращающего момента
2.
1
Варианты создания сдвига фаз
3 Конденсаторы
4 Косвенное включение
4.1 Подключение однофазного двигателя
5 Особенности применения магнитного пускателя
5.1 Схема подключения однофазного двигателя
6 Заключение
Обмотки электромотора
Укладка обмоток в статоре однофазного электродвигателя
Конструкция любого однофазного электродвигателя предполагает использование как минимум трех катушек. Две из них являются элементов конструкции статора,включены параллельно. Одна из них является рабочей, а вторая выполняет функции пусковой. Их клеммы выведены на корпус двигателя и используются для подключения к сети.
Обмотка ротора выполнена короткозамкнутой. К сети подключатся две из них, остальные служат для коммутации.
Для изменения мощности рабочая катушка может формироваться из двух частей, которые включаются последовательно.
Визуально идентифицировать рабочую и пусковую обмотку можно по сечению провода: у первой из них оно заметно больше. Можно замерить сопротивление тестером подключением его к клеммам: у рабочей обмотки его величина будет меньше. Как правило, сопротивления обмоток будет составлять не более нескольких десятков Ом.
Особенности формирования вращающего момента
Магнитное поле, создаваемое катушками электродвигателя, имеет фазовый сдвиг на 90 градусов. Это обычно достигается через конденсатор, который последовательно включается в цепь запуска. Возможные варианты соединения показаны на рисунке ниже.
Варианты создания сдвига фаз
Пусковая катушка может работать постоянно.
Допустима также схема, основанная на ее отключении после достижения номинальной частоты вращения ротора. Постоянное подключение пусковой обмотки усложняет конструкцию двигателя, но улучшает его характеристики. На особенностях подключения к сети эти различия не сказываются.
Для упрощения запуска двигателя с рабочим конденсатором, перед подачей на него тока от сети параллельно ему подключают вспомогательную емкость.
Однофазный электромотор позволяет простыми средствами изменить направление вращения вала на противоположное. Для этого производится сдвиг фазы тока, поступающего от сети и протекающего через цепи запуска, меняется на противоположный. Данная процедура реализуется простым изменением порядка включения пусковой обмотки при ее соединении с рабочей обмоткой.
Конденсаторы
Схема подключения однофазных конденсаторных двигателей: а – с рабочей емкостью Ср, б – с рабочей емкостью Ср и пусковой емкостью Сп.
Электродвигатель может комплектоваться двумя разновидностями конденсаторов. Наличие емкости, включаемой последовательно спусковой обмоткой и пропускающей через себя ток для сдвига фазы, является обязательным. Ее значение заимствуется из паспортных данных электродвигателя и дублируется на его шильдике.
При отсутствии конденсатора нужной емкости допустимо применять любой другой с близким номиналом. При слишком сильном отклонении в меньшую сторону двигатель может не начать вращаться без ручной прокрутки его вала, а затем не будет развивать нужную мощность. При значительном превышении емкости начнется сильный нагрев.
Емкость дополнительного пускового компонента выбирается в два-три раза выше по сравнению с основным. Такая величина обеспечивает максимальный стартовый момент.
Для включения пускового элемента может использоваться как обычная кнопка, так и более сложные схемы.
Косвенное включение
Подключение однофазного двигателя
Основным компонентом схемы косвенного включения является магнитный пускатель, который включается в разрыв между выходом силовой сети и электродвигателем.
Силовые контакты этого блока выполнены как нормально разомкнутые. Магнитный пускатель по величине максимального протекающего через него тока относится к одной из семи нормированных групп. Из-за небольшой мощности однофазных электродвигателей обычно достаточно устройства первой группы, максимальное значение коммутируемого тока которого составляет 10 А.
Управляющая часть катушки предназначена для подключения к сетям с различным напряжением. Наиболее удобным является магнитный пускатель с управлением от 220в переменного тока.
Особенности применения магнитного пускателя
В управляющей части устройства предусмотрено несколько пар контактов, на которых собирается схема релейной автоматики. Один из них всегда является нормально замкнутым, а второй – нормально разомкнутым.
У кнопки «Пуск» рабочим считается нормально разомкнутый контакт, а у кнопки «Стоп» задействован нормально замкнутый элемент.
При выполнении подключения рассматриваемого устройства осуществляются соединения нескольких типов.
Схема подключения однофазного двигателя
Фаза, наряду с входной клеммой, подключается также к входу контакта кнопки «Стоп», а ноль соединяется с входной клеммой катушки, что обеспечивает протекание через нее управляющего тока.
Активный контакт кнопки «Пуск» при работающем двигателе шунтируется аналогичным элементом катушки. Для формирования этой цепи выполняются два дополнительных соединения, схема которых показана на рисунке выше:
- выход рабочего контакта кнопки «Стоп» параллельно соединяется с контактами выхода кнопки «Пуск» и входа управляющей катушки,
- выход нормально разомкнутого контакта управляющей катушки параллельно соединяется с ее выходной клеммой и с входом рабочего контакта кнопки «Пуск».
Заключение
Процесс подключения однофазного электромотора к сети 220в не отличается большой сложностью и фактически требует только желания, минимального набора простейших инструментов, наличия схемы соединений и аккуратности в работе.
Из расходных материалов нужны только провода. Из-за опасности короткого замыкания и больших величин токов, протекающих через обмотки двигателя, необходимо обязательно выполнять требования техники безопасности и не забывать про старое, но очень действенное правило: «Семь раз отмерь, один раз отрежь».
и примеры — Wira Electrical
Схема подключения однофазного двигателя очень поможет нам при работе с электродвигателями для большинства бытовых приборов.
В настоящее время каждый дом и бытовая техника используют для работы однофазное электричество. Это также верно для почти каждого электродвигателя, который мы используем, например: двигатель водяного насоса, фен и электрический вентилятор. Вот почему действительно стоит изучить схему однофазного двигателя, если мы хотим проводить техническое обслуживание и ремонт.
Мы изучим схему каждого типа однофазного двигателя, потому что однофазные двигатели могут иметь разные схемы, соединения и назначение.
Вот почему изучение каждого типа, который мы можем найти, является хорошей идеей.
Однофазный асинхронный двигатель — это двигатель переменного тока, работающий от однофазного питания. Этот двигатель широко используется в бытовой технике.
Ротор — это динамическая часть асинхронного двигателя, которая вращается внутри двигателя.
Статор — это статическая часть асинхронного двигателя, создающая вращающееся магнитное поле для ротора.
В отличие от двигателя постоянного тока, однофазное электричество к статору будет иметь трудности при вращении ротора двигателя переменного тока из-за недостаточного вращающегося магнитного поля. Двигатель переменного тока хорошо известен своим более высоким током при запуске двигателя.
Будут представлены различные схемы однофазных двигателей, а также их модификации для обеспечения правильной работы. Несмотря на то, что все они разные, некоторые из них имеют одни и те же элементы: конденсатор и центробежный переключатель.
Конденсатор будет подключен к вспомогательной обмотке для создания вращающегося магнитного поля со сдвинутой фазой. Некоторые однофазные двигатели немедленно обесточивают конденсатор и вспомогательную обмотку, когда скорость достигает определенной точки, некоторые из них все еще включают ее.
Вам лучше изучить их ниже, как подключить однофазный двигатель и как подключить однофазный двигатель.
Подключение однофазного асинхронного двигателяПри изучении и наблюдении за подключением однофазного двигателя мы начнем с подключения однофазного асинхронного двигателя. Как указывалось выше, однофазный двигатель испытывает трудности с созданием вращающегося магнитного поля для запуска вращения ротора.
Вот почему вспомогательная обмотка используется для создания дополнительного магнитного поля. Конечно, добавление еще одной обмотки ничему не поможет при вращении ротора. Конденсатор используется для сдвига фазы, поэтому мы можем получить два вращающихся магнитных поля с разными фазами.
Ниже приведена схема центробежного выключателя однофазного двигателя.
Центробежный выключатель используется для соединения вспомогательной обмотки с конденсатором и источником питания. Как только скорость достигает определенного значения, переключатель отключает конденсатор и вспомогательную обмотку от источника питания.
С этого момента питание подается только на основную обмотку, чтобы двигатель работал в установившемся режиме.
Исходя из этого поведения, мы можем назвать это переключателем конденсатора однофазного электродвигателя или асинхронным двигателем с пусковым конденсатором , потому что мы используем конденсатор для переключения между пуском и работой.
Схема подключения двигателя постоянного конденсатора с расщепленной фазой Как следует из названия, эта схема однофазного двигателя будет работать с расщепленной фазой, генерируемой конденсатором. Емкость конденсатора и реактивное сопротивление обмотки в некоторой степени сдвигают фазу.
Ниже приведена схема подключения однофазного двигателя с постоянным конденсатором.
Этот постоянный конденсаторный двигатель с расщепленной фазой также известен как конденсаторный двигатель с одним номиналом . Этому также не нужен центробежный переключатель или какой-либо другой переключатель для отключения питания от вспомогательной обмотки. О центробежных выключателях других типов мы поговорим позже.
Этот двигатель состоит из:
- А короткозамкнутого ротора,
- А обмотки статора,
- Вспомогательной обмотки и
- Конденсатор для запуска двигателя.
Ниже показано, как подключить двигатель с расщепленной фазой.
Схема подключения двигателя с пусковым конденсатором Теперь мы узнаем о схеме подключения однофазного двигателя с 2 конденсаторами или пусковом конденсаторе двигателя с пусковым конденсатором .
Двигатель с конденсаторным пуском, работающий от конденсатора, также известен как двигатель с двумя конденсаторами . «Двойное значение» происходит от установки двух конденсаторов для двух разных целей: запуска и работы.
В дополнение к двум конденсаторам в этом двигателе также используется центробежный переключатель для управления процессом пуска и работы.
Пусковой конденсатор подключается к вспомогательной обмотке, когда двигатель находится в пусковой фазе.
После того, как двигатель достигнет определенной скорости, центробежный переключатель отключит вспомогательную обмотку от пускового конденсатора.
Этот двигатель имеет две обмотки: основную обмотку и вспомогательную обмотку, как и другие типы. Вспомогательная обмотка поможет при запуске двигателя, а основная обмотка будет питаться постоянно.
Поскольку он имеет два конденсатора для обеспечения двух фазовых сдвигов друг к другу, мы можем назвать это схемой подключения однофазного двухполюсного двигателя.
На рисунке ниже показан фактический вид двигателя с конденсаторным пуском.
Ниже приведен пример того, как мы подключаем двигатель с пусковым конденсатором.
Двигатель с экранированными полюсамиЭтот двигатель широко используется в маломощных устройствах.
Этот однофазный двигатель сильно отличается от предыдущих типов, поскольку в нем не используются конденсатор и центробежный переключатель для создания желаемых вращающихся магнитных полей.
Имейте в виду, что этот двигатель относительно небольшой и не развивает большой мощности. Он в основном используется для небольших приложений, таких как электрический вентилятор. Этот двигатель дешев, прост в запуске, прочен, прост, но не эффективен. В большинстве случаев мы выбрасываем этот мотор, как только он сломается, и покупаем новый, а не ремонтируем его.
Ниже показана конструкция двигателя с экранированными полюсами.
В отличие от других однофазных двигателей, в которых в качестве статора используются обмотки, в этом двигателе в качестве статора используется многослойный сердечник для создания магнитного поля.
Его ротор будет таким же, с короткозамкнутым ротором.
Кроме того, катушка используется для создания магнитного потока в пластинах статора.
Из названия следует, что нам нужно что-то, чтобы изобразить «заштрихованный столб». Здесь используются экранирующие полюса из пары закороченных медных марок, известных как экранирующие кольца.
Экранирующие кольца не связаны электрически в двигателе, но они создают магнитные поля за счет индуцированного тока, протекающего в катушке.
Эти кольца делают возможным возникновение вращающегося магнитного поля. Кольца будут задерживать генерируемый вращающийся магнитный поток. Этот проводник должен прервать полный оборот полюса. Поток увеличивается, но задерживается индуцированным током в медном кольце.
Ниже приведено фактическое изображение двигателя с заштрихованными полюсами.
Источник: Википедия.
Что такое асинхронный двигатель с расщепленной фазой? — его Приложения
Двигатель с расщепленной фазой также известен как пусковой двигатель с сопротивлением .
Резистор включен последовательно со вспомогательной обмоткой. Ток в двух обмотках неодинаков, вследствие чего вращающееся поле неравномерно. Следовательно, пусковой крутящий момент невелик, порядка 1,5-2 раза от заявленного рабочего крутящего момента. При пуске двигателя обе обмотки включаются параллельно.
Как только двигатель достигает скорости около 70 до 80 % синхронной скорости, пусковая обмотка автоматически отключается от сети питания. Если мощность двигателей составляет около 100 Вт или более, центробежный переключатель используется для отключения пусковой обмотки, а для двигателей меньшей мощности используется реле для отключения обмотки.
Реле включено последовательно с основной обмоткой. При пуске в цепи протекает сильный ток, и контакты реле замыкаются. Таким образом, пусковая обмотка находится в цепи, и по мере набора двигателем заданной скорости ток в реле начинает уменьшаться. Поэтому реле размыкается и отключает вспомогательную обмотку от питания, заставляя двигатель работать только от основной обмотки.
Векторная диаграмма асинхронного двигателя с расщепленной фазой показана ниже:
Ток в основной обмотке (I M ) отстает от напряжения питания V почти на угол 90 градусов. Ток во вспомогательной обмотке I А примерно совпадает по фазе с линейным напряжением. Таким образом, существует разница во времени между токами двух обмоток. Разность фаз по времени ϕ составляет не 90 градусов, а порядка 30 градусов. Этой разности фаз достаточно, чтобы создать вращающееся магнитное поле.
Характеристика скорости вращения двигателя с расщепленной фазой показан ниже:
Здесь n 0 — это точка, в которой срабатывает центробежный переключатель.
Пусковой момент пускового двигателя с сопротивлением примерно в 1,5 раза превышает крутящий момент при полной нагрузке. Максимальный крутящий момент примерно в 2,5 раза превышает крутящий момент при полной нагрузке примерно на 75% синхронной скорости. Пусковой ток двигателя высок, примерно в 7-8 раз превышает значение полной нагрузки.
Направление двигателя с резистивным пуском можно изменить, поменяв местами подключение к линии основной обмотки или пусковой обмотки. Реверс двигателя возможен только в состоянии покоя.
Этот тип двигателя дешев и подходит для легко пускаемых нагрузок, где частота пусков ограничена. Этот тип двигателя не используется для приводов мощностью более 1 кВт из-за низкого пускового момента. Возможны следующие применения:
- Используется в стиральных машинах и вентиляторах кондиционеров.
- Двигатели используются в миксерах-шлифовальных машинах, поломоечных машинах.
- Воздуходувки, Центробежные насосы.
- Сверлильно-токарный станок.
