Направление вращения асинхронного электродвигателя: Направление вращения электродвигателя

Содержание

Как сменить направление вращения асинхронного двигателя

Содержание

Как поменять вращение на однофазном двигателе. Как поменять направление вращения однофазного двигателя
Подписка на рассылку
Направление вращения вала электродвигателя
Изменение направления вращения вала в трехфазных электродвигателях
Реверс однофазного электродвигателя
Основные неисправности
Постановка задачи
Преимущества машин и недостатки
Вариант 1: переподключение рабочей намотки
Вариант 2: переподключение пусковой намотки
Схемы подключения однофазных асинхронных двигателей
С пусковой обмоткой
Конденсаторный
Схема с двумя конденсаторами
Подбор конденсаторов
Изменение направления движения мотора
Как изменить вращение трехфазного двигателя. Как изменить вращение асинхронного электродвигателя
Вариант 1: переподключение рабочей намотки
Вариант 2: переподключение пусковой намотки
Вариант 3: смена пусковой обмотки на рабочую, и наоборот
Постановка задачи
Вариант 1: переподключение рабочей намотки
КАК ИЗМЕНИТЬ НАПРАВЛЕНИЕ ВРАЩЕНИЕ ВАЛА В ОДНОФАЗНОМ ДВИГАТЕЛЕ
Как изменить направление вращения трехфазного асинхронного двигателя?
Вариант 2: переподключение пусковой намотки
Вариант 3: смена пусковой обмотки на рабочую, и наоборот
Как изменить направление вращения однофазного асинхронного двигателя
Как уменьшить обороты электродвигателя схемы и описание | ProElectrika. com
Немного теории об устройстве и области применения коллекторных электродвигателей
Электродвигатели постоянного тока с параллельным возбуждением
Электродвигатели постоянного тока с последовательным возбуждением
Электродвигатели коллекторные переменного тока
Регуляторы оборотов электродвигателя
Управление скоростью вращения однофазных двигателей
Регулирование напряжением
Автотрансформаторное регулирование напряжения
Тиристорный регулятор оборотов двигателя
Транзисторный регулятор напряжения
Частотное регулирование
Преобразователи для однофазных двигателей
Использование ЧП для трёхфазных двигателей
Cпособы регулирования скорости асинхронного двигателя
Частотное регулирование
Схемы регуляторов оборотов асинхронного двигателя
Заключение
Постановка задачи
Вариант 1: переподключение рабочей намотки
Читайте так же
КАК ИЗМЕНИТЬ НАПРАВЛЕНИЕ ВРАЩЕНИЕ ВАЛА В ОДНОФАЗНОМ ДВИГАТЕЛЕ
Подключение однофазного электродвигателя с левого вращения на правое
Вариант 2: переподключение пусковой намотки
Вариант 3: смена пусковой обмотки на рабочую, и наоборот
Читайте так же
Асинхронный или коллекторный: как отличить
Как устроены коллекторные движки
Асинхронные
Схемы подключения однофазных асинхронных двигателей
С пусковой обмоткой
Конденсаторный
Схема с двумя конденсаторами
Подбор конденсаторов
Изменение направления движения мотора
Видео

Как поменять вращение на однофазном двигателе.

Как поменять направление вращения однофазного двигателя

Подписка на рассылку

Чтобы механизмы на производстве или в быту, будь-то дерево или металлообрабатывающие станки, консольный насос, конвейерная лента, кран-балка, заточной станок, электрическая газонокосилка, кормоизмельчитель или другое устройство работали без поломок, необходимо, в первую очередь, чтобы вал электродвигателя вращался в правильную сторону.
Во избежание ошибок и не допуска вращения вала механизма в противоположную сторону согласно пункту 2.5.3 «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» на корпусе самого механизма и приводном двигателе должны быть нанесены стрелки направления вращения электродвигателя.

Направление вращения вала электродвигателя

Определение направления вращения электродвигателя выполняется со стороны единственного конца вала. В том случае если двигатель имеет два конца вала, то вращение определяют со стороны вала, который имеет больший диаметр. Согласно ГОСТ 26772-85 правому направлению соответствует движение вала по часовой стрелке. У наиболее распространенных трехфазных двигателей с короткозамкнутым ротором вращение вала в правую сторону будет осуществляться, если последовательность фаз, по которым подается напряжение на концы обмоток статора, будет соответствовать алфавитной последовательности их маркировки – U1, V1, W1.

Для однофазных двигателей с короткозамкнутым ротором вращение вала по часовой стрелке будет выполняться при условии, когда фаза будет подаваться на конец рабочей обмотки.

Изменение направления вращения вала в трехфазных электродвигателях

Эксплуатация некоторых механизмов требует левостороннего вращения вала. Зная, как изменить направление вращения электродвигателя, это можно сделать без какой-либо доработки или переделки самого приводного двигателя. Для смены направления движения нужно:

Левостороннее вращение

Если эксплуатация двигателя требует постоянного переключения двигателя с правостороннего вращения на левостороннее, его подключение осуществляют по специальной схеме,

Реверс однофазного электродвигателя

Запустить вращение однофазного асинхронного электродвигателя можно переподключив фазу на начало рабочей обмотки.

Зная, как поменять направление вращения электродвигателя, можно подключить однофазный электродвигатель с возможностью переключения правостороннего вращения на левостороннее с помощью трехконтактного переключателя.

Чтобы изменить направление вращения двигателя постоянного тока, нужно изменить направление вращающего момента М = смФ/я. Это можно сделать, изменив направление тока в обмотке якоря или направление магнитного потока в обмотке возбуждения. При одновременном изменении направления тока якоря и магнитного потока в обмотке возбуждения направление вращения не изменяется. Схемы соединений для изменения направления вращения представлены на рис. 6.1.

Основные неисправности

Искрение, возникающее между щетками и коллектором – самый главный вопрос, требующий внимания. Чтобы избежать неисправностей более серьезных, таких как их отслаивание и деформация или перегрев ламелей, сработавшуюся щетку необходимо заменить.

Помимо этого, возможно замыкание между обмотками якоря и статора, вызывающее сильное искрение на переходе коллектор-щетка или значительное падение магнитного поля.

Чтобы продлить срок службы двигателя, необходимо соблюдение двух условий – профессиональный изготовитель и грамотный пользователь, т.е. строгое соблюдение режима работы.

Видео: Коллекторный электрический двигатель

Мы вновь возвращаемся в мир занимательного — как электротехника, так как считаю, что эти знания нам просто всем необходимы в нашей повседневной жизни.

Читать также: Почему паяльник не нагревается

Постановка задачи

Предположим, что у уже подсоединенного с использованием пускозарядной емкости асинхронного однофазного двигателя изначально вращение вала направлено по часовой стрелке, как на картинке ниже.

Уточним важные моменты:

К достоинствам относят:

Недостатки связаны и использованием щеточно-коллекторного перехода, влекущего:

Вариант 1: переподключение рабочей намотки

Чтобы изменить направление вращения двигателя, можно только поменять местами начало и конец рабочей (постоянной включенной) обмотки, как это показано на рисунке. Можно подумать, что для этого придется вскрывать корпус, доставать намотку и переворачивать ее. Этого делать не нужно, потому что достаточно поработать с контактами снаружи:

В результате получаем схему, где точки С и D меняются между собой местами. Теперь ротор асинхронного двигателя будет вращаться в другую сторону.

Вариант 2: переподключение пусковой намотки

Второй способ организовать реверс асинхронного мотора 220 Вольт – поменять местами начало и конец пусковой обмотки. Делается это по аналогии с первым вариантом:

После описанных выше действий получаем схему, как на рисунке выше: точки А и В поменялись местами, значит ротор стал обращаться в противоположную сторону.

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):

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).

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:

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.

Источник

Как изменить вращение трехфазного двигателя. Как изменить вращение асинхронного электродвигателя

Независимо от того, каким образом асинхронный подключен к сети, отключите питание устройства, в котором он установлен. При наличии высоковольтных разрядите их перед прикосновения к любым деталям устройства.

Обязательно убедитесь в том, что изменение направления вращения не повлечет за собой выход из строя или ускоренный износ устройства, в состав которого входит электродвигатель.

В случае, если двигатель питается через трехфазный инвертор, никаких переключений не производите. Узнайте из инструкции к прибору, как осуществить реверс (перестановкой джампера, нажатием кнопки, изменением настроек через меню или особой комбинацией клавиш, и т.п.), после чего осуществите описанные там действия.

В наше время асинхронные агрегаты используются главным образом в режиме двигателя. Устройства, имеющие мощность более 0.5 кВт обычно изготавливают трёхфазными, меньшей мощности – однофазными. За свое долгое существование асинхронные двигатели нашли широкое применение в разных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Их используют в электроприводе подъёмно-транспортных машин, металлорежущих станков, транспортёров, вентиляторов и насосов. Менее мощные двигатели применяют в устройствах автоматики.

Асинхронная машина представляет собой устройство, работающее на электричестве с переменным током, причем частота вращения машины не равна частоте вращения магнитного поля, которое создается в результате тока обмотки статора. Так какие существуют типы подобных устройств и по какому принципу они работают?

В некоторых странах к подобным устройствам также относят коллекторные машины и называют асинхронные еще и индукционными, что объясняется процессом, в ходе которого ток в обмотке ротора индуцируется полем статора. Современный мир нашел применение асинхронным машинам в качестве электродвигателей, являющихся преобразователями энергии электричества в механическую силу.

Большая востребованность подобных устройств объясняется двумя их достоинствами – легкое и достаточно простое изготовление и отсутствие контакта электричества в роторе с неподвижной частью машины. Но есть у асинхронных машин и свои недостатки – это сравнительно малый пусковой момент и значительный пусковой ток.

История создания устройств асинхронного типа идет еще от англичанина Галилео Феррариса и Николы Теслы. Первый в 1888 году опубликовал собственные исследования, в которых были изложены теоретические основы подобного двигателя. Но Феррарес ошибался, считая, что асинхронная машина обладает небольшим КПД. В том же году статью Галилео Феррариса прочитал россиянин Михаил Осипович Доливо-Добровольский, который уже в 1889-ом получил патент на трехфазный асинхронный двигатель, устроенный по типу короткозамкнутого ротора «беличье колесо». Именно эта троица и является первооткрывателем эры массового применения машин на электричестве в промышленности, а сейчас асинхронные устройства представляют собой самые распространенные двигатели.

Принцип действия асинхронных устройств состоит в подаче переменного напряжения по обмоткам с током и с дальнейшим созданием вращающегося магнитного поля. Последнее, в свою очередь, оказывает воздействие на обмотку ротора, согласуясь с законом электромеханической индукции, и вступает во взаимодействие с полем статора, которое вращается. Результатом этих действий является воздействие на каждый зубец ротора силы, складывающейся исключительно по окружности и создающей вращающийся электромагнитный момент. Именно данные процессы и заставляют ротор вращаться.

Современные и применяемые асинхронные двигатели разделяются по способам управления на следующие типы – реостатные, частотные, с переключением обмоток по схеме «звезда», импульсные, с изменением числа пар полюсов, с изменением амплитуды питающего напряжения, фазовые, амплитудно-фазовые, с включением в цепь подпитки статора реактора, а также с сопротивлением индуктивного типа.

Перед выбором схемы подключения однофазного асинхронного двигателя важно определить, сделать ли реверс. Если для полноценной работы вам часто нужно будет менять направление вращения ротора, то целесообразно организовать реверсирование с использованием кнопочного поста. Если одностороннего вращения вам будет достаточно, то подойдет без возможности переключения. Но что делать, если после подсоединения по ней вы решили, что направление нужно все же поменять?

Уточним важные моменты:

Ставим перед собой задачу – сделать реверс однофазного двигателя без вскрытия его корпуса так, чтобы ротор начал вращаться в другую сторону (в данном примере против движения стрелки часов). Ее можно решить тремя способами. Рассмотрим их подробнее.

Вариант 1: переподключение рабочей намотки

Вариант 2: переподключение пусковой намотки

Вариант 3: смена пусковой обмотки на рабочую, и наоборот

Организовать реверс однофазного мотора 220В теми способами, что описаны выше, можно только при условии, что из корпуса выходят отводки от обеих обмоток со всеми началами и концами: А, В, С и D. Но часто встречаются моторы, в которых производитель намеренно оставил снаружи только 3 контакта. Этим он обезопасил устройство от различных «самоделок». Но все же выход есть.

На рисунке выше изображена схема такого, «проблемного», мотора. У него выходят из корпуса только три провода. Они помечены коричневым, синим и фиолетовым цветами. Зеленая и красная линии, соответствующие концу В пусковой и началу С рабочей намотки, соединены между собой внутри. Доступ к ним без разборки двигателя мы получить не сможем. Поэтому изменить вращение ротора одним из первых двух вариантов не представляется возможным.

В этом случае поступают так:

Посмотрите на рисунок выше. Теперь, если подключить фазу к отводку D, то ротор вращается в одну сторону. Если же фазный провод перекинуть на ветку A, то можно изменить направление вращения в противоположную сторону. Реверс можно осуществлять, вручную разъединяя и соединяя провода. Облегчить работу поможет использование ключа.

Важно! Последний вариант реверсивной схемы подключения асинхронного однофазного мотора неправильный. Его можно использовать, только если соблюдаются условия:

Все эти величины влияют на сопротивление. Оно у обмоток должно быть постоянным. Если вдруг длина или толщина проводов отличаются друг от друга, то после того, как вы организуете реверс, окажется, что сопротивление рабочей намотки станет таким же, как было раньше у пусковой, и наоборот. Это может стать и причиной того, что мотор не сможет запуститься.

Реверсивное подключение однофазового асинхронного мотора своими руками

Перед выбором схемы подключения однофазового асинхронного мотора принципиально найти, сделать ли реверс. Если для настоящей работы для вас нередко необходимо будет поменять направление вращения ротора, то целенаправлено организовать реверсирование с внедрением кнопочного поста. Если однобокого вращения для вас будет довольно, то подойдет самая обычная схема без способности переключения. Но что делать, если после подсоединения по ней вы решили, что направление необходимо все таки поменять?

Постановка задачи

Представим, что у уже подсоединенного с внедрением пускозарядной емкости асинхронного однофазового мотора вначале вращение вала ориентировано по часовой стрелке, как на картинке ниже.

Уточним принципиальные моменты:

Ставим впереди себя задачку – сделать реверс однофазового мотора без вскрытия его корпуса так, чтоб ротор начал крутиться в другую сторону (в данном примере против движения стрелки часов). Ее можно решить 3-мя методами. Разглядим их подробнее.

Вариант 1: переподключение рабочей намотки

Чтоб изменить направление вращения мотора, можно только поменять местами начало и конец рабочей (неизменной включенной) обмотки, как это показано на рисунке. Можно поразмыслить, что для этого придется вскрывать корпус, доставать намотку и крутить ее. Этого делать не надо, так как довольно поработать с контактами снаружи:

В итоге получаем схему, где точки С и D изменяются меж собой местами. Сейчас ротор асинхронного мотора будет крутиться в другую сторону.

КАК ИЗМЕНИТЬ НАПРАВЛЕНИЕ ВРАЩЕНИЕ ВАЛА В ОДНОФАЗНОМ ДВИГАТЕЛЕ

Моторчик взят от бытовой мясорубки. Направление движения нас не устраивало, пришлось его поменять Всю инфо.

Как изменить направление вращения трехфазного асинхронного двигателя?

Разберемся, как просто поменять направление вращения трехфазного двигателя на противоположное.

Вариант 2: переподключение пусковой намотки

Вариант 3: смена пусковой обмотки на рабочую, и наоборот

Организовать реверс однофазного мотора 220В теми способами, что описаны выше, можно только при условии, что из корпуса выходят отводки от обеих обмоток со всеми началами и концами: А, В, С и D. Но часто встречаются моторы, в которых производитель намеренно оставил снаружи только 3 контакта. Этим он обезопасил устройство от различных «самоделок». Но все же выход есть.

В этом случае поступают так:

Важно! Последний вариант реверсивной схемы подключения асинхронного однофазного мотора неправильный. Его можно использовать, только если соблюдаются условия:

Внимание! Даже если длина, толщина и материал обмоток совпадают, работа при измененном направлении вращения ротора не должна быть продолжительной. Это чревато перегревом и выходом из строя двигателя. КПД при этом тоже оставляет желать лучшего.

Как изменить направление вращения однофазного асинхронного двигателя

Рис. 1 Схема подключения двигателя однофазного асинхронного двигателя с пусковым конденсатором.

Возьмем за основу уже подключенный однофазный асинхронный двигатель, с направлением вращения по часовой стрелке (рис.1).

Изменить направление вращения однофазный асинхронный двигатель в другую сторону – против часовой стрелки. Для этого достаточно переподключить одну из обмоток однофазного асинхронного двигателя – либо рабочую либо пусковую.

Меняем направление вращения однофазного асинхронного двигателя, путем переподключения рабочей обмотки.

Рис.2 При таком подключении рабочей обмотки, относительно рис. 1, однофазный асинхронный двигатель будет вращаться в противоположную сторону.

Меняем направление вращения однофазного асинхронного двигателя, путем переподключения пусковой обмотки.

Рис.3 При таком подключении пусковой обмотки, относительно рис. 1, однофазный асинхронный двигатель будет вращаться в противоположную сторону.

Такой способ изменить направление вращения однофазного асинхронного двигателя возможен только в том случае, если на двигателе имеется отдельные отводы пусковой и рабочей обмотки.

Рис.4 При таком подключении обмоток двигателя, реверс невозможен.

На рис. 4 изображен довольно распространенный вариант однофазного асинхронного двигателя, у которого концы обмоток В и С, зеленый и красный провод соответственно, соединены внутри корпуса. У такого двигателя три вывода, вместо четырех как на рис. 4 коричневый, фиолетовый, синий провод.

UPD 03/09/2014 Наконец то удалось проверить на практике, не очень правильный, но все же используемый метод смены направления вращения асинхронного двигателя. Для однофазного асинхронного двигателя, который имеет только три вывода, возможно заставить ротор вращаться в обратном направлении, достаточно поменять местами рабочую и пусковую обмотку. Принцип такого включения изображен на рис.5

Рис. Нестандартный реверс асинхронного двигателя

Как уменьшить обороты электродвигателя схемы и описание | ProElectrika.com

егулировка оборотов электродвигателя часто бывает необходима как в производственных, так и каких то бытовых целях. В первом случае для уменьшения или увеличения частоты вращения применяются промышленные регуляторы напряжения – инверторные частотные преобразователи. А с вопросом, как регулировать обороты электродвигателя в домашних условиях, попробуем разобраться подробнее.

Необходимо сразу сказать, что для разных типов однофазных и трехфазных электрических машин должны применяться разные регуляторы мощности. Т.е. для асинхронных машин применение тиристорных регуляторов, являющихся основными для изменения вращения коллекторных двигателей, недопустимо.

Лучший способ уменьшить обороты вашего устройства – не в регулировке частоты вращения самого движка, а посредством редуктора или ременной передачи. При этом сохранится самое главное – мощность устройства.

Немного теории об устройстве и области применения коллекторных электродвигателей

Электродвигатели этого типа могут быть постоянного или переменного тока, с последовательным, параллельным или смешанным возбуждением (для переменного тока применяется только первые два вида возбуждения).

Коллекторный электродвигатель состоит из ротора, статора, коллектора и щеток. Ток в цепи, проходящий через соединенные определенным образом обмотки статора и ротора, создает магнитное поле, заставляющее последний вращаться. Напряжение на ротор передается при помощи щеток из мягкого электропроводного материала, чаще всего это графит или медно-графитовая смесь. Если изменить направление тока в роторе или статоре, вал начнет вращаться в другую сторону, причем это всегда делается с выводами ротора, что бы не происходило перемагничивание сердечников.

При одновременном изменении подключения и ротора и статора реверсирования не произойдет. Существуют также трехфазные коллекторные электродвигатели, но это уже совсем другая история.

Электродвигатели постоянного тока с параллельным возбуждением

Обмотка возбуждения (статорная) в двигателе с параллельным возбуждением состоит из большого количества витков тонкого провода и включена параллельно ротору, сопротивление обмотки которого намного меньше. Поэтому для уменьшения тока во время запуска электродвигателей мощностью более 1 Квт в цепь ротора включают пусковой реостат. Управление оборотами электродвигателя при такой схеме включения производится путем изменения тока только в цепи статора, т. к. способ понижения напряжения на клеммах очень не экономичен и требует применение регулятора большой мощности.

Если нагрузка мала, то при случайном обрыве обмотки статора при использовании такой схемы частота вращения превысит максимально допустимую и электродвигатель может пойти “вразнос”

Электродвигатели постоянного тока с последовательным возбуждением

Обмотка возбуждения такого электродвигателя имеет небольшое число витков толстого провода, и при ее последовательном включении в цепь якоря ток во всей цепи будет одинаков. Электродвигатели этого типа более выносливы при перегрузках и поэтому наиболее часто встречаются в бытовых устройствах.

Регулировка оборотов электродвигателя постоянного тока с последовательно включенной обмоткой статора может производиться двумя способами:

Электродвигатели коллекторные переменного тока

Эти однофазные моторы имеют меньший КПД, чем двигатели постоянного тока, но из за простоты изготовления и схем управления нашли наиболее широкое применение в бытовой технике и электроинструменте. Их можно назвать “универсальными”, т.к. они способны работать как при переменном, так и при постоянном токе. Это обусловлено тем, что при включении в сеть переменного напряжение направление магнитного поля и тока будет изменяться в статоре и роторе одновременно, не вызывая изменения направления вращения. Реверс таких устройств осуществляется переполюсовкой концов ротора.

Для улучшения характеристик в мощных (промышленных) коллекторных электродвигателях переменного тока применяются дополнительные полюса и компенсационные обмотки. В двигателях бытовых устройств таких приспособлений нет.

Регуляторы оборотов электродвигателя

Схемы изменения частоты вращения электродвигателей в большинстве случаев построены на тиристорных регуляторах, ввиду своей простоты и надежности.

Принцип работы представленной схемы следующий: конденсатор С1 заряжается до напряжения пробоя динистора D1 через переменный резистор R2, динистор пробивается и открывает симистор D2, управляющий нагрузкой. Напряжение на нагрузке зависит от частоты открывания D2, зависящее в свою очередь от положения движка переменного сопротивления. Данная схема не снабжена обратной связью, т.е. при изменении нагрузки обороты также будут меняться и их придется подстраивать. По такой же схеме происходит управление оборотами импортных бытовых пылесосов.

Вот так работает хороший регулятор оборотов двигателя:

Изменение скорости вращения вала двигателя в стиральной машине, например, происходит с задействованием обратной связи от таходатчика, поэтому ее обороты при любой нагрузке постоянны.

Управление скоростью вращения однофазных двигателей

Однофазные асинхронные двигатели питаются от обычной сети переменного напряжения 220 В.

Регулировать скорость вращения таких двигателей необходимо, например, для:

В системах вентиляции это позволяет экономить электроэнергию, снизить уровень акустического шума установки, установить необходимую производительность.

Рассматривать механические способы изменения скорости вращения, например редукторы, муфты, шестерёнчатые трансмиссии мы не будем. Также не затронем способ изменения количества полюсов обмоток.

Рассмотрим способы с изменением электрических параметров:

Регулирование напряжением

При регулировании скорости таким способом необходимо устанавливать двигатели завышенной мощности.

Но несмотря на это, этот способ используется довольно часто для двигателей небольшой мощности с вентиляторной нагрузкой.

На практике для этого применяют различные схемы регуляторов.

Автотрансформаторное регулирование напряжения

На схеме изображён автотрансформатор T1, переключатель SW1, на который приходят отводы с разным напряжением, и двигатель М1.

Регулировка получается ступенчатой, обычно используют не более 5 ступеней регулирования.

Преимущества данной схемы:

Недостатки:

Тиристорный регулятор оборотов двигателя

Схема управления регулирует момент открытия и закрытия тиристоров относительно фазового перехода через ноль, соответственно «отрезается» кусок вначале или, реже в конце волны напряжения.

Таким образом изменяется среднеквадратичное значение напряжения.

Для управления двигателями регуляторы модифицируют из-за особенностей индуктивной нагрузки:

Достоинства тиристорных регуляторов:

Недостатки:

Стоит отметить, что в большинстве современных кондиционеров среднего и высшего уровня скорость вентилятора регулируется именно таким способом.

Транзисторный регулятор напряжения

Выходные транзисторы коммутируются с высокой частотой (около 50 кГц), если при этом изменить ширину импульсов и пауз между ними, то изменится и результирующее напряжение на нагрузке. Чем короче импульс и длиннее паузы между ними, тем меньше в итоге напряжение и подводимая мощность.

Для двигателя, на частоте в несколько десятков кГц, изменение ширины импульсов равносильно изменению напряжения.

Плюсы электронного автотрансформатора:

Слабые стороны:

Частотное регулирование

Однако, преобразователи частоты предназначены для управления трёхфазными электродвигателями.

Однофазные двигатели могут управляться:

Преобразователи для однофазных двигателей

Это модель Optidrive E2

Для стабильного запуска и работы двигателя используются специальные алгоритмы.

При этом регулировка частоты возможна и вверх, но в ограниченном диапазоне частот, этому мешает конденсатор установленный в цепи фазосдвигающей обмотки, так как его сопротивление напрямую зависит от частоты тока:

В выходном каскаде используется мостовая схема с четырьмя выходными IGBT транзисторами:

Преимущества специализированного частотного преобразователя:

Минусы использования однофазного ПЧ:

Использование ЧП для трёхфазных двигателей

Стандартный частотник имеет на выходе трёхфазное напряжение. При подключении к ему однофазного двигателя из него извлекают конденсатор и соединяют по приведённой ниже схеме:

Геометрическое расположение обмоток друг относительно друга в статоре асинхронного двигателя составляет 90°:

В некоторых конденсаторных двигателях дополнительная обмотка выполняется более тонким проводом и соответственно имеет более высокое сопротивление.

При работе без конденсатора это приведёт к:

Многие ПЧ имеют защиту от асимметрии токов в обмотках, при невозможности отключить эту функцию в приборе работа по данной схеме будет невозможна

Преимущества:

Недостатки метода:

Cпособы регулирования скорости асинхронного двигателя

Асинхронные двигатели переменного тока являются самыми применяемыми электродвигателями абсолютно во всех хозяйственных сферах. В их преимуществах отмечается конструктивная простота и небольшая цена. При этом немаловажное значение имеет регулирование скорости асинхронного двигателя. Существующие способы показаны ниже.

Согласно структурной схеме скоростью электродвигателя можно управлять в двух направлениях, то есть изменением величин:

Первый вариант коррекции, используемый для моделей с короткозамкнутым ротором, осуществляется за счет изменения:

В основе второго варианта, применяемого для модификации с фазным ротором, лежат:

Вследствие развития силовой преобразовательной техники на текущий момент в широком масштабе изготовляются всевозможные виды частотников, что определило активное применение частотно-регулируемого привода. Рассмотрим наиболее распространённые методы.

Частотное регулирование

Всего десять лет назад в торговой сети регуляторов частоты вращения скорости ЭД было небольшое количество. Причиной тому служило то, что тогда ещё не производились дешёвые силовые высоковольтные транзисторы и модули.

На сегодня частотное преобразование – самый распространённый способ регулирования скорости двигателей. Трёхфазные преобразователи частоты создаются для управления 3-фазными электродвигателями.

Однофазные же двигатели управляются:

Схемы регуляторов оборотов асинхронного двигателя

Для двигателей повседневного предназначения легко можно выполнить необходимые расчеты, и своими руками произвести сборку устройства на полупроводниковой микросхеме. Пример схемы регулятора электродвигателя приведён ниже. Такая схема позволяет добиться контроля параметров приводной системы, затрат на техническое обслуживание, снижения потребления электричества наполовину.

Принципиальная схема регулятора оборотов вращения ЭД для повседневных нужд значительно упрощается, если применить так называемый симистор.

Обороты вращения ЭД регулируются с помощью потенциометра, определяющего фазу входного импульсного сигнала, открывающего симистор. На изображении видно, что в качестве ключей применяются два тиристора, подключённых встречно-параллельно. Тиристорный регулятор оборотов ЭД 220 В достаточно часто применяется для регулирования такой нагрузки, как диммеры, вентиляторы и нагревательная техника. От оборотов вращения асинхронного ЭД зависят технические показатели и эффективность работы двигательного оборудования.

Заключение

На технорынке сегодня предлагаются в большом ассортименте регуляторы и частотные преобразователи для асинхронных электродвигателей переменного тока.

Управление способом варьирования частоты на данный момент – самый оптимальный способ, т. к. он позволяет плавно регулировать скорость асинхронного ЭД в широчайшем диапазоне, без значительных потерь и снижения перегрузочных способностей.

Тем не менее, на основе расчёта, можно самостоятельно собрать простое и эффективное устройство с регулированием оборотов вращения однофазных электродвигателей с помощью тиристоров.

12 Июн

Реверсивное подключение однофазового асинхронного двигателя своими руками

Перед выбором схемы подключения однофазового асинхронного двигателя принципиально найти, сделать ли реверс. Если для настоящей работы для вас нередко необходимо будет поменять направление вращения ротора, то целенаправлено организовать реверсирование с внедрением кнопочного поста. Если однобокого вращения для вас будет довольно, то подойдет самая обычная схема без способности переключения. Схема подключения однофазного двигателя кд-25. Как изменить направление вращения. Но что делать, если после подсоединения по ней вы решили, что направление необходимо все таки поменять?

Постановка задачи

Уточним принципиальные моменты:

Ставим впереди себя задачку – сделать реверс однофазного двигателя без вскрытия его корпуса так, чтоб ротор начал крутиться в другую сторону (в данном примере против движения стрелки часов). Ее можно решить 3-мя методами. Как изменить направление вращения однофазного эл. Двигателя?. Разглядим их подробнее.

Вариант 1: переподключение рабочей намотки

Чтоб поменять направление вращения мотора, можно только поменять местами начало и конец рабочей (неизменной включенной) обмотки, как это показано на рисунке. Можно пошевелить мозгами, что для этого придется вскрывать корпус, доставать намотку и крутить ее. Этого делать не надо, так как довольно поработать с контактами снаружи:

Читайте так же

КАК ИЗМЕНИТЬ

НАПРАВЛЕНИЕ ВРАЩЕНИЕ ВАЛА В ОДНОФАЗНОМ ДВИГАТЕЛЕ

Моторчик взят от бытовой мясорубки. Направление движения нас не устраивало, пришлось его поменять Всю инфо.

Подключение однофазного электродвигателя с левого

вращения на правое

Вариант 2: переподключение пусковой намотки

Вариант 3: смена пусковой обмотки на рабочую, и наоборот

Организовать реверс однофазного мотора 220В теми способами, что описаны выше, можно только при условии, что из корпуса выходят отводки от обеих обмоток со всеми началами и концами: А, В, С и D. Если изменить полярность напряжения на электродвигателе, как показано на рис 3.21 в скобках, то изменения направления вращения (реверса) двигателя не произойдет. Но часто встречаются моторы, в которых производитель намеренно оставил снаружи только 3 контакта. Этим он обезопасил устройство от различных «самоделок». Но все же выход есть.

Читайте так же

В этом случае поступают так:

Посмотрите на рисунок выше. Как изменить направление вращения двигателя — форум. Теперь, если подключить фазу к отводку D, то ротор вращается в одну сторону. Если же фазный провод перекинуть на ветку A, то можно изменить направление вращения в противоположную сторону. Реверс можно осуществлять, вручную разъединяя и соединяя провода. Облегчить работу поможет использование ключа.

Важно! Последний вариант реверсивной схемы подключения асинхронного однофазного мотора неправильный. Его можно использовать, только если соблюдаются условия:

Внимание! Даже если длина, толщина и материал обмоток совпадают, работа при измененном направлении вращения ротора не должна быть продолжительной. Это чревато перегревом и выходом из строя двигателя. как изменить направление вращения двигателя его вращения и как поменять. КПД при этом тоже оставляет желать лучшего.

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.

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

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.

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. 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

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

Со всеми этими

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 крайн ие (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

Схема с двумя конденсаторами

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

Подбор конденсаторов

Изменение направления движения мотора

Источник

Видео

Как изменить направление вращения трехфазного асинхронного двигателя?

Изменение направления вращения однофазного асинхронного двигателя.

КАК ИЗМЕНИТЬ НАПРАВЛЕНИЕ ВРАЩЕНИЕ ВАЛА В ОДНОФАЗНОМ ДВИГАТЕЛЕ

Как подключить однофазный двигатель, что-бы он крутился в другую сторону

Включение асинхронного электродвигателя с нужным направлением вращения вала

Как изменить направление вращения точильного станка. Модернизация заточного станка. Войлочный круг

электро двигатель вращается не в том направлении что делать…

Как изменить направление вращение асинхронного двигателя?

Как подключить асинхронный двигатель на правое или левое вращение?

Как подключить 3 фазный электродвигатель, изменить направление вращения

Как поменять направление вращения синхронного двигателя

Содержание

Направление вращения электродвигателя
Подписка на рассылку
Направление вращения вала электродвигателя
Изменение направления вращения вала в трехфазных электродвигателях
Реверс однофазного электродвигателя
Принцип действия синхронного двигателя
Устройство синхронного двигателя
Как работает синхронный двигатель
Схема запуска двигателя и его регулировка
Различия синхронных и асинхронных двигателей
Что такое синхронный двигатель и как он работает?
Устройство
Принцип работы
Отличие от асинхронного двигателя
Разновидности
Режимы работы
Генераторный режим
Синхронный компенсатор
Двигательный режим
Способы пуска и схемы подключения
Применение
Преимущества и недостатки
Видео версия
Видео

Направление вращения электродвигателя

Подписка на рассылку

Во избежание ошибок и не допуска вращения вала механизма в противоположную сторону согласно пункту 2.5.3 «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» на корпусе самого механизма и приводном двигателе должны быть нанесены стрелки направления вращения электродвигателя.

Направление вращения вала электродвигателя

Определение направления вращения электродвигателя выполняется со стороны единственного конца вала. В том случае если двигатель имеет два конца вала, то вращение определяют со стороны вала, который имеет больший диаметр. Согласно ГОСТ 26772-85 правому направлению соответствует движение вала по часовой стрелке. У наиболее распространенных трехфазных двигателей с короткозамкнутым ротором вращение вала в правую сторону будет осуществляться, если последовательность фаз, по которым подается напряжение на концы обмоток статора, будет соответствовать алфавитной последовательности их маркировки – U1, V1, W1.

Правостороннее вращение

Изменение направления вращения вала в трехфазных электродвигателях

Левостороннее вращение

Реверс однофазного электродвигателя

Источник

Принцип действия синхронного двигателя

Прежде чем рассматривать принцип действия синхронного двигателя, необходимо помнить, что это электрическая машина, работающая на переменном токе, у которой ротор вращается с частотой, которая равна частоте вращения магнитного поля в воздушной прослойке.

Устройство синхронного двигателя

Синхронный двигатель состоит из основных частей – якоря и индуктора. Обычно, его исполнение сделано таким образом, что якорь расположен на статоре, а индуктор – на роторе, отделенном воздушной прослойкой. Данные агрегаты обладают высоким коэффициентом мощности. Существенным плюсом является возможность их использования в сетях с любым напряжением.

Конструкция синхронного двигателя состоит из двух основных частей – статора и ротора. Статор является неподвижной частью агрегата, а ротор – подвижной. В состав якоря входят одна или несколько обмоток переменного тока. При работе двигателя токи, поступающие в якорь, приводят к вращению магнитного поля, пересекающегося с полем индуктора и преобразующего энергию. Поле якоря носит другое название – поле реакции якоря. В генераторе такое поле создается с помощью индуктора.

В состав индуктора входят электромагниты постоянного тока, называемые полюсами. Во всех синхронных электродвигателях индукторы бывают двух конструкций – явнополюсная и не явнополюсная, отличающиеся расположением полюсов. Конструкция статора включает в себя корпус и сердечник, в состав которого входят двух- и трехфазные обмотки. Сами обмотки могут быть распределенными и сосредоточенными.

Чтобы уменьшить магнитное сопротивление и улучшить прохождение магнитного потока, используются ферромагнитные сердечники, расположенные в роторе и статоре, для изготовления которых используется электротехническая сталь. Она обладает интересными свойствами, например, повышенным содержанием кремния, с целью повышения ее электрического сопротивления и уменьшения вихревых токов.

Каждый синхронный электродвигатель обладает важным параметром – электромагнитным моментом. Он возникает в том случае, когда магнитный поток ротора начинает взаимодействовать с вращающимся магнитным полем. Данное поле образуется под влиянием трехфазного тока, протекающего по обмотке якоря.

В режиме холостого хода происходит совпадение осей магнитных полей ротора и статора. Поэтому электромагнитные силы, возникающие между их полюсами, принимают радиальное направление и значение электромагнитного момента агрегата становится равным нулю. При переходе устройства в двигательный режим, на ротор начинает воздействовать внешние нагрузочный момент, приложенный к валу. В результате, происходит смещение ротора на величину определенного угла против направления вращения.

Подобное электромагнитное взаимодействие между ротором и статором приводит к созданию электромагнитных сил, направленных в сторону вращения. Таким образом, действие вращающегося электромагнитного момента стремится к преодолению действия внешнего момента. Максимальное значение электромагнитного момента образует угол 90 градусов, при расположении полюсов ротора между осями полюсов статора.

Если значение нагрузочного момента, приложенного к валу двигателя, превысит максимальный электромагнитный момент, в этом случае двигатель остановится под влиянием внешнего момента. Из-за этого в неподвижном двигателе по обмотке якоря будет проходить очень высокий ток. Данный режим является аварийным, он представляет собой выпадение из синхронизма и на практике не должен допускаться.

Как работает синхронный двигатель

Принцип действия синхронного двигателя основывается на взаимном влиянии магнитных полей якоря и полюсов индуктора. При обращенной конструкции агрегата расположение якоря и индуктора выполнено наоборот, то есть, первый расположен на роторе, а другой – на статоре. Такой вариант используют криогенные синхронные машины, у которых в состав обмоток возбуждения входят материалы со свойствами сверхпроводимости.

При запуске двигателя его разгоняют до частоты близкой к той, с которой в зазоре вращается магнитное поле. Только после этого он переходит в синхронный режим. В данной ситуации происходит пересечение магнитных полей якоря и индуктора. Этот момент получил название входа в синхронизацию.

При разгоне используется состояние асинхронного режима, когда происходит замыкание обмоток индуктора с помощью реостата или короткозамкнутым путем, подобно асинхронным машинам. Для того, чтобы осуществлять запуск в таком режиме, ротор оснащается короткозамкнутой обмоткой, которая одновременно является успокоительной обмоткой, способной устранить раскачивание ротора во время синхронизации. После того, как скорость становится близко к номинальной, в индуктор подается постоянный ток.

Таким образом, синхронный двигатель это не только двигатель, но и своеобразный генератор, поскольку у них одинаковое конструктивное исполнение. Схема работы двигателя будет следующей. Обмотка якоря подключается к трехфазному переменному току, а к обмотке возбуждения от постороннего источника подается постоянный ток. Вращающееся магнитное поле, созданное трехфазной обмоткой и поле, созданное обмоткой возбуждения, взаимодействуют между собой. Это вызывает появление электромагнитного момента, приводящего ротор во вращающееся состояние.

Для двигателей, где установлены постоянные магниты, применяются специальные внешние разгонные двигатели. В отличие от асинхронных устройств, разгон ротора в синхронном двигателе должен достигнуть частоты вращения магнитного поля. Это связано с подачей в обмотку ротора тока из постороннего источника, а не индуцируется в нем под действием магнитного поля статора, следовательно, на него не влияет частота вращения вала. В результате, синхронный двигатель переменного тока приобретает постоянную частоту вращения ротора вне зависимости от нагрузки. Специфический принцип работы этих устройств оказал влияние на их пуск и регулировку частоты вращения.

Схема запуска двигателя и его регулировка

У синхронных двигателей отсутствует начальный пусковой момент. При подключении якорной обмотки к источнику переменного тока, электромагнитный момент дважды изменить свое направление за один период изменения тока. Это происходит, когда ротор находится в неподвижном состоянии, а в обмотке возбуждения протекает постоянный ток.

Таким образом, величина среднего момента в течение одного периода будет иметь нулевое значение. Чтобы увидеть, как работает синхронный двигатель при пуске, нужно выполнить разгон его ротора под действием внешнего момента до вращения с частотой, приближенной к синхронной.

Сам запуск агрегата может производиться разными способами:

Различия синхронных и асинхронных двигателей

Все электродвигатели переменного тока по принципу действия могут быть асинхронными и синхронными. В первом случае вращение ротора будет медленнее, по сравнению с магнитным полем, а во втором – вращение ротора и магнитного поля происходит с одинаковой скоростью.

В асинхронном двигателе вращающееся переменное магнитное поле создается обмотками, закрепленными на статоре. Концы этих обмоток выведены в общую клеммную коробку. Во избежание перегрева на валу двигателя устанавливается вентилятор. Ротор выполнен из металлических стержней, замкнутых с двух сторон между собой. Он представляет единое целое с валом и получил название короткозамкнутого ротора.

Вращение магнитного поля происходит под действием постоянной смены полюсов. Соответственно, в обмотках изменяется направление тока. На скорость вращения вала оказывает влияние количество полюсов магнитного поля.

Синхронный электродвигатель конструктивно отличается от асинхронных агрегатов. Здесь вращение ротора и магнитного поля происходит с одинаковой скоростью. Напряжение на ротор для зарядки обмоток подается с помощью щеток, а не индуцируется действием переменного магнитного поля. Направление тока в обмотках изменяется одновременно с направлением магнитного поля, поэтому вал синхронного двигателя всегда вращается в одну сторону.

Источник

Что такое синхронный двигатель и как он работает?

В качестве устройства преобразования электрической энергии в механическую в промышленности и быту используется синхронный электродвигатель. В сравнении с другими типами электрических машин он получил меньшее распространение, но в отведенных сферах является незаменимым фаворитом. В чем особенность синхронных агрегатов и как их применяют на практике, мы рассмотрим в данной статье.

Устройство

Конструктивно синхронный электродвигатель состоит из неподвижного элемента, подвижной части, обмоток различного назначения, может комплектоваться коллекторным узлом. Далее рассмотрим каждую составляющую синхронного агрегата более детально на рабочем примере (рисунок 1).

Принцип работы

В основе работы синхронного электродвигателя лежит взаимодействие магнитного потока, генерируемого рабочими обмотками с постоянным магнитным потоком. Наиболее распространенной моделью синхронной электрической машины является вариант с рабочей обмоткой на статоре и обмоткой возбуждения на роторе.

Рис. 2. Принцип действия синхронного электродвигателя

Как видите на рисунке 2 выше, в обмотку статора подается трехфазное напряжение из сети, которое формирует переменное магнитное поле. На обмотки ротора электродвигателя подано постоянное напряжение, которое индуцирует такой же постоянный магнитный поток у полюсов. Для наглядности рассмотрим процесс на упрощенной модели синхронного агрегата (рисунок 3).

Рис. 3. Принцип формирования потоков в синхронной электрической машине

При подаче питания на фазные витки статора электродвигателя первый пик амплитуды тока и ЭДС взаимоиндукции приходиться на фазу A, затем B и фазу C.

На графике показана периодичность чередования кривых в зависимости от времени:

Оборот поля статора происходит в течении периода, а за счет того, что ротор обладает собственным электромагнитным усилием постоянным во времени, то он синхронно следует за движением переменного магнитного поля, вращаясь вокруг заданной оси. В результате такого вращения происходит синхронное движение ротора вслед за сменой амплитуды ЭДС в витках рабочих обмоток, за счет этого явления электродвигатель и получил название синхронного. Наличие отдельного питания отразилось и на схематическом обозначении таких электрических машин (рисунок 4) в соответствии с ГОСТ 2.722-68.

Рис. 4. Схематическое обозначение синхронного электродвигателя

Отличие от асинхронного двигателя

Основным отличием синхронного электродвигателя от асинхронного заключается в принципе преобразования электрической энергии в механическое вращение. У синхронного электродвигателя процесс вращения ротора идентичен вращению рабочего электромагнитного поля, вырабатываемого трехфазной сетью. А вот у асинхронного рабочее поле самостоятельно наводит ЭДС в роторе, которая уже затем вырабатывает собственный поток взаимоиндукции и приводит вал во вращение. В результате чего асинхронные электрические машины получают разность во вращении рабочего поля и нагрузки на валу, что выражается физической величиной – скольжением.

В работе классические модели асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором:

В некоторой степени эти недостатки преодолевает асинхронный двигатель с фазным ротором, но в полной мере избавиться от недостатков получается лишь синхронному агрегату.

Рис. 5. Отличие асинхронного от синхронного электродвигателя

Разновидности

В современной промышленности и бытовых приборах синхронные электродвигатели используются для решения самых разнообразных задач. Как результат, существенно разнятся и их конструктивные особенности. На практике выделяют несколько критериев, по которым разделяются виды синхронных агрегатов. В соответствии с ГОСТ 16264.2-85 могут подразделяться по таким техническим характеристикам:

В зависимости от способа получения поля ротора выделяют такие типы синхронных электродвигателей:

С реактивным ротором — конструкция выполнена таким образом, что в его сердечнике происходит преломление магнитных линий, приводящее всю конструкцию в движение (см. рисунок 7). Под воздействием силового поля поперечные и продольные составляющие в роторе не равны за счет чего пластины поворачиваются вслед за полем.

Рис. 7. Пример реактивного ротора

В зависимости от наличия полюсов все синхронные электродвигатели можно подразделить на:

В зависимости от расположения рабочих обмоток различают прямые (на статоре) и обращенные (рабочие обмотки на роторе).

Режимы работы

Большинство электрических машин обладают обратимой функцией, не составляют исключения и синхронные агрегаты. Их также можно использовать в качестве электрического привода или в качестве генератора, вырабатывающего электроэнергию. Оба режима отличаются способом воздействия на электрическую машину – подачу напряжения на рабочие обмотки или приведение в движение ротора за счет механического усилия.

Генераторный режим

Для производства электроэнергии в сеть используются именно синхронные генераторы. В большинстве случаев для этой цели используются электрические машины с фазными обмотками на статоре, что существенно упрощает процесс съема мощности и дальнейшей передачи ее в сеть. Физически генерация происходит при воздействии электромагнитного поля обмотки возбуждения синхронного генератора с обмотками статора. Силовые линии поочередно пересекают фазные витки и наводят в них ЭДС взаимоиндукции, в результате чего на клеммных выводах возникает напряжение.

Частота получаемого напряжения напрямую зависит от скорости вращения вала и вычисляется по формуле:

где n – скорость вращения вала, измеряемая в оборотах за минуту, p – количество пар полюсов.

Синхронный компенсатор

В виду физических особенностей синхронного электродвигателя при холостом ходе аппарата он потребляет из сети реактивную мощность, что позволяет существенно улучшить cosφ системы, практически приближая его к 1.На практике режим синхронного компенсатора используется как для улучшения коэффициента мощности, так и для стабилизации параметров напряжения сети.

Двигательный режим

В синхронной машине двигательный режим осуществляется при подаче рабочего трехфазного напряжения на обмотки якоря. После чего электромагнитное поле якоря начинает толкать магнитное поле ротора, и вал приходит во вращение. Однако на практике двигательный режим осуществляется не так просто, так как мощные агрегаты не могут самостоятельно набрать необходимый ресурс скорости. Поэтому во время запуска используют специальные методы и схемы подключения.

Способы пуска и схемы подключения

Для запуска синхронного электродвигателя требуется дополнительное поле, независимое от воздействия сети. В то же время, на стартовом этапе запуск представляет собой асинхронный процесс, пока агрегат не достигнет синхронной скорости.

Рис. 8. Схема пуска синхронного двигателя

При подаче напряжения на якорь возникает ток в его обмотках и генерация ЭДС в железе ротора, который обеспечивает асинхронное движение до того момента, пока не начнется питание обмоток возбуждения.

Еще одним распространенным вариантом пуска является использование дополнительных генераторов, которые могут располагаться на валу или устанавливаться отдельно. Такой метод обеспечивает дополнительное стартовое усилие за счет стороннего крутящего момента.

Рис. 9. Генераторный способ пуска синхронного двигателя

Как видите на рисунке 9, начальное вращение мотора М осуществляется за счет генератора G, который призван вывести устройство на подсинхронную скорость. Затем генератор выводится из рабочей цепи путем размыкания контактов КМ или автоматически при установке рабочих характеристик. Дальнейшее поддержание синхронного режима происходит за счет подачи постоянного напряжения в обмотку возбуждения.

Помимо этого на практике используется схема пуска с полупроводниковыми преобразователями. На рисунке 10 приведен способ тиристорного преобразователя и с установкой вращающихся выпрямителей.

Рис. 10. Тиристорная схема пуска синхронного двигателя

В первом случае запуск синхронного электродвигателя характеризуется нулевым напряжением от преобразователя UD. За счет ЭДС скольжения через стабилитроны VD осуществляется открытие тиристоров VS. В цепь обмотки возбуждения вводится резистор R, предназначенный для предотвращения пробоя изоляции. По мере разгона электродвигателя ЭДС скольжения пропорционально снизится и произойдет запирание стабилитронов VD, цепочка заблокируется, и обмотка возбуждения получит питание постоянным напряжением через UD.

Применение

Область применения синхронных электрических машин охватывает производство электрической энергии на электростанциях. По видам генераторы подразделяются на турбинные, дизельные и гидравлические, в зависимости от способа приведения их во вращение.

Также их используют в качестве электродвигателей, которые могут переносить существенные перегрузки в процессе эксплуатации. Такие двигатели устанавливаются на вентиляторах, компрессорах, силовых агрегатах и прочем оборудовании. Отдельная категория электродвигателей применяется в точном оборудовании, где важна синхронизация операций и процессов.

К преимуществам такого электродвигателя следует отнести:

Среди недостатков синхронных электродвигателей выделяют:

Видео версия

Источник

Видео

КАК ИЗМЕНИТЬ НАПРАВЛЕНИЕ ВРАЩЕНИЕ ВАЛА В ОДНОФАЗНОМ ДВИГАТЕЛЕ

Изменение направления вращения однофазного асинхронного двигателя.

Болгарка вращается в другую сторону. Что делать?

Как изменить направление вращения трехфазного асинхронного двигателя?

🔨 РЕВЕРСИРУЕМЫЕ и НЕРЕВЕРСИРУЕМЫЕ ⚒️ Электро Моторы ✅Это надо Знать !

Синхронный и асинхронный двигатели. Отличия двигателей

Как подключить асинхронный двигатель на правое или левое вращение?

Как подключить однофазный двигатель, что-бы он крутился в другую сторону

А ТЫ ЗНАЛ, КАК ПОМЕНЯТЬ ВРАЩЕНИЕ РЕДУКТОРА НА УШМ?! ЛЕГКО!!!

Как изменить направление вращение асинхронного двигателя?

Изменение направления вращающегося двигателя с тремя фазами просто и быстро, способы применения

Для изменения направления электронного мотора понадобится две схемы и возможность это сделать несколькими способами, такая процедура не сложная по применению и займет немного времени. Замена направления вращений в трехфазном движке в применении очень просто.

Изменение направления вращающегося двигателя с тремя фазами просто и быстро, способы применения

Состав статьи:

Принцип работы трехфазного асинхронного мотора
Определение вращения
Переменная сеть 380 к 220 вольт
Реверсирование трехфазных инструментов
Реверсирование однофазных синхронных инструментов
Реверс коллекторных моторов
По какой причине измена вращения электродвигателя не произошло?
Изменение направления вала в трехфазных инструментах
Переподключение рабочей намотки
Переподключение пусковой намотки

Трехфазный мотор

Наиболее часто используемый электродвигатель с короткозамкнутой обвивке ротора, или иными словами беличье колесо. Представляет собой прибор измененного потока, который состоит из статора и тремя витками, в котором магнитные поля сдвинуты на 120 градусов и при подаче 3х фазного напряжения образуется циркуляция магнитного поля в магнитной цепи машины мотора, а ротор – вращается только с такой же скоростью что и статор. Определяют синхронный или асинхронный с помощью разворотов, если ротор двигается так как и статор то это синхронный мотор, но если ротор медленнее статора то уже асинхронный. Асинхронный более используемый.

Наиболее благоприятным периодом работы двигателя трех фаз является изменение круговорота. Другими словами реверсирование. Из-за того, что ликвидируется намагничивание электрических полей и аппарат перегревается и идет утечка мощности машины. Более, схемы реверсирования запуска в применении легче чем трансмиссии на механике (которые состоят из зубчатых шестерней). Но очень много нюансов происходит при изменение направления тока, ведь самую полярность вращений питания невозможно.

Принцип работы трехфазного асинхронного мотора

Для включения асинхронного мотора в сеть нужно соединить клетень звездой или треугольником. На выводе может быть не написано маркировка прибора, что очень важно, то нужно самому определить начало и конец витков.

При запуске обмоток статора в асинхронном аппарате трех фаз изменчивого тока образовывается магнитное поле, с регулированием частоты цикла n1.

Движущееся магнитное поле задевает так как и клетень статора и ротора, и индуцирует на них ЭДС. В обмотке наводится ЭДС самоиндукции, которая идет навстречу напряжению сети и ограничивает количество тока в коробке.

Обвивка ротора должна быть замкнута коротко у двигателей с короткозамкнутым ротором, или из-за сопротивления у электрических моторах с фазным ротором. Это значит, что с действием ЭДС (Е2) появляется ток. Взаимодействие индуцируемого потока в роторе, с движущемся магнитным полем, создает электромагнитную силу Фэм.

Направление фэм силы можно находить по правилу левой руки. К примеру:

Полюса магнитного поля асинхронного мотора вращаются против часовой стрелки. В другом моменте они также будут в другом положении. (рис 1)

Токи на рисунке в виде крестиков и точек. Крестик это когда ток от вас направлен. И если точка, то в вашу сторону. Пунктиром нарисованы силовые линии магнита поворотов в поле статора. Ладонь нужно так положить, чтобы эти силовые магниты входили в ладонь. Четыре пальца должны быть направлены в сторону потока в обвивке. А большой палец поднятый вверх (как обычно) покажет направление фэм потока для конкретного проводника.

Определение вращения

Для идентификации циркуляции мотора важно со стороны одного конца вала. Если же в нем есть две стороны, то берется вал с диаметром больше чем первый. Согласно техническим правилам, правое направление в сторону часовой стрелки. У наиболее используемых трехфазных моторчиках с короткозамкнутым ротором обороты в правую сторону будут создаваться, если последовательность подачи напряжения на концах стартовой виток будет в соответствии их маркировке.

Изменная сеть 380 к 220 вт

Чтобы подсоединить трехфазный асинхронного аппарата к 220 нужно задействовать такой же или несколько триммеров для компенсирования пустой фазы. Ориентирование будет зависит от соединения третьей клетени, каким способом она сделается.

Чтобы задействовать циркуляция в противоположную сторону желательно третью проводку вмонтировать к тумблеру конденсатора на двух позициях. В нем будет два коммуникации, составлены между собой первой и второй намоткой.

При таком подходе три фазы будут в роли однофазного моторчика, поелику подключились с одинакового шнура. Для запуска данного агрегата надобно перевести тумблер оборотов в необходимое направление вперед или назад. Далее его запуск положить в позицию «включен». Мгновение пуска за необходимости ткнуть пальцем кнопку. Держать не более три секунды, этого достаточно.

Реверсирование трехфазных инструментов

Курс ритма вращающегося поля магнитов асинхронных двигателей прямо пропорционально от последовательности подачи сизигии, в независимости от тактики соединения статорных обмоток. Тем, кто уже сталкивался с такой темой, уже известно, что имеется две манипуляции совмещения обмоток – звезда и треугольник.

К примеру, фазы А, Б, В подаются на входные клеммы 1, 2, 3 один к одному, в итоге циркуляция пусть будет в сторону часовой стрелки, а если соответственно на клеммы 2,1,3 то будет против стрелки идти. Такой способ с пускателем не нуждается в дополнительных действий, как это откручивание гаек в коробке и вручную переставлять провода клемм.

Трехфазные асинхронные двигатели на 380 Вт собственно соединять магнитным пускателем, в нем три допустимых контакта расположены на одной раме и замыкаются вместе. Они как бы выполняют действия которые задает им катушка – соленоида, также магнитная. Работает она как и на 380 и на 220 вольт. Это избавит человека от коммуникацией с напряжением, так как оно опасно.

Для пуска реверса тока используют несколько переходников. Клеммы давления питания соединены по порядочной системе сначала: один к одному, два к двум и далее. А на выходе встречным путем: четыре – пять, пять-четыре. Для обхода пробоя изоляции, если при нажатии на две кнопки одновременно, сила на втягивающей катушке подсоединяется с помощью дополнительных контактов противоположных пускателей. Требовательно при замкнутых контактах основной группы, линия идущая на соленоид дополнительного аппарата была разомкнута.

На пульте устанавливается пост на три потока с одной позицией – одно нажатие с одним действием кнопками. Первая кнопка «остановка» и две «запуск». Разъем шнура такой:

Кабель на кнопке стоп (нормально замкнутая должна быть все время) а ее перемычки на пуск (нормально разомкнута все время).
Со «стопа» два кабеля переводится на дополнительные контакты пускателей, которые замыкаются на старте: так они блокируют мотор.
Кнопкой пуск по одному проводу на крест проводится дополнительные контакты, которые при старте размыкаются.

Реверсирование однофазных синхронных инструментов

Для пуска такого мотора нужно иметь вторую обвивку на статоре, далее важно подключить в цепь фазосдвигающий фрагмент как бумажный конденсатор. Реверсирование происходит только там, где обе клетени однозначные – диаметр проводов, количество витков, и они не должны отключатся после пуска оборотов.

Схема реверсирования такова: фазовый конденсатор будет переподключаться к каждой из витков по очереди. Пример двигателя силой в 2,2 кВт. (рис 2)

В клеммной коробке есть шесть выводов. Чтобы задать мотору обращения, нужно:

На клеммы W2 и V1 направить сетевое напряжение
Конец одной из обмоток крепится к клеммам U1 и U2, и чтобы они подпитывались их соединяют перемычками.
Концы второй обмотки соединяют с клеммами W2 и V2.
Движущий конденсатор подключают к клеммам V1 и V2. W1 остается сама.

Чтобы мотор вращался в обратную сторону, надо изменить положение перемычек. Схема автоматического реверсирования также осуществляется на двух магнитных пусках и трех кнопках. Две из них должны быть нормально разомкнуты для запуска, а одна нормально замкнута для остановки.

Реверс коллекторных моторов

Аналогична схема как и в постоянном токе с последовательным пробуждением. Одна щетка для снятия тока коллектора соединяется к клетени ротора, а напряжение исходит на другую щетку и вывод статорной обвивке.

Переполюсовка ротора и статора будет одновременной если изменить положение штепсельной вилки розетки. Направление не меняется из-за того. Тоже и происходит в двигателе непрерывного тока при одновременном перемене полярности питания на клетени напряжения и якоря. Изменение порядка (фаза – ноль) желательно только в случае электронного оборудования когда коллектор обеспечивает и пространственное и электрическое разделение проводников. Якорные витки изолированы. Есть два типа применения:

Изменение местоположения щеток физическим способом. Нерационально, так как изменения вносятся в конструкцию принудительно. Может вывести из строя щетки прибора, так как рабочая форма не будет совпадать с поверхностной нормой.
Измена положения перемычки с узлом между щеткой и витках в клеммной коробке возбуждения. Также и точки сетевого кабеля. Можно сделать с многопозиционного выключателя или двух пускателей с магнитом

Нельзя забывать, что работоспособность из-за перекомпоновке в коробке клемм, или соединение по схемам реверса должны выполняться без напряжения, аппарат должен быть строго выключен.

По какой причине измена вращения электродвигателя не произошло?

Через то, что момент запуска асинхронного мотора с симметричной обвивке равносильно нулю. Асинхронный моторчик важно подсоединить в такой соответственности:

От трехфазной сети ( меняется местами любые из трех проводов между собой)
Мотор берет силу из триммера 1 фазной сети ( вывод конденсатора отключается, он соединяется с любым проводом и питает его, затем переключается на следующий)
Электромотор питается от инвертора 3х фаз ( тут желательно работать с инструкцией, довольно сложный механизм).
Работу по перемене циркуляции можно делать только когда агрегат не подключен ни к чему.

Поэтому, замена направления оборотов делается только для трехфазных двигателей предназначенных для трехфазной сети. Принципом смены вращения в асинхронном двигателе это смена его направления.

Перемена положения вала в трехфазных инструментах

Для некоторых аппаратов эксплуатация возможна с помощью левостороннего круговорота. Для замены нужно:

Выключить двигатель, должен быть без какого либо питания
Забрать крышку с клеммной коробки
На силовом кабеле переставить местами жилы. Изоляционную черного цвета (3) переставить на контакт V1 в клеммах, а коричневый провод на (2) на контакт W1.

Но если двигатель хочет постоянно переключаться с права налево оборотов, то нужно это сделать по схеме.

Перемена циркуляции с короткозамкнутым ротором

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым статором включать в постоянный ток не требуется, потому что для роторного оборотов нужно магнитное поле в движении которое создает неизменный поток. Неизменный же ток не может задать вращения магнитам. Из этого исходит что лучше включить в сеть простой коллекторный двигатель ( такой как ручной электроинструмент).

Для этого надо только поменять обмоточные данные (перемотку) полюсов в якоре так как при работе намотки на переменчивом токе, кроме сопротивления) есть индуктивное сопротивление также. На постоянном потоке индуктивный отпор не присутствует и вообще он в витках будет равен активному противодействию.

А вот движок с неизменным током и предварительно измененными данными намотки не будет работоспособным на переменном потоке. Его полюса сделаны из изолированных листов металлической электрической стали. При потоке меняющегося тока обмотки в массивном полюсе, будет создаваться вихор, он в свою очередь заставляет прибор нагревается, его клетени и полюса.

Переподключение рабочей намотки

Для изменения направления смены маршрута можно только поменять местами конец и начало рабочей ветки. МОжно сообразить что для этого нужно открывать корпус и раскручивать намотку. Но это не обязательно, можно все сделать снаружи

Четыре провода исходящие их корпуса это начала рабочей и пусковой намотки. Два из них начало, а два конці. Желательно обозначить какие будут для рабочих проводов.
К этой паре будут присоединены два полюса, фаза и ноль. При выключенном моторе реверсирование нужно сделать методом постановления фазы с одного контакта намотки на конечный, а ноль – с конечного на первую или тот, что напротив.
По итогу выходит система, где точки меняются между собой местами. В такой способ ротор будет двигаться в обратном положении.

Переподключение пусковой намотки

При подключении пусковой намотки асинхронный двигатель будет вращаться в противоположную сторону. Он возможен если в движке присутствуют отдельные отводы работающей и пусковой намотки, тогда и будет реально сделать замену движения.

В двигателе есть концы обмоток, к примеру А и Б, два провода соединены между собой внутри механизма. Тогда в нем есть три вывода вместо четырех. Для такого прибора можно поменять оборотов поменяв местами рабочую и пусковые обвивки.

Заключение:

Изменение направления кружений двигателей постоянного тока исходит путем замены направления токов в обмотке якоря или путем изменения в витке возбуждения.
Одновременно в обоих приборах измена не совершится, нужно выбрать один из вариантов.
Для двигателей с большой мощностью изменение возможно с дополнительным аппаратом контроллер.
При дистанционном управлении для перемены поворотов, двигатель оснащают реверсивным магнитным пускателем.
Направление в роторе зависит от направления полей в статоре. Чтобы изменить их в статоре, меняют местами два провода, которые подойдут к статорной намотке.
Реверсирование с параллельным или смешанным возбуждением делается с помощью перемены стороны тока в обвивке якоря. С последовательным возбуждением либо в обмотке якоря либо в возбуждения.

Как поменять вращение однофазного двигателя

Рис. 1 Схема подключения двигателя однофазного асинхронного двигателя с пусковым конденсатором.

точками A, B условно обозначены начало и конец пусковой обмотки, для наглядности к этим точкам подключены провода коричневого и зеленого цвета соответственно.
точками С, В условно обозначены начало и конец рабочей обмотки, для наглядности к этим точкам подключены провода красного и синего цвета соответственно.
стрелками указано направление вращения ротора асинхронного двигателя

Задача.

Вариант №1

Меняем направление вращения однофазного асинхронного двигателя, путем переподключения рабочей обмотки.

Вариант №2

Меняем направление вращения однофазного асинхронного двигателя, путем переподключения пусковой обмотки.

Важное замечание.

Рис.4 При таком подключении обмоток двигателя, реверс невозможен.

UPD 03/09/2014 Наконец то удалось проверить на практике, не очень правильный, но все же используемый метод смены направления вращения асинхронного двигателя. Для однофазного асинхронного двигателя, который имеет только три вывода, возможно заставить ротор вращаться в обратном направлении, достаточно поменять местами рабочую и пусковую обмотку. Принцип такого включения изображен на рис.5

Рис. Нестандартный реверс асинхронного двигателя

Изготовление самодельных станков и механизмов требует наличия источника крутящего момента, способного развивать высокую механическую мощность на валу привода при питании от сети 220 вольт.

Для этих целей подходит электродвигатель от бетономешалки, стиральной машины, другого оборудования или просто приобретенный в продаже.

В статье я рассказываю все про однофазный асинхронный двигатель, схема подключения которого зависит от внутренней конструкции и может быть выполнена с пусковой обмоткой или конденсаторным запуском.

С чего обязательно следует начинать подключение двигателя: 2 важных момента, проверенные временем

Перед первым включением любого электродвигателя необходимо уточнить его устройство: конструкцию статора и ротора, состояние подшипников.

На собственном и чужом опыте могу заверить, что проще раскрутить несколько гаек, осмотреть внутреннюю конструкцию, выявить дефекты на начальном этапе и устранить их, чем после запуска в непродолжительную работу заниматься сложным ремонтом, который можно было предотвратить.

Важное предупреждение

Начинающие электрики довольно часто сами создают неисправности двигателя, нарушая технологию его разборки, работая обычным молотком: разбивают грани вала.

Для сохранения структуры деталей без их повреждения необходимо использовать специальный съемник подшипников электродвигателя.

В самом крайнем случае, когда его нет, удары молотком наносят через толстые пластины из мягкого металла (медь, алюминий) или плотную сухую древесину (яблоня, груша, дуб).

Как состояние подшипников влияет на работу двигателя

Любой асинхронный электродвигатель (АД) имеет ротор с короткозамкнутыми обмотками. В них наводится ток, создающий магнитный поток, взаимодействующий с вращающимся магнитным полем статора, которое и является его источником движения.

Ротор внутри корпуса крепится на подшипниках. Их состояние сильно влияет на качество вращения. Они призваны обеспечить легкое скольжение вала без люфтов и биений. Любые нарушения недопустимы.

Дело в том, что обмотку статора можно рассматривать как обыкновенный электромагнит. Если у ротора разбиты подшипники, то он под действием магнитного поля станет притягиваться, приближаясь к статорной обмотке.

Зазор между вращающейся и стационарной частями очень маленький. Поэтому касания или биения ротора могут задевать, царапать, деформировать статорные обмотки, безвозвратно повреждая их. Ремонт потребует полной перемотки статора, а это весьма сложная работа.

Обязательно разбирайте электродвигатель перед его подключением, тщательно осматривайте всю его внутреннюю конструкцию.

Что надо учитывать в конструкции статорных обмоток и как их подготовить

Домашнему мастеру чаще всего попадают электродвигатели, которые уже где-то поработали, а, возможно, и прошли реконструкцию или перемотку. Никто об этом обычно не заявляет, на шильдиках и бирках информацию не меняют, оставляют прежней. Поэтому рекомендую визуально осмотреть их внутренности.

Статорные катушки у асинхронных двигателей для питания от однофазной и трехфазной сети отличаются количеством обмоток и конструкцией.

Трехфазный электродвигатель имеет три абсолютно одинаковые обмотки, разнесенные по направлению вращения ротора на 120 угловых градусов. Они выполнены из одного провода с одинаковым числом витков.

Все они имеют равное активное и индуктивное сопротивление, занимают одинаковое число пазов внутри статора.

Это позволяет первоначально оценивать их состояние обычным цифровым мультиметром в режиме омметра при отключенном напряжении.

Однофазный асинхронный двигатель имеет две разные обмотки на статоре, разнесенные на 90 угловых градусов. Одна из них создана для длительного прохождения тока в номинальном режиме работы и поэтому называется основной, главной либо рабочей.

Для уменьшения нагрева ее делают более толстым проводом, обладающим меньшим электрическим сопротивлением.

Перпендикулярно ей смонтирована вторая обмотка большего сопротивления и меньшего диаметра, что позволяет различать ее визуально. Она создана для кратковременного протекания пусковых токов и отключается сразу при наборе ротором номинального числа оборотов.

Пусковая или вспомогательная обмотка занимает примерно 1/3 пазов статора, а остальная часть отведена рабочим виткам.

Однако, приведенное правило имеет исключения: на практике встречаются однофазные электродвигатели с двумя одинаковыми обмотками.

Для подключения статора к питающей сети концы обмоток выводят наружу проводами. С учетом того, что одна обмотка имеет два конца, то у трехфазного электродвигателя может быть, как правило, шесть выводов, а у однофазного — четыре.

Но из этого простого правила встречаются исключения, связанные с внутренней коммутацией выводов для упрощения монтажа на специальном оборудовании:

у трехфазных двигателей из статора могут выводиться:

три жилы при внутренней сборке схемы треугольника;

или четыре — для звезды;

однофазный электродвигатель может иметь:

три вывода при внутреннем объединении одного конца пусковой и рабочей обмоток;

или шесть концов для конструкции с пусковой обмоткой и встроенным контактом ее отключения от центробежного регулятора.

Техническое состояние изоляции обмоток

Где и в каких условиях хранился статор не всегда известно. Если он находился без защиты от атмосферных осадков или внутри влажных помещений, то его изоляция требует сушки.

В домашней обстановке разобранный статор можно поместить в сухую комнату для просушки. Ускорить процесс допустимо обдувом вентилятора или нагревом обычными лампами накаливания.

Обращайте внимание, чтобы разогретое стекло лампы не касалось провода обмоток, обеспечивайте воздушный зазор. Окончание процесса сушки связано с восстановлением свойств изоляции. Этот процесс необходимо контролировать замерами мегаомметром.

Как отличить конструкцию однофазного асинхронного электродвигателя и определить его тип по статистической таблице

Привожу выдержку из книги Алиева И И про асинхронные двигатели, вернее таблицу основных электрических характеристик.

Как видите, промышленностью массово выпущены модели с:

повышенным сопротивлением пусковой обмотки;
пусковым конденсатором;
рабочим конденсатором;
пусковым и рабочим конденсатором;
экранированными полюсами.

А еще здесь не указаны более новые разработки, называемые АЭД — асинхронные энергосберегающие двигатели, обеспечивающие:

значительное снижение реактивной мощности;
повышение КПД;
уменьшение потребления полной мощности при той же нагрузке на вал, что и у обычных моделей.

Их конструкторское отличие: внутри зубцов сердечника статора выполнены углубления. В них жестко вставлены постоянные магниты, взаимодействующие с вращающимся магнитным полем.

Во всем этом многообразии вам предстоит разбираться самостоятельно с неизвестной конструкцией. Здесь большую помощь может оказать техническое описание или шильдик на корпусе.

Я же дальше рассматриваю только две наиболее распространенные схемы запуска АД в работу.

Схема подключения асинхронного двигателя с пусковой обмоткой: последовательность сборки

Например, мы определили, что из статора выходят четыре или три провода. Вызваниваем между ними активное сопротивление омметром и определяем пусковую и рабочую обмотку.

Допустим, что у четырех проводов между собой вызваниваются две пары с сопротивлением 6 и 12 Ом. Скрутим произвольно по одному проводу от каждой обмотки, обозначим это место, как «общий провод» и получим между тремя выводами замер 6, 12, 18 Ом.

Точками на этой схеме я обозначил начала обмоток. Пока на этот вопрос не обращайте внимание. Но, к нему потребуется вернуться дальше, когда возникнет необходимость выполнять реверс.

Цепочка между общим выводом и меньшим сопротивлением 6Ω будет главной, а большим 12Ω — вспомогательной, пусковой обмоткой. Последовательное их соединение покажет суммарный результат 18 Ом.

Помечаем эти 3 конца уже понятной нам маркировкой:

Дальше нам понадобиться кнопка ПНВС, специально созданная для запуска однофазных асинхронных двигателей. Ее электрическая схема представлена тремя замыкающими контактами.

Но, она имеет важное отличие от кнопки запуска трехфазных электродвигателей ПНВ: ее средний контакт выполнен с самовозвратом, а не фиксацией при нажатии.

Это означает, что при нажатии кнопки все три контакта замыкаются и удерживаются в этом положении. Но, при отпускании руки два крайних контакта остаются замкнутыми, а средний возвращается под действием пружины в разомкнутое состояние.

Эту кнопку и клеммы вывода обмоток статора из электродвигателя соединяем трехжильным кабелем так, чтобы на средний контакт ПНВС выходил контакт пусковой обмотки. Выводы П и Р подключаем на ее крайние контакты и помечаем.

С обратной стороны кнопки между контактами пусковой и рабочей обмоток жестко монтируем перемычку. На нее и второй крайний контакт подключаем кабель питания бытовой сети 220 вольт с вилкой для установки в розетку.

При включении этой кнопки под напряжение все три контакта замкнутся, а рабочая и пусковая обмотка станут работать. Буквально через пару секунд двигатель закончит набирать обороты, выйдет на номинальный режим.

Тогда кнопку запуска отпускают:

пусковая обмотка отключается самовозвратом среднего контакта;
главная обмотка двигателя продолжает раскручивать ротор от сети 220 В.

Это самая доступная схема подключения асинхронного двигателя с пусковой обмоткой для домашнего мастера. Однако, она требует наличия кнопки ПНВС.

Если ее нет, а электродвигатель требуется срочно запустить, то ее допустимо заменить комбинацией из двухполюсного автоматического выключателя и обычной электрической кнопки соответствующей мощности с самовозвратом.

Придется включать их одновременно, а кнопку отпускать после раскрутки электродвигателя.

С целью закрепления материала по этой теме рекомендую посмотреть видеоролик владельца Oleg pl. Он как раз показывает конструкцию встроенного центробежного регулятора, предназначенного для автоматического отключения вспомогательной обмотки.

Схема подключения асинхронного двигателя с конденсаторным запуском: 3 технологии

Статор с обмотками для запуска от конденсаторов имеет примерно такую же конструкцию, что и рассмотренная выше. Отличить по внешнему виду и простыми замерами мультиметром его сложно, хотя обмотки могут иметь равное сопротивление.

Ориентируйтесь по заводскому шильдику и таблице из книги Алиева. Такой электродвигатель можно попробовать подключить по схеме с кнопкой ПНВС, но он не станет раскручиваться.

Ему не хватит пускового момента от вспомогательной обмотки. Он будет гудеть, дергаться, но на режим вращения так и не выйдет. Здесь нужно собирать иную схему конденсаторного запуска.

2 конца разных обмоток подключают с общим выводом О. На него и второй конец рабочей обмотки подают через коммутационный аппарат АВ напряжение бытовой сети 220 вольт.

Конденсатор подключают к выводам пусковой и рабочей обмоток.

В качестве коммутационного аппарата можно использовать сдвоенный автоматический выключатель, рубильник, кнопки типа ПНВ или ПНВС.

Здесь получается, что:

главная обмотка работает напрямую от 220 В;
вспомогательная — только через емкость конденсатора.

Эта схема используется для легкого запуска конденсаторных электродвигателей, включаемых в работу без тяжелой нагрузки на привод, например, вентиляторы, наждаки.

Если же в момент запуска необходимо одновременно раскручивать ременную передачу, шестеренчатый механизм редуктора или другой тяжелый привод, то в схему добавляют пусковой конденсатор, увеличивающий пусковой момент.

Принцип работы такой схемы удобно приводить с помощью все той же кнопки ПНВС.

Ее контакт с самовозвратом подключается на вспомогательную обмотку через дополнительный пусковой конденсатор Сп. Второй конец его обкладки соединяется с выводом П и рабочей емкостью Ср.

Дополнительный конденсатор в момент запуска электродвигателя с тяжелым приводом помогает ему быстро выйти на номинальные обороты вращения, а затем просто отключается, чтобы не создавать перегрев статора.

Эта схема таит в себе одну опасность, связанную с длительным хранением емкостного заряда пусковым конденсатором после снятия питания 220 при отключении электродвигателя.

При неаккуратном обращении или потере внимательности работником ток разряда может пройти через тело человека. Поэтому заряженную емкость требуется разряжать.

В рассматриваемой схеме после снятия напряжения и выдергивания вилки со шнуром питания из розетки это можно делать кратковременным включением кнопки ПНВС. Тогда емкость Сп станет разряжаться через пусковую обмотку двигателя.

Однако не все люди так поступают по разным причинам. Поэтому рекомендуется в цепочку пуска монтировать два дополнительных резистора.

Сопротивление Rр выбирается номиналом около 300÷500 Ом нескольких ватт. Его задача — после снятия напряжения питания осуществить разряд вспомогательной емкости Сп.

Резистор Rо низкоомный и мощный выполняет роль токоограничивающего сопротивления.

Где взять номиналы главного и вспомогательного конденсаторов?

Дело в том, что величину пусковой и рабочей емкости для конденсаторного запуска однофазного АД завод определяет индивидуально для каждой модели и указывает это значение в паспорте.

Отдельных формул для расчета, как это делается для конденсаторного запуска трехфазного двигателя в однофазную сеть по схемам звезды или треугольника просто нет.

Вам потребуется искать заводские рекомендации или экспериментировать в процессе наладки с разными емкостями, выбирая наиболее оптимальный вариант.

Владелец
видеоролика “I V Мне интересно” показывает способы оптимальной настройки параметров схемы запуска конденсаторных двигателей.

Как поменять направление вращения однофазного асинхронного двигателя: 2 схемы

Высока вероятность того, что АД запустили по одному из вышеперечисленных принципов, а он крутится не в ту сторону, что требуется для привода.

Другой вариант: на станке необходимо обязательно выполнять реверс для обработки деталей. Оба эти случаи поможет реализовать очередная разработка.

Возвращаю вас к начальной схеме, когда мы случайным образом объединяли концы главной и вспомогательной обмоток. Теперь нам надо сменить последовательность включения одной из них. Показываю на примере смены полярности пусковой обмотки.

В принципе так можно поступить и с главной. Тогда ток по этой последовательно собранной цепочке изменит направление одного из магнитных потоков и направление вращения ротора.

Для одноразового реверса этого переключения вполне достаточно. Но для станка с необходимостью периодической смены направления движения привода предлагается схема реверса с управлением тумблером.

Этот переключатель можно выбрать с двумя или тремя фиксированными положениями и шестью выводами. Подбирать его конструкцию необходимо по току нагрузки и допустимому напряжению.

Схема реверса однофазного АД с пусковой обмоткой через тумблер имеет такой вид.

Пускать токи через тумблер лучше от вспомогательной обмотки, ибо она работает кратковременно. Это позволит продлить ресурс ее контактов.

Реверс АД с конденсаторным запуском удобно выполнить по следующей схеме.

Для условий тяжелого запуска параллельно основному конденсатору через средний контакт с самовозвратом кнопки ПНВС подключают дополнительный конденсатор. Эту схему не рисую, она показана раньше.

Переключать положение тумблера реверса необходимо исключительно при остановленном роторе, а не во время его вращения. Случайная смена направления работы двигателя под напряжением связана с большими бросками токов, что ограничивает его ресурс.

Если у вас еще остались неясные моменты про однофазный асинхронный двигатель и схему подключения, то задавайте их в комментариях. Обязательно обсудим.

Перед выбором схемы подключения однофазного асинхронного двигателя важно определить, сделать ли реверс. Если для полноценной работы вам часто нужно будет менять направление вращения ротора, то целесообразно организовать реверсирование с использованием кнопочного поста. Если одностороннего вращения вам будет достаточно, то подойдет самая простая схема без возможности переключения. Но что делать, если после подсоединения по ней вы решили, что направление нужно все же поменять?

Постановка задачи

Уточним важные моменты:

Точкой А отмечено начало пусковой обмотки, а точкой В – ее окончание. К начальной клемме A подсоединен провод коричневого, а к конечной – зеленого цвета.
Точкой С помечено начало рабочей обмотки, а точкой D – ее окончание. К начальному контакту подсоединен провод красного, а к конечному – синего цвета.
Направление вращения ротора обозначено с помощью стрелок.

Вариант 1: переподключение рабочей намотки

Из корпуса должны выходить четыре провода. 2 из них соответствуют началам рабочей и пусковой намоток, а 2 – их концам. Определите, какая пара принадлежит только рабочей обмотке.
Вы увидите, что к этой паре подсоединены две линии: фаза и ноль. При отключенном двигателе произведите реверс путем перекидывания фазы с начального контакта намотки на конечный, а нуля – с конечного на начальный. Или наоборот.

Вариант 2: переподключение пусковой намотки

Из четырех проводов, выходящих из коробки мотора, выясните, какие из них соответствуют отводкам пусковой намотки.
Изначально конец В пусковой обмотки соединялся с началом С рабочей, а начало А подключалось к пускозарядному конденсатору. Сделать реверс однофазного двигателя можно, подключив емкость к выводу В, а начало С с началом А.

Вариант 3: смена пусковой обмотки на рабочую, и наоборот

Организовать реверс однофазного мотора 220В теми способами, что описаны выше, можно только при условии, что из корпуса выходят отводки от обеих обмоток со всеми началами и концами: А, В, С и D. Но часто встречаются моторы, в которых производитель намеренно оставил снаружи только 3 контакта. Этим он обезопасил устройство от различных «самоделок». Но все же выход есть.

В этом случае поступают так:

Снимают конденсатор с начального вывода А;
Подсоединяют его к конечному выводу D;
От проводов А и D, а также фазы, пускают отводки (можно сделать реверс с использованием ключа).

Важно! Последний вариант реверсивной схемы подключения асинхронного однофазного мотора неправильный. Его можно использовать, только если соблюдаются условия:

Длина пусковой и рабочей намоток одинакова;
Площадь их поперечного сечения соответствует друг другу;
Эти провода изготовлены из одного и того же материала.

Внимание! Даже если длина, толщина и материал обмоток совпадают, работа при измененном направлении вращения ротора не должна быть продолжительной. Это чревато перегревом и выходом из строя двигателя. КПД при этом тоже оставляет желать лучшего.

Осуществить реверс асинхронного мотора 220В просто, если концы обмоток отводятся из корпуса наружу. Сложнее его организовать, когда выводов всего три. Рассмотренный нами третий способ реверсирования подходит только для кратковременного включения двигателя в сеть. Если работа с обратным вращением обещает быть продолжительной, то мы рекомендуем вскрыть коробку для переключения методами, описанными в 1 и 2 варианте: так безопасно для агрегата, и сохраняется КПД.

Однофазный двигатель 220В — как поменять вращение. Схема

Содержание

Однофазный двигатель 220В — постановка задачи
Вариант 1: переподключение рабочей намотки (однофазный двигатель 220В)
Вариант 2: переподключение пусковой намотки (однофазный двигатель 220В)
Вариант 3: смена пусковой обмотки на рабочую, и наоборот
Важно понимать

Перед выбором схемы подключения однофазного асинхронного двигателя важно определить, сделать ли реверс. Если для полноценной работы вам часто нужно будет менять направление вращения ротора, то целесообразно организовать реверсирование с использованием кнопочного поста. Если одностороннего вращения вам будет достаточно, то подойдет самая простая схема без возможности переключения. Но что делать, если после подсоединения по ней вы решили, что направление нужно все же поменять? Однофазный двигатель 220В — как поменять направление вращения?

Однофазный двигатель 220В — постановка задачи

Схема подключения однофазного двигателя

Уточним важные моменты:

Точкой А отмечено начало пусковой обмотки, а точкой В – ее окончание. К начальной клемме A подсоединен провод коричневого, а к конечной – зеленого цвета.
Точкой С помечено начало рабочей обмотки, а точкой D – ее окончание. К начальному контакту подсоединен провод красного, а к конечному – синего цвета.
Направление вращения ротора обозначено с помощью стрелок.

Вариант 1: переподключение рабочей намотки (однофазный двигатель 220В)

Из корпуса должны выходить четыре провода. 2 из них соответствуют началам рабочей и пусковой намоток, а 2 – их концам. Определите, какая пара принадлежит только рабочей обмотке.
Вы увидите, что к этой паре подсоединяются две линии: фаза и ноль. При отключенном двигателе произведите реверс путем перекидывания фазы с начального контакта намотки на конечный, а нуля – с конечного на начальный. Или наоборот.

Схема подключения однофазного двигателя

Вариант 2: переподключение пусковой намотки (однофазный двигатель 220В)

Из четырех проводов, выходящих из коробки мотора, выясните, какие из них соответствуют отводкам пусковой намотки.
Изначально конец В пусковой обмотки соединялся с началом С рабочей, а начало А подключалось к пускозарядному конденсатору. Сделать реверс однофазного двигателя можно, подключив емкость к выводу В, а начало С с началом А.

Переподключение пусковой намотки

Вариант 3: смена пусковой обмотки на рабочую, и наоборот

Организовать реверс однофазного мотора 220В теми способами, что описаны выше, можно только при условии, что из корпуса выходят отводки от обеих обмоток со всеми началами и концами: А, В, С и D. Но часто встречаются моторы, в которых производитель намеренно оставил снаружи только 3 контакта. Этим он обезопасил устройство от различных «самоделок». Но все же выход есть.

Смена пусковой обмотки на рабочую, и наоборот

На рисунке выше изображена схема такого, «проблемного», мотора. У него выходят из корпуса только три провода. Они помечаются коричневым, синим и фиолетовым цветами. Зеленая и красная линии, соответствующие концу В пусковой и началу С рабочей намотки, соединены между собой внутри. Доступ к ним без разборки двигателя мы получить не сможем. Поэтому изменить вращение ротора одним из первых двух вариантов не представляется возможным.

В этом случае поступают так:

Снимают конденсатор с начального вывода А;
Подсоединяют его к конечному выводу D;
От проводов А и D, а также фазы, пускают отводки (можно сделать реверс с использованием ключа).

Схема подключения однофазного двигателя

Важно понимать

Важно! Последний вариант реверсивной схемы подключения асинхронного однофазного мотора неправильный. Его можно использовать, только если соблюдаются условия:

Длина пусковой и рабочей намоток одинакова;
Площадь их поперечного сечения соответствует друг другу;
Эти провода изготавливаются из одного и того же материала.

Внимание! Даже если длина, толщина и материал обмоток совпадают, работа при измененном направлении вращения ротора не должна быть продолжительной. Это чревато перегревом и выходом из строя двигателя. КПД при этом тоже оставляет желать лучшего.

Ещё по теме:
— Схемы подключения асинхронного и синхронного однофазных двигателей
— Схемы подключения электродвигателя через конденсаторы
— Реверсивная схема подключения электродвигателя
— Плавный пуск электродвигателя своими руками
—В чем разница асинхронного и синхронного двигателей
— Переделка электрического двигателя с 380 на 220 Вольт
— Как проверить электродвигатель
— Ремонт электродвигателей

Однофазный асинхронный электродвигатель

Дмитрий Левкин

Однофазный электродвигатель с пусковой обмоткой
- Конструкция однофазного асинхронного двигателя
- Принцип работы однофазного двигателя
- Пуск однофазного двигателя
- Подключение однофазного двигателя

Однофазный электродвигатель с экранированными полюсами

Электродвигатель с асимметричным магнитопроводом статора

Конструкция однофазного двигателя с вспомогательной или пусковой обмоткой

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

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

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 +Ф_mах до -Ф_mах.

Остановить

Пульсирующее магнитное поле

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

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

где n_пр – частота вращения магнитного поля в прямом направлении, об/мин,

n_обр – 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

Остановить

Разложение пульсирующего магнитного потока на два вращающихся

Действие пульсирующего поля на вращающийся ротор

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 Ф_пр, вращается в направлении вращения ротора, а обратный магнитный поток Ф_обр — в противоположном направлении. Так как, частота вращения ротора n₂ меньше частоты вращения магнитного потока n₁, скольжение ротора относительно потока Ф_пр будет:

где s_пр – 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 Ф_обр вращается встречно ротору, частота вращения ротора n₂ относительно этого потока отрицательна, а скольжение ротора относительно Ф_обр

где s_обр – скольжение ротора относительно обратного магнитного потока

Запустить

Остановить

Вращающееся магнитное поле пронизывающее ротор

Ток индуцируемый в роторе переменным магнитным полем

Согласно закону электромагнитной индукции прямой Ф_пр и обратный Ф_обр магнитные потоки, создаваемые обмоткой статора, наводят в обмотке ротора ЭДС, которые соответственно создают в короткозамкнутом роторе токи I_2пр и I_2обр. При этом частота тока в роторе пропорциональна скольжению, следовательно:

где f_2пр – частота тока I_2пр наводимого прямым магнитным потоком, Гц

где f_2обр – частота тока I_2обр наводимого обратным магнитным потоком, Гц

Таким образом, при вращающемся роторе, электрический ток I_2обр, наводимый обратным магнитным полем в обмотке ротора, имеет частоту f_2обр, намного превышающую частоту f_2пр тока ротора I_2пр, 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 s_пр = 0,04;
частота тока наводимого прямым магнитным потоком f_2пр = 2 Гц;
скольжение ротора относительно обратного магнитного потока s_обр = 1,96;
частота тока наводимого обратным магнитным потоком f_2обр = 98 Гц

Согласно закону Ампера, в результате взаимодействия электрического тока I_2пр с магнитным полем Ф_пр возникает вращающий момент

где M_пр – магнитный момент создаваемый прямым магнитным потоком, Н∙м,

с_M — постоянный коэффициент, определяемый конструкцией двигателя

Электрический ток I_2обр, взаимодействуя с магнитным полем Ф_обр, создает тормозящий момент М_обр, направленный против вращения ротора, то есть встречно моменту М_пр:

где M_обр – 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.

Тормозящее действие обратного поля

При работе однофазного двигателя в пределах номинальной нагрузки, то есть при небольших значениях скольжения s = s_пр, крутящий момент создается в основном за счет момента М_пр. Тормозящее действие момента обратного поля М_обр — незначительно. Это связано с тем, что частота f_2обр много больше частоты f_2пр, следовательно, индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора х_2обр = x₂s_обр току I_2обр намного больше его активного сопротивления. Поэтому ток I_2обр, имеющий большую индуктивную составляющую, оказывает сильное размагничивающее действие на обратный магнитный поток Ф_обр, значительно ослабляя его.

где r₂ — активное сопротивление стержней ротора, Ом,

x_2обр — реактивное сопротивление стержней ротора, Ом.

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

С помощью одной фазы нельзя запустить ротор

Ротор имеющий начальное вращение будет продолжать вращаться в поле создаваемом однофазным статором

Действие пульсирующего поля на неподвижный ротор

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

Пуск однофазного двигателя. Как создать начальное вращение?

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 I_A и I_B в обмотках должны быть сдвинуты по фазе относительно друг друга. Для получения фазового сдвига между токами I_A и I_B в цепь вспомогательной (пусковой) обмотки В включают фазосмещающий элемент, в качестве которого используют активное сопротивление (резистор), индуктивность (дроссель) или емкость (конденсатор) [1].

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.

Подключение однофазного двигателя

С пусковым сопротивлением

Двигатель с расщепленной фазой — 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.

Омический сдвиг фаз, биффилярный способ намотки пусковой обмотки

Разное сопротивление и индуктивность обмоток

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.

С конденсаторным пуском

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

Ёмкостной сдвиг фаз с пусковым конденсатором

Чтобы достичь максимального пускового момента требуется создать круговое вращающееся магнитное поле, для этого требуется чтобы токи в главной и вспомогательной обмотках были сдвинуты друг относительно друга на 90°. Использование в качестве фазосдвигающего элемента резистора или дросселя не позволяет обеспечить требуемый сдвиг фаз. Лишь включение конденсатора определенной емкости позволяет обеспечить фазовый сдвиг 90°.

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. Поток Ф» наводит в короткозамкнутом витке ЭДС E_k, в результате чего возникает ток I_k отстающий от E_k по фазе из-за индуктивности витка. Ток I_k создает магнитный поток Ф_k, направленный встречно Ф», создавая результирующий поток в экранированной части полюса Ф_э=Ф»+Ф_k. Таким образом, в двигателе потоки экранированной и неэкранированной частей полюса сдвинуты во времени на некоторый угол.

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

Статор такого однофазного двигателя выполняется с ярко выраженными полюсами на не симметричном шихтованном сердечнике. Ротор — короткозамкнутый типа «беличья клетка».

Данный электродвигатель для работы не требует использования фазосдвигающих элементов. Недостатком данного двигателя является низкий КПД.

Основные параметры электродвигателя

Общие параметры для всех электродвигателей

Момент электродвигателя

Мощность электродвигателя

Коэффициент полезного действия

Номинальная частота вращения

Момент инерции ротора

Номинальное напряжение

Электрическая постоянная времени

Библиографический список

М. М.Кацман. Электрические машины и электропривод автоматических устройств: Учебник для электротехнических специальностей техникумов.- М.: Высш. шк., 1987.

ГОСТ 27471-87 Машины электрические вращающиеся. Термины и определения.

Направление вращения – так легко… ошибиться

Томаш Краус

Продвижение LV Motors и SIMOLOG ve společnosti Siemens

Опубликовано 18 сентября 2018 г.

+ Подписаться

Электродвигатели рассчитаны либо на правое вращение, либо против часовой стрелки, либо на то и другое. Это очень просто. Стандарт IEC говорит, что направление вращения всегда рассматривается со стороны ведомого конца, где находится нагрузка. В нем также говорится, что при подключении фаз сети L1, L2, L3 к клеммам двигателя U, V, W в этом порядке двигатель должен вращаться по часовой стрелке. Если поменять местами пару фаз, она будет вращаться против часовой стрелки. Тем не менее все очень просто. Однако на удивление довольно часто случается, что мотор заказывают с неправильным направлением вращения.

Важным элементом, определяющим направление вращения, являются вентиляторы охлаждения. Если размер двигателя и номинальная скорость не слишком высоки, вентиляторы имеют прямые лопасти, а двигатель технически двунаправленный. Также двигатели с принудительным охлаждением, в которых охлаждающий вентилятор приводится в действие вспомогательным двигателем и вращается независимо от главного вала двигателя, обычно являются двунаправленными (но иногда также имеется встроенный на вал вентилятор для внутренней циркуляции воздуха, который не может быть сделан двусторонним). Если двигатель технически двунаправленный и вам нужно изменить направление вращения, это просто вопрос маркировки и документации.

Однако некоторые двигатели должны быть рассчитаны только на одно направление вращения – охлаждающие вентиляторы имеют наклонные лопасти, чтобы обеспечить достаточный охлаждающий эффект, а также обеспечить приемлемый уровень шума. Такой двигатель может работать с обратным направлением вращения, но только с ограниченной мощностью на валу, что в большинстве случаев бесполезно для потребителя. Если двигатель заказан неправильно, мы не можем избежать замены охлаждающих вентиляторов. В более удачном случае ошибка обнаруживается уже после заказа, обычно когда завод предоставляет окончательные документы на согласование. Это приводит к заказу правильных вентиляторов, в худшем случае это вызывает некоторую задержку или вам нужно платить за неправильные вентиляторы, которые уже были запущены в производство.

Однако чаще ошибка выявляется уже после доставки, когда покупатель распаковывает двигатель и кто-то обнаруживает, что стрелка указывает в другую сторону. Для более крупных двигателей поставщики обычно не держат на складе охлаждающие вентиляторы, так как существует большое разнообразие размеров, материалов. .. а также два направления вращения. Итак, сначала вам нужно изготовить новые вентиляторы, затем доставить их (что также может занять некоторое время, особенно если ваш завод находится на другом континенте, чем конечный потребитель) и заменить их. При наличии внутреннего вентилятора, расположенного между корпусом ротора и подшипником, необходимо демонтировать ротор, что может быть невозможно на месте. Подшипники могут быть повреждены, и вам может потребоваться купить новые. Если двигатель работает во взрывоопасных зонах, работа должна выполняться сертифицированной сервисной мастерской. Никто не будет счастлив.

Несмотря на то, что каждый может себе представить, что изменение направления вращения после родов действительно проблематично, почему это происходит так часто? Кто-то говорит, что заказчик может ошибиться, так как направление вращения ведомой машины также считается, если смотреть со стороны ведомого конца – поэтому, когда они производят насос с правым вращением, им нужно покупать двигатель с вращением против часовой стрелки. На мой взгляд это не главная причина. Я бы сказал, что правильные люди не проверяют правильные вещи в нужное время. Когда заказчик и производитель охотятся за заказом, наиболее важным является согласование характеристик двигателя, цены, сроков поставки и других коммерческих тем. Направление вращения ни на что из этого не влияет. Это параметр, который был установлен (разумеется, правильно) уже в прошлом. Либо что-то нужно установить «на стадии заказа», но иногда эта информация не доходит до производства.

Я лично принимал участие в испытании заказчиком нескольких двигателей среднего напряжения, которое длилось целых два дня на нашем заводе. Вместе с нашим руководителем проекта и двумя людьми из компании-подрядчика мы все подписали, что испытания прошли успешно, в том числе все двигатели имеют правое вращение, в соответствии с заказом и окончательной документацией. После их доставки заказчику, не присутствовавшему на заводских приемо-сдаточных испытаниях, было замечено, что все они должны были быть против часовой стрелки. Мы обнаружили техпаспорт насоса, показывающий вращение насоса по часовой стрелке где-то на пятой странице, отправленный 10 месяцев назад с первым запросом, полученным моим коллегой, который тем временем покинул нашу компанию. Хуже всего было не то, что заказчик отказался покрыть какую-либо часть стоимости замены охлаждающих вентиляторов, хотя он явно невнимательно прочитал окончательную документацию, отчеты об испытаниях и сообщение о заводских приемочных испытаниях. Хуже всего, конечно, весь напряженный процесс покупки новых вентиляторов, планирования работы по замене и выслушивания жалоб на задержку ввода в эксплуатацию. Кроме того, в стране назначения обычно все документы пересылаются и официально утверждаются на нескольких уровнях, включая правительство, поэтому вполне вероятно, что обновленные файлы не могут пройти везде, и кто-то все еще может хранить документы с истекшим сроком действия.

Вероятно, нет эффективного способа полностью избавиться от этих ошибок. Производители могут более наглядно отмечать направление вращения в итоговых документах, а заказчики могут четко указывать его в каждом заказе. Также производитель может насолить заказчику и поставить это как точку приостановки — мы не начнем производство вашего мотора, пока вы официально не подтвердите направление вращения. Но все же есть риск, что кто-то не владеет верной информацией, и неверный приказ будет одобрен всеми сторонами.

Учитывая количество больших однонаправленных двигателей, проданных по всему миру, возможно, пока вы читали эту статью, кто-то распаковал новый двигатель после доставки и… «О боже, эта стрелка указывает в правильном направлении?»

Другие также смотрели

Исследуйте темы

Определение направления вращения двигателя | ЭЦиМ

Вы только что отремонтировали двигатель или приобрели замену и собираетесь его подключить. Какую критическую задачу необходимо выполнить для правильной работы подключенной нагрузки двигателя? Правильно: определение правильного вращения двигателя.

Все мы знаем, что направление вращения трехфазного двигателя можно изменить, поменяв местами два вывода его статора. Это переключение, если хотите, меняет направление вращающегося магнитного поля внутри двигателя.

Если мы знаем, что на подключенную нагрузку не повлияет обратное вращение двигателя, мы можем временно включить двигатель и наблюдать за направлением его вращения. Если это неправильное направление, мы можем просто поменять местами любые два провода.

Но что делать, если подключенная нагрузка будет повреждена при обратном вращении двигателя? Мы должны определить правильное вращение, прежде чем двигатель будет подключен к нагрузке. Мы можем временно включить двигатель, пока он не связан с нагрузкой, и наблюдать за направлением его вращения. И, после замены проводов, при необходимости, двигатель можно подключить к нагрузке. Есть и другой вариант, менее затратный по времени и более эффективный.

Использование измерителя чередования фаз

Измеритель чередования фаз с помощью шести выводов сравнивает чередование фаз двух разных трехфазных соединений. Три провода, обозначенные буквами «А», «В» и «С», подсоединены к стороне тестового блока, обозначенной «МОТОР». Три других провода помечены так же, но подключены к другой стороне тестового блока, которая помечена как «LINE». Измеритель также имеет вольтметр с нулевым центром, одна сторона которого помечена как «НЕПРАВИЛЬНО», а другая — как «ПРАВИЛЬНО».

Во-первых, вы «обнуляете» счетчик в соответствии с инструкциями производителя. Затем вы устанавливаете селекторный переключатель измерителя в положение «MOTOR» и подсоединяете три провода MOTOR к проводам двигателя. Наконец, вы вручную поворачиваете вал двигателя в нужном направлении, наблюдая за вольтметром, который сразу же качается в ПРАВИЛЬНОМ или НЕПРАВИЛЬНОМ направлении. Особое примечание: хотя стрелка будет качаться в противоположном направлении после того, как вал перестанет вращаться, вы должны использовать первую индикацию вольтметра в отношении состояния направления вращения.

Если вам повезло и первая конфигурация соединения правильная, вы помечаете выводы двигателя «A», «B» и «C», чтобы они совпадали с подключенными выводами измерителя чередования фаз.

Предположим, вам не повезло, и вольтметр показывает НЕПРАВИЛЬНО. Затем вы должны поменять местами любые два провода ДВИГАТЕЛЯ и снова вручную повернуть вал двигателя. Теперь вольтметр должен показывать ПРАВИЛЬНО, и вы должны пометить выводы двигателя «A», «B» и «C», чтобы они совпадали с подключенными выводами измерителя чередования фаз. Однако вы еще не закончили с установкой двигателя.

Определение поворота линии источника питания

Теперь вы должны проверить вращение линии, подающей питание на двигатель. Здесь также можно использовать ваш измеритель вращения фаз.

После обесточивания фидера питания двигателя и применения необходимых устройств блокировки/маркировки вы устанавливаете селекторный переключатель агрегата в положение «LINE» и подсоединяете три провода LINE к фидеру. Затем включите фидер и посмотрите на вольтметр.

Если вам снова повезло, и вольтметр показывает ПРАВИЛЬНО, вы маркируете выводы фидера питания «A», «B» и «C» после того, как фидер обесточен и снова установлены устройства блокировки/маркировки, чтобы они совпадали с подключенными LINE ведет от измерителя чередования фаз.

Если вам снова не повезло, вы обесточиваете фидер питания двигателя и применяете необходимые устройства блокировки / маркировки, а также меняете местами любые два провода LINE. При повторном включении фидера вольтметр покажет ПРАВИЛЬНО. Теперь вы можете пометить фидерные проводники «A», «B» и «C», чтобы они совпадали с подключенными проводами LINE от измерителя чередования фаз.

Все, что осталось сделать, это сопоставить маркированные выводы двигателя с маркированными проводниками фидера питания и выполнить необходимые соединения. Двигатель будет работать с правильным вращением.

Другое приложение для измерения чередования фаз

Так же, как мы проверили вращение двигателя и его источника питания, мы можем сделать то же самое для двух отдельных источников питания. Предположим, вы построили временную сеть с устройствами защиты от перегрузки по току при замене существующего распределительного щита или щита. Очевидно, что временная ротация мощности должна быть такой же, как и у существующей службы, чтобы любые подключенные двигатели работали в правильном направлении.

Выполнив все требования по блокировке/маркировке, вы сначала подключаете провода LINE измерителя чередования фаз к стороне нагрузки существующего сервисного переключателя, который находится в разомкнутом положении. Затем при закрытом приборе проверяешь вольтметр измерителя чередования фаз. Если он показывает ПРАВИЛЬНО, установите устройство отключения обслуживания в открытое положение и пометьте проводники стороны нагрузки, чтобы они совпадали с подключенными проводами ЛИНИИ от измерителя чередования фаз. Если вольтметр показывает НЕПРАВИЛЬНО, поменяйте местами два провода LINE и сделайте соответствующую маркировку на проводниках со стороны нагрузки.

Затем, прежде чем подключать временную услугу к существующей нагрузке, вы подключаете провода LINE измерителя чередования фаз к стороне линии временной услуги. Когда временный сервисный разъединитель находится в разомкнутом положении, замкните существующий сервисный разъединитель и посмотрите на показания вольтметра. Если он читает ПРАВИЛЬНО, пометьте временные выводы линии обслуживания, чтобы они совпадали с подсоединенными выводами LINE от измерителя чередования фаз. Если вольтметр показывает НЕПРАВИЛЬНО, поменяйте местами любые два провода LINE и сделайте соответствующую маркировку.

электромагнетизм — Начальное направление двигателя

Задавать вопрос

Спросил
1 год, 8 месяцев назад

Изменено
1 год, 8 месяцев назад

Просмотрено
308 раз

\$\начало группы\$

Когда двигатель уже вращается, масса и скорость ротора несут импульс и будут продолжать вращаться в одном или другом направлении, чтобы выровняться с магнитным полем статора, поскольку полярность катушки периодически переключается.

Рассмотрим простейший щеточный двигатель с одним полюсом, как показано на рисунке. Если ротор изначально находится в состоянии покоя перпендикулярно магнитному полю статора до подачи тока, то после подачи тока ротор может вращаться либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки, чтобы выровняться с магнитным полем статора. Начальное направление должно быть недетерминированным (или 50% эквивалентная вероятность вращения по часовой стрелке или против часовой стрелки).

Как эти маленькие двигатели постоянного тока всегда вращаются в одном направлении, если мы не поменяем полярность питания?

[РЕДАКТИРОВАТЬ]
Большинство результатов, которые я нашел в Google и видео на Youtube, противоречивы сами по себе или прямо ошибочны.

Здесь я привожу диаграмму правила левой руки Флеминга для двигателя и поперечное сечение 3-полюсного щеточного двигателя постоянного тока, где зеленая стрелка указывает близость пути магнитного поля, а правая стрелка указывает направление обычного тока. Катушка, обернутая вокруг полюса (обведена красным), подвергается более высокому току, чем два других полюса (отсюда и смещение). Магнитное поле, создаваемое катушкой (обведено красным), противодействует магнитному полю статора (темная и светло-зеленая стрелки). Тогда ротор должен вращаться, но в каком направлении?

Если я применю правило Флеминга, сила, создаваемая передней частью катушки, будет уравновешена той частью катушки, которая идет за этим полюсом. Катушка справа будет иметь силу, толкающую влево (против часовой стрелки), компенсируя силу, направленную вправо (по часовой стрелке) от левой катушки. Легче визуализировать это через диаграмму вместе с описанием, данным для F, B, R и L — все индуцированные силы Лоренца нейтрализуются в той катушке, которая обертывает полюс, находящийся под прямым напряжением!!
Единственное объяснение, которое я вижу, почему ротор должен «уходить» от своего текущего положения, заключается в том, что магнитное поле, создаваемое катушкой (светло-зеленое), движется в направлении, противоположном направлению магнита статора. Но направление вращения ротора должно быть недетерминированным. Другими словами, если я коснусь ротора против часовой стрелки пальцем прямо перед подачей тока, двигатель будет вращаться против часовой стрелки (потому что я придаю ему этот начальный импульс) или наоборот для вращения по часовой стрелке.

двигатель
электромагнетизм

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Как эти маленькие двигатели постоянного тока всегда вращаются в одном направлении, если мы
обратная полярность питания?

Для двигателя постоянного тока с двумя контактами коммутатора (одной катушкой ротора) двигатель может вращаться в любом направлении, поэтому давайте сначала разберемся с этим. Что делает практичным Двигатель постоянного тока все время работает в одном и том же направлении (для заданной полярности питания) заключается в наличии не менее _{четырех контактов коммутатора и, следовательно,} двух катушек ротора. Давайте разберемся с этой ситуацией.

Щетки коллектора расположены так, что они питают только катушку ротора, которая физически более смещена, чтобы выровнять свое магнитное поле с магнитами статора, вращаясь, скажем, против часовой стрелки. Поэтому он начинает двигаться против часовой стрелки, чтобы выполнить выравнивание.

После поворота на 90° щетки больше не приводят в движение первую катушку, поскольку коллектор вращается вместе с ротором; они управляют 2-й катушкой, и это тот же сценарий. Эта новая катушка физически более смещена, чтобы выровнять свое (новое) магнитное поле с магнитами статора, вращаясь таким же образом против часовой стрелки.

Процесс начинается заново.

Больше контактов коммутатора означает больше катушек ротора, и угол, при котором n-я катушка перестает потреблять ток, а n+1-я катушка начинает потреблять ток, становится меньше. Таким образом, 8 контактов коммутатора означают, что ротор имеет 4 катушки и переключение происходит через каждые 45°.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

*Рис. 1. В этом положении ротор испытывает максимальный крутящий момент.

Если ротор изначально находится в состоянии покоя перпендикулярно магнитному полю статора до подачи тока, то после подачи тока ротор может вращаться либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки, чтобы выровняться с магнитным полем статора.

Нет, если ротор на рис. 1 вращается 90 ° крутящие моменты противоположны, а чистое вращение равно нулю. Вот почему мы используем щетки для включения другой горизонтальной обмотки.

Как эти маленькие двигатели постоянного тока всегда вращаются в одном направлении, если мы не поменяем полярность питания?

Щетки коммутируют (включают) обмотку, которая будет иметь ориентацию, показанную на рис. 1.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Исправлены линии потока ротора и добавлены магниты статора. Коммутатор переключает ток ротора так, что поток ротора всегда находится под прямым углом к потоку статора. Больше сегментов означает лучшее выравнивание углов и, следовательно, меньшую пульсацию крутящего момента.

Дополнительная анимация здесь:

Анимация

\$\конечная группа\$

Твой ответ

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

Реверсивные однофазные асинхронные двигатели

Начиная с моей статьи о двигателях переменного тока,
Меня часто спрашивают, как реверсировать асинхронный двигатель переменного тока.
Ранее я не рассказывал подробно о том, как запускаются асинхронные двигатели.
потому что это обширная тема сама по себе.

Ротор асинхронного двигателя представляет собой проницаемый железный сердечник.
с залитой алюминиевой обмоткой короткого замыкания. Ты можешь видеть
алюминий на обоих концах ротора. Алюминий тоже проходит.
продольные отверстия в роторе, чтобы сделать короткую «беличью клетку»
обмотка цепи. Вы можете едва видеть линии под небольшим углом на роторе
где проходят обмотки.

Обмотка короткого замыкания заставляет ротор сопротивляться быстрым изменениям магнитного поля.
полей, поэтому, если он подвергается воздействию вращающегося магнитного поля, он попытается
следовать ему. (подробнее об этом здесь)

В трехфазном двигателе три фазы на трех обмотках естественно
создать вращающееся магнитное поле. Но для однофазных двигателей переменного тока
магнитное поле только чередуется вперед и назад. Нужна какая-то хитрость
для создания вращающегося поля.

Реверс двигателя с расщепленной фазой

В этом двигателе с расщепленной фазой основная обмотка (обозначение «M»)
подключается напрямую к сети переменного тока 60 Гц, а
другая обмотка (обозначение «О») включена последовательно с
конденсатор (С). Взаимодействие между индуктивностью двигателя
обмотки и емкость конденсатора делают эту обмотку около 90
градусов не совпадают по фазе с основной обмоткой.

С основной обмоткой, создающей переменное по вертикали магнитное поле,
а другая обмотка создает магнитное поле, чередующееся по горизонтали
но не в фазе, их сумма представляет собой вращающееся магнитное поле.
Ротор пытается следовать за ним, заставляя его вращаться.

Для реверсирования двигателя достаточно просто переместить разъем питания.
так что другая обмотка находится непосредственно на переменном токе. По существу, перемещение
одна сторона силового соединения от (А) до (В), вызывающая обмотку (О)
быть основной обмоткой, а обмотка (М) – фазосдвинутой.

В двигателях мощностью более 1/4 л.с. две обмотки обычно имеют разные
числа витков, поэтому этот метод реверсирования может быть неприменим.
Сначала проверьте, чтобы сопротивление обеих обмоток было одинаковым.

Если обмотки не одинакового сопротивления, можно еще поменять местами
изменением полярности одной из обмоток при условии, что
обмотки не связаны между собой внутри двигателя (например, более трех
провода, выходящие из обмоток).

Обмотки стартера на больших двигателях

Теперь, если мы заглянем внутрь более крупного двигателя, такого как этот двигатель мощностью 3/4 лошадиных силы,
обмотки выглядят
намного сложнее. Обмотки распределены по множеству пазов
в статоре двигателя (С). Туда, туда
менее резкий переход от одного полюса к другому. Этот
делает магнитное поле более гладким, что делает его более тихим и более
экономичный мотор.

Этот двигатель имеет толстую основную обмотку (М) и пусковую обмотку.
из более тонкой проволоки (S). Основная обмотка создает горизонтальную
магнитное поле, а обмотка стартера создает вертикальное.

Эта пусковая обмотка включена последовательно с конденсатором (С) и центробежным
переключатель (S). В этом двигателе установлен пусковой конденсатор
внутри основного корпуса. Как правило, пусковой конденсатор устанавливается
сверху корпуса под металлическим куполом.

Центробежный переключатель (S) установлен на задней панели
и активируется диском (P), который упирается в выступ на
переключатель (слева от S на фото).

Сняв ротор и посмотрев на диск, можно увидеть два металлических выступа.
Когда двигатель вращается, центробежная сила толкает их наружу, что
в свою очередь тянет диск обратно. Это освобождает пластиковый язычок на переключателе,
что приводит к размыканию переключателя и отключению обмотки стартера.
Диск отодвигается достаточно далеко, чтобы больше не соприкасаться
с вкладкой, сводя к минимуму трение и износ. Это умный способ
активировать переключатель на основе центробежной силы без необходимости
переключиться на отжим.

Расположение центробежного переключателя издает отчетливый «щелчок».
когда он сбрасывается после выключения двигателя. Щелчок переключателя
вовлечение, когда оно начинается, гораздо труднее различить.

Если обмотка стартера помогает пуску двигателя, то обязательно поможет
мотор тоже работает. Так почему бы просто не оставить стартер
обмотка подключена? Ну,
весь фазовый сдвиг не так элегантен. Размер конденсатора вы
потребность очень сильно зависит от нагрузки двигателя. Для быстрого запуска двигателя
вам нужна большая емкость, чем для эффективного непрерывного
операция. Кроме того, конденсатор является электролитическим конденсатором, а не
рассчитан на постоянную нагрузку. А поскольку пусковая обмотка только
используется недолго, поэтому он сделан из более тонкой проволоки, чтобы сэкономить деньги, потому что
медь дорогая.

В некоторых двигателях для запуска используется большой конденсатор.
меньший конденсатор для непрерывной работы. Такие двигатели часто имеют
два внешних конденсатора (C), как видно на этом в моей настольной пиле.
Эти двигатели называются двигателями с пусковым конденсатором.
Двигатели с конденсаторным пуском обычно имеют более одного
Лошадиные силы. Это 1,75 лошадиных силы.

Двигатели можно удешевить, заменив конденсатор на
резистор. Хотя обычно отдельный резистор не добавляется. Вместо,
обмотка стартера сделана из более тонкого (более дешевого) медного провода, поэтому
у него больше сопротивление в самой обмотке.

Это приводит к гораздо меньшему
фазовый сдвиг, чем с конденсатором, но достаточный для запуска двигателя.
Обмотки двигателя по существу образуют индуктор, и когда
синусоидальная волна переменного тока (например, мощность переменного тока) подается на индуктор,
ток отстает от напряжения на 90 градусов. И магнитное поле
является строго функцией тока.

Для резистора ток совпадает по фазе с напряжением. Если бы у нас было большое
сопротивление и малая индуктивность последовательно, падение напряжения и ток
во многом определяется резистором. Итак, ток и магнитное
поле будет в значительной степени в фазе с приложенным напряжением. С
ток в основной обмотке отстает на 90 градусов, мы бы имели
Разница между ними составляет 90 градусов, но обмотка стартера
было бы крайне неэффективно.

На самом деле компромисс гораздо дешевле
фазового сдвига и большей мощности. Этого достаточно, чтобы запустить двигатель.
Несмотря на это, стартер на этих двигателях довольно неэффективен, но он
не имеет большого значения, когда двигатель работает. Однако дополнительный ток
требуется, чтобы стартер мог перегореть автоматический выключатель, поэтому этот метод
обычно используется только для двигателей меньшего размера, от 1/4 до 1/2 л.с.
В двигателях мощностью 3/4 лошадиных силы и выше обычно используется пусковой конденсатор.

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

В асинхронных двигателях изнашиваются только подшипники.
выключатель стартера и конденсатор. Без конденсатора есть один
меньше вещей, чтобы потерпеть неудачу.

Совсем недавно я случайно заклинил переключатель стартера на
Резистивный пусковой двигатель мощностью 1/4 л.с. от сушилки для белья
(тот, что на
этот вентилятор), и двигатель отключился всего за 15 секунд.
его схема тепловой защиты из-за перегрева обмотки стартера.

Реверс конденсаторного пускового двигателя

Итак, как мы реверсируем двигатель с конденсаторным пуском? Как только началось,
однофазная индукция
двигатель будет счастливо работать в любом направлении. Чтобы обратить его, нам нужно
изменить направление вращающегося магнитного поля, создаваемого основным
и обмотки стартера. И это может быть достигнуто путем обращения
полярность пусковой обмотки. По сути, нам нужно поменять местами
соединения на обоих концах обмотки стартера. Иногда это
только обмотка, иногда обмотка, переключатель и конденсатор
перевернутый. Порядок переключателя и конденсатора не
имеет значение, если они подключены последовательно.

Вы также можете реверсировать двигатель, поменяв местами основную обмотку.
(тот же эффект).

Если бы вы поменяли местами основную и пусковую обмотки, как это делают
с двигателем с расщепленной фазой двигатель также будет работать в обратном направлении. Однако,
он не будет работать на полную мощность и, скорее всего, сгорит.
пусковая обмотка не пригодна для продолжительной работы.

На этикетке этого двигателя указано: «МОТОР НЕРЕВЕРСИВНЫЙ».

Если вы посмотрите на предыдущие фотографии этого двигателя, вы увидите, что есть
из обмоток выходит всего три провода (красный, желтый и синий).
Один конец основной и пусковой обмоток соединен вместе
прямо на обмотках.

Чтобы поменять местами обмотку стартера, мне пришлось бы разорвать это соединение.
внутри обмоток и вывести другой конец стартера
обмотка. Но я действительно не могу понять это из-за
как внутри мотора. пришлось бы прорезать дырку в
корпус, чтобы даже добраться до точки, где они связаны вместе. Это
не то, чтобы этот двигатель нельзя было реверсировать, просто для экономии средств
меры, они сделали обращение вспять более трудным, чем оно того стоит.
беда.

Но на реверсивных двигателях этикетка всегда
указывает на то, чтобы поменять местами два провода, чтобы изменить его.

Провода для реверса всегда являются проводами, ведущими к обмотке стартера.

Если у вас двигатель, на котором отсутствует этикетка, обмотка стартера
обычно имеет примерно в три раза электрическое сопротивление основного
обмотка и всегда включена последовательно с выключателем стартера и конденсатором
(если он есть). Если вы можете изолировать оба конца этой обмотки
и поменять их местами, можно реверсировать двигатель. Однако, если есть только
из обмоток выходят три провода, затем основная и пусковая обмотки
имеют один конец, связанный вместе, и двигатель не реверсивный.

Для двигателя мощностью 1/2 л. с. на 120 вольт основная обмотка обычно имеет около
1,5 Ом, а обмотка стартера около 4 Ом. Для 240 вольт 1/2 л.с.
двигателей (только 240 вольт), вы должны ожидать около 6 Ом на основной обмотке и 16 Ом
на обмотке стартера. Рассчитать сопротивление обмоток
обратно пропорциональна лошадиным силам.

Многие двигатели имеют несколько дополнительных проводов, отходящих от обмоток.
Часто к обмоткам прикрепляют термовыключатель, и этот выключатель
может быть частично привязан к одной из обмоток. Также, если двигатель
можно перепаять на 120 и 240 вольт, основная обмотка будет состоять
из двух обмоток по 120 вольт, которые могут быть соединены последовательно или параллельно.
Так что от обмоток может отходить довольно много проводов. Это может занять
немного времени и зондирование вокруг, чтобы понять это.

Для двигателей, которые могут быть подключены как к 120 В, так и к 240 В, стартер
обмотка — обмотка на 120 вольт. Когда эти двигатели подключены к 240 вольтам,
основная обмотка используется как автотрансформатор, чтобы сделать
120 вольт на обмотку стартера. В противном случае переделка двигателя
от 120 до 240 вольт было бы намного сложнее!

Назад к моему деревообрабатывающему веб-сайту

Как реверсировать электродвигатель

Возможно, вы только что установили сменный электродвигатель или устанавливаете новую силовую передачу. Вы включаете электродвигатель и… он вращается не в ту сторону! Что, черт возьми, происходит? Есть ли что-то, что вы можете сделать, чтобы реверсировать мой электродвигатель?

Да, в большинстве случаев да. Первым шагом к выяснению того, как решить проблемы с вращением, является определение того, является ли это двигателем переменного или постоянного тока. Оттуда решение зависит от того, с каким именно типом двигателя вы работаете.

Асинхронный двигатель переменного тока

Если у вас есть асинхронный двигатель переменного тока, вам необходимо определить, является ли он трехфазным или однофазным, прежде чем пытаться изменить направление вращения.

Двигатели трехфазные

Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока являются наиболее часто используемым типом двигателей в промышленности. Это в первую очередь потому, что они очень эффективны и по сравнению с однофазными имеют потери.

Трехфазные двигатели переменного тока имеют вращающееся магнитное поле, которое заставляет ротор вращаться в определенном направлении. Если двигатель вращается в неправильном направлении, это означает, что он находится в неправильной последовательности фаз. Это легко исправить: все, что вам нужно сделать, это поменять местами любые два провода питания, чтобы перевернуть/обратить магнитное поле, и наиболее распространенная практика — переключить линии 1 и 3. Как только это будет сделано, двигатель должен быть бег в правильном направлении. Если у вас более 3 потенциальных клиентов, это может занять немного больше времени. Обратите внимание на схемы подключения, прилагаемые к устройству.

Однофазные двигатели

Однофазные двигатели переменного тока имеют только одну форму волны напряжения, приложенную к двигателю. Они не так эффективны, как их трехфазные аналоги, но по-прежнему широко используются. Как и в случае с трехфазными асинхронными двигателями, направление вращения магнитного поля определяет направление вращения двигателя.

Однако однофазные асинхронные двигатели переменного тока немного сложнее исправить, если они вращаются в неправильном направлении. Чтобы изменить/обратить это направление, вам нужно изменить полярность пусковой обмотки.

Вы можете найти инструкции производителя о том, как это сделать для вашего конкретного двигателя, если только ваш двигатель не имеет маркировки нереверсивного типа. В этом случае дело не в том, что полярность пусковой обмотки нельзя изменить, а в том, что провода, к которым вам нужен доступ, находятся внутри двигателя. Если вы действительно не знаете, как обращаться с двигателем переменного тока, лучше оставить эту задачу профессионалам.

Двигатели постоянного тока

Существует три основных типа двигателей постоянного тока: параллельная обмотка, последовательная обмотка и составная обмотка. Хотя их направление можно изменить довольно просто, лучше всего знать, с каким типом двигателя постоянного тока вы работаете, прежде чем начать.

Двигатели с параллельным возбуждением

В двигателе постоянного тока с параллельным возбуждением (или просто с параллельным двигателем постоянного тока) обмотки возбуждения шунтированы (соединены параллельно) с обмоткой якоря. Из-за этого на якорь и обмотку возбуждения действует одинаковое напряжение питания и часть тока, проходящая через обмотку возбуждения, а другая часть — через обмотку якоря. Поток магнитного поля в этих двигателях практически постоянный, поэтому их называют двигателями с постоянным потоком, и они способны регулировать свою скорость так, чтобы она была почти постоянной.

Двигатели с последовательной обмоткой

Двигатели постоянного тока с последовательной обмоткой, как следует из названия, имеют обмотку возбуждения и обмотку якоря, соединенные внутри последовательно, так что обе они получают одинаковый ток. В результате такой конструкции обмотки возбуждения в этих двигателях получают больший ток, чем в других типах двигателей постоянного тока.

Особенностью этих двигателей является высокий крутящий момент, который они могут производить. Этот высокий крутящий момент делает их полезными в качестве стартера, часто работающего в течение короткого периода времени. В отличие от двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением, двигатель с последовательным возбуждением не может регулировать собственную скорость.

Двигатели со смешанной обмоткой

Двигатель постоянного тока со смешанной обмоткой сочетает в себе конструкцию двигателей постоянного тока с параллельной и последовательной обмоткой. Результатом является хорошая регулировка скорости и высокий пусковой момент. Однако скорость регулируется не так хорошо, как у двигателя с параллельным возбуждением, а крутящий момент не так высок, как у двигателя с последовательным возбуждением.

Существует два основных типа двигателей постоянного тока с составной обмоткой: длинная шунтирующая составная обмотка и короткая шунтирующая составная обмотка. Двигатель с длинным шунтом имеет шунтирующую обмотку возбуждения, соединенную параллельно якорю и последовательной обмотке возбуждения. В этом случае регулировка скорости лучше.

Двигатель с коротким шунтом немного отличается: шунтирующая обмотка возбуждения подключается параллельно только обмотке якоря. Кроме того, катушка последовательного возбуждения получает весь питающий ток до того, как он будет разделен на шунтирующий и якорный токи возбуждения. Это приводит к лучшему пусковому моменту.

Устранение проблем с вращением двигателей постоянного тока

Двигатели постоянного тока, как и двигатели переменного тока, можно настроить для вращения в любом направлении. Их направлением можно легко управлять, изменяя полярность приложенного напряжения якоря, меняя местами выводы якоря. Это работает с двигателями постоянного тока с параллельными, последовательными и составными обмотками.

С другой стороны, вы также можете поменять местами провода возбуждения, но это рискованно: это может повлиять на стабильность вашего двигателя постоянного тока.

Заключение

Если электродвигатель работает не в том направлении, это не конец света. Для двигателей постоянного тока изменение направления просто включает в себя перестановку выводов якоря. Для трехфазного двигателя переменного тока вам необходимо поменять местами любые два провода питания (обычно выбираются 1 и 3), а для однофазного двигателя вам нужно будет обратиться к инструкциям производителя или обратиться за помощью к сертифицированному специалисту. техник по электродвигателям. Мы просто знаем мастерскую по ремонту электродвигателей, которая может помочь.

Асинхронные двигатели переменного тока | Как работают двигатели переменного тока

Асинхронные двигатели переменного тока | Как работают двигатели переменного тока — объясните это

Вы здесь:
Домашняя страница >
Электричество и электроника >
Асинхронные двигатели

Дом
индекс А-Я
Случайная статья
Хронология
Учебное пособие
О нас
Конфиденциальность и файлы cookie

org/Person»> Криса Вудфорда. Последнее обновление: 28 июня 2021 г.

Вы знаете, как работают электродвигатели? Ответ, вероятно, да и нет! Хотя многие из нас узнали, как
основные моторные работы, из простых научных книг и веб-страниц, таких как эта, многие из
двигатели, которые мы используем каждый день — во всем, от заводских машин до
электрички — вообще так не работают. Что за книги
расскажите нам о простых двигателях постоянного тока (DC), которые имеют
петля из проволоки, вращающаяся между полюсами постоянного магнита; в реальной жизни,
большинство мощных двигателей используют переменный ток (AC) и
работают совершенно по-другому: это то, что мы называем индукционными
двигатели, и они весьма изобретательно используют вращающееся магнитное поле. Давайте посмотрим поближе!

Фото: Обычный асинхронный двигатель переменного тока со снятым корпусом и ротором, видны медные обмотки катушек, составляющих статор (статическая, неподвижная часть двигателя). Эти катушки предназначены для создания вращающегося магнитного поля, которое вращает ротор (подвижную часть двигателя) в пространстве между ними. Фото Дэвида Парсонса предоставлено Министерством энергетики США/NREL.

Содержание

Как работает обычный двигатель постоянного тока?
Как работает двигатель переменного тока?
Как работает асинхронный двигатель переменного тока?
Асинхронные двигатели на практике
Преимущества и недостатки асинхронных двигателей
Кто изобрел асинхронный двигатель?
Узнать больше

Как работает обычный двигатель постоянного тока?

Простые двигатели, описанные в научных книгах, основаны на
кусок проволоки, согнутый в прямоугольную петлю, которая подвешивается между
полюса магнита. (Физики назвали бы это
проводник с током, находящийся в магнитном поле.) Когда
вы подключаете такой провод к батарее, через него протекает постоянный ток, создавая вокруг него временное магнитное поле. Это временное поле
отталкивает исходное поле от постоянного магнита, в результате чего проволока
перевернуть. Обычно провод останавливается в этой точке, а затем снова переворачивается,
но если мы используем остроумное вращающееся соединение
называется коммутатором, мы можем менять направление тока каждый раз, когда
проволока переворачивается, и это означает, что проволока будет продолжать вращаться в
в том же направлении, пока течет ток. Это
Суть простого электродвигателя постоянного тока, который был задуман в
1820-е годы Майкла Фарадея и
превратилось в практическое изобретение о
десять лет спустя Уильям Стерджен. (Более подробную информацию вы найдете в нашей вводной статье об электродвигателях.)

Рисунок: Электродвигатель постоянного тока основан на петле из проволоки, вращающейся внутри фиксированного магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом. Коммутатор (разрезное кольцо) и щетки (угольные контакты коммутатора) меняют направление электрического тока каждый раз, когда провод переворачивается, благодаря чему он вращается в том же направлении.

Прежде чем мы перейдем к двигателям переменного тока, давайте быстро
обобщить, что здесь происходит. В двигателе постоянного тока магнит (и его
магнитное поле) фиксируется на месте и образует внешнюю, статическую часть
двигатель (статор), а катушка провода, несущая электрический
ток формирует вращающуюся часть двигателя
(ротор). Магнитное поле исходит от статора, который представляет собой
постоянным магнитом, пока вы подаете электроэнергию на катушку, которая
составляет ротор. Взаимодействие между постоянными магнитными
поле статора и временное магнитное поле, создаваемое ротором
что заставляет двигатель крутиться.

Рекламные ссылки

Как работает двигатель переменного тока?

В отличие от игрушек и фонариков, в большинстве домов, офисов,
заводы и другие здания не питаются от маленьких батареек:
они питаются не от постоянного тока, а от переменного
(AC), который меняет свое направление примерно 50 раз в секунду
(с частотой 50 Гц). Если вы хотите, чтобы двигатель работал от бытовой сети переменного тока,
вместо батареи постоянного тока нужна другая конструкция двигателя.

В двигателе переменного тока есть кольцо электромагнитов
расположены снаружи (составляя статор),
которые предназначены для создания вращающегося магнитного поля.
Внутри статора есть сплошная металлическая ось, проволочная петля,
катушка, беличья клетка из металлических стержней и межсоединений
(например, вращающиеся клетки, которые люди иногда развлекают домашними мышами),
или какая-либо другая свободно вращающаяся металлическая деталь, которая может проводить
электричество. В отличие от двигателя постоянного тока, где вы отправляете энергию на внутреннюю
ротор, в двигателе переменного тока вы отправляете мощность на внешние катушки, которые составляют
статор. Катушки запитываются попарно, последовательно,
создавая магнитное поле, которое вращается вокруг двигателя снаружи.

Фото: Статор создает магнитное поле с помощью плотно намотанных катушек из медной проволоки,
которые называются обмотками. Когда электродвигатель изнашивается или перегорает, один из вариантов — заменить его другим двигателем. Иногда проще заменить обмотки двигателя новым проводом — квалифицированная работа, называемая перемоткой, что и происходит здесь. Фото Сета Скарлетта любезно предоставлено
ВМС США.

Как это вращающееся поле заставляет двигатель двигаться? Помните, что ротор, подвешенный внутри
магнитное поле, является электрическим проводником. Магнитное поле постоянно меняется (потому что оно вращается), поэтому
согласно законам электромагнетизма (закону Фарадея, если быть точным), магнитное поле производит (или индуцирует, используя термин Фарадея) электрический ток внутри ротора. Если проводник представляет собой кольцо или проволоку, ток течет по нему по петле. Если проводник представляет собой просто цельный кусок металла, вокруг него закручиваются вихревые токи. В любом случае индуцированный ток производит свое
собственного магнитного поля и, согласно другому закону электромагнетизма
(закон Ленца) пытается остановить то, что его вызывает —
вращающееся магнитное поле — также вращением. (Вы можете думать о роторе
отчаянно пытаясь «догнать» вращающееся магнитное поле, чтобы устранить
разница в движении между ними.) Электромагнитная индукция является ключом к тому, почему такой двигатель вращается, и поэтому он называется асинхронным двигателем.

Фото: Эффективный асинхронный двигатель переменного тока. Фото Аль Пуэнте любезно предоставлено
НРЕЛ.

Как работает асинхронный двигатель переменного тока?

Вот небольшая анимация, чтобы подвести итог и, надеюсь, сделать все понятным:

Две пары катушек электромагнитов, показанные здесь красным и синим цветом, поочередно питаются от источника переменного тока (не показан, но входит в провода справа). Две красные катушки соединены последовательно и запитываются вместе, а две синие
катушки подключены одинаково. Поскольку это переменный ток, ток в каждой катушке не включается и не выключается резко (как показывает эта анимация), а плавно возрастает и падает в форме синусоиды: когда красные катушки наиболее активны, синие катушки полностью неактивны, и наоборот. Другими словами, их токи не совпадают (90° не по фазе).
Когда катушки находятся под напряжением, магнитное поле, которое они создают между ними, индуцирует электрический ток в роторе. Этот ток создает собственное магнитное поле, которое пытается противодействовать тому, что его вызвало (магнитному полю внешних катушек). Взаимодействие между двумя полями заставляет ротор вращаться.
Поскольку магнитное поле чередуется между красной и синей катушками, оно эффективно вращается вокруг двигателя. Вращающееся магнитное поле заставляет ротор вращаться в том же направлении и (теоретически) почти с той же скоростью.

Асинхронные двигатели на практике

Что управляет скоростью двигателя переменного тока?

Фото: Двигатель с регулируемой частотой. Фото Уоррена Гретца предоставлено
НРЕЛ.

В синхронных двигателях переменного тока ротор вращается точно с той же скоростью, что и вращающееся магнитное поле; в асинхронном двигателе ротор всегда вращается с меньшей скоростью, чем поле, что делает его примером так называемого асинхронного двигателя переменного тока. Теоретическая скорость ротора асинхронного двигателя зависит от частоты сети переменного тока и количества витков, составляющих статор, и при отсутствии нагрузки на двигатель приближается к скорости вращающегося магнитного поля. На практике нагрузка на двигатель (что бы он ни приводил) также играет роль, замедляя ротор. Чем больше нагрузка, тем больше «скольжение» между скоростью вращающегося магнитного поля и фактической скоростью вращения ротора. Чтобы контролировать скорость двигателя переменного тока (заставить его работать быстрее или медленнее), вы должны увеличить или уменьшить частоту источника переменного тока, используя так называемый
частотно-регулируемый привод. Поэтому, когда вы регулируете скорость чего-то вроде фабричной машины, питаемой от асинхронного двигателя переменного тока, вы на самом деле управляете цепью, которая повышает или понижает частоту тока, приводящего в движение двигатель.

Что такое «фаза» двигателя переменного тока?

Мы не обязательно должны управлять ротором с четырьмя катушками (две противоположные пары), как показано здесь. Можно построить асинхронные двигатели с любым другим расположением катушек. Чем больше у вас катушек, тем плавнее будет работать двигатель. Количество отдельных электрических токов, питающих катушки независимо, не синхронно, известно как фаза двигателя, поэтому показанная выше конструкция представляет собой двухфазный двигатель (с двумя токами, питающими четыре катушки, которые работают не синхронно в двух парах). ). В трехфазном двигателе у нас может быть три катушки, расположенные вокруг статора треугольником, шесть равномерно расположенных катушек (три пары) или даже 12 катушек (три набора по четыре катушки) с одной, двумя или четырьмя катушками. включается и выключается одновременно тремя отдельными противофазными токами.

Анимация: трехфазный двигатель, работающий от трех токов (обозначен красным, зеленым и
синие пары катушек), сдвинутые по фазе на 120°.

Преимущества и недостатки асинхронных двигателей

Преимущества

Самым большим преимуществом асинхронных двигателей переменного тока является их простота. У них есть только одна движущаяся часть,
ротор, что делает их недорогими, тихими, долговечными и относительно безотказными. ОКРУГ КОЛУМБИЯ
двигатели, напротив, имеют коллектор и угольные щетки, которые изнашиваются
выходят из строя и время от времени нуждаются в замене. Трение между щетками и
коммутатор также делает двигатели постоянного тока относительно шумными (а иногда даже довольно вонючими).

Произведение искусства: Электродвигатели чрезвычайно эффективны, обычно они преобразуют около 85 процентов поступающей электроэнергии в полезную, исходящую механическую работу. Несмотря на это, внутри обмоток по-прежнему теряется довольно много энергии в виде тепла, поэтому двигатели могут сильно нагреваться. Большинство промышленных двигателей переменного тока имеют встроенную систему охлаждения. Внутри корпуса есть вентилятор, прикрепленный к валу ротора (на противоположном конце оси, приводящей в движение любую машину, к которой прикреплен двигатель), показанный здесь красным. Вентилятор всасывает воздух в мотор, обдувая его снаружи корпуса мимо ребер радиатора. Если вы когда-нибудь задумывались, почему у электродвигателей такие выступы снаружи (как вы можете видеть на верхнем фото на этой странице), то причина в том, что они охлаждают двигатель.

Недостатки

Так как скорость асинхронного двигателя зависит от частоты переменного тока, который его приводит в движение, он вращается при
постоянная скорость, если вы не используете частотно-регулируемый привод; скорость двигателей постоянного тока намного легче контролировать, просто повышая или понижая напряжение питания. Хотя асинхронные двигатели относительно просты, они могут быть довольно тяжелыми и громоздкими из-за их катушек. В отличие от двигателей постоянного тока, они не могут работать от батарей или любого другого источника постоянного тока (например, солнечных батарей) без использования инвертора (устройства, которое превращает постоянный ток в переменный). Это потому, что им нужно переменное магнитное поле, чтобы вращать ротор.

Кто изобрел асинхронный двигатель?

Работа: Оригинальный дизайн Николы Теслы для асинхронного двигателя переменного тока. Это работает точно так же, как анимация выше, с двумя синими и двумя красными катушками, попеременно питаемыми генератором справа. Это произведение искусства взято из оригинального патента Теслы, депонированного в Бюро по патентам и товарным знакам США, с которым вы можете ознакомиться самостоятельно в приведенных ниже ссылках.

Никола Тесла (1856–1943) был физиком.
и плодовитый изобретатель, чей удивительный вклад в науку и технику
никогда не были полностью признаны. После того, как он прибыл в Соединенные Штаты в возрасте 28 лет, он начал
работал на знаменитого пионера электротехники Томаса Эдисона. Но двое мужчин выпали
катастрофически и вскоре стали заклятыми соперниками. Тесла твердо верил
что переменный ток (AC) намного превосходит постоянный ток (DC),
в то время как Эдисон думал об обратном. Со своим партнером Джорджем
Вестингауз, Тесла защищали переменный ток, а Эдисон
полны решимости управлять миром в округе Колумбия и придумывали всевозможные
рекламные трюки, чтобы доказать, что переменный ток слишком опасен для широкого использования
(изобретение электрического стула, чтобы доказать, что переменный ток может быть смертельным, и
даже убить слона Топси электрическим током, чтобы показать, насколько это смертельно и жестоко). Битва между этими двумя
очень разные взгляды на электроэнергию иногда называют Войной токов.

Несмотря на все (или худшие) усилия Эдисона, Тесла победил, и теперь электричество переменного тока обеспечивает большую часть энергии.
мира. Во многом поэтому многие электродвигатели,
электроприборы в наших домах, фабриках и офисах работают на переменном токе.
асинхронные двигатели, работающие от вращающихся магнитных полей, которые Никола
Тесла разработал в 1880-х годах (его патент, показанный здесь, был выдан в мае 1888 года). итальянский физик по имени
Галилео Феррарис самостоятельно пришел к той же идее примерно в то же время, но история обошлась с ним еще более жестоко, чем
Тесла и его имя теперь почти забыты.

Узнать больше

На этом сайте

Батарейки
Вихретоковые тормоза (электромагнитные тормоза)
Электричество
Электродвигатели
Двигатели
Втулочные двигатели
Линейные двигатели
Шаговые двигатели

На других сайтах

Электродвигатели и генераторы Джо Вулфа. На превосходном веб-сайте Physclips есть превосходная страница, на которой сравниваются различные типы двигателей постоянного и переменного тока с некоторыми действительно отличными анимациями.
PBS: Tesla: Master of Lightning: отличный мини-сайт о Николе Тесле, его жизни и удивительных изобретениях.

Книги

Для читателей старшего возраста

Электродвигатели и приводы: основы, типы и применение Остина Хьюза и Билла Друри, Newnes (Elsevier), 2013. Асинхронные двигатели рассматриваются в главах 5, 6 и 7.
Волшебник: жизнь и времена Николы Теслы, Марк Дж. Сейфер, Кенсингтон, 2016 г.
Тесла: Человек вне времени, Маргарет Чейни, Touchstone, 2011.

Для младших читателей

Электричество для молодых мастеров: Веселые и легкие проекты «Сделай сам» Марка де Винка. Maker Media/O’Reilly, 2017. Отличное практическое введение в электричество, включая пару заданий, связанных с созданием электродвигателей с нуля. Возраст 9–12 лет.
Эксперименты с электродвигателем, Эд Соби. Enslow, 2011. Это отличное общее введение в электродвигатели с большим количеством более широкого контекста науки и техники. Однако по очевидным практическим соображениям и соображениям безопасности основное внимание уделяется Двигатель постоянного тока только для проектов и лучше всего подходит для детей в возрасте 11–14 лет.
Сила и энергия Криса Вудфорда. Facts on File, 2004. Одна из моих книг, посвященная истории человеческих усилий по использованию энергии с древних времен до наших дней. Возраст 10+.
Никола Тесла: разработчик электроэнергии Криса Вудфорда, в книге «Изобретатели и изобретения», том 5. Нью-Йорк: Маршалл Кавендиш, 2008 г. Краткую биографию Теслы я написал несколько лет назад. На момент написания все это, кажется, было доступно в Интернете по этой ссылке на Google Книги. Возраст 9–12.

Патенты

Патенты предлагают более глубокие технические детали и собственное понимание изобретателем своей работы. Вот очень небольшая подборка многих патентов США, касающихся асинхронных двигателей.

Патент США 381,968: Электромагнитный двигатель Николы Теслы, 1 мая 1888 г. Оригинальный патент на асинхронный двигатель переменного тока.
Патент США 2 959 721: Многофазные асинхронные двигатели Томас Х. Бартон и др., Lancashire Dynamo & Crypto Ltd, 8 ноября 1960 г. Асинхронный двигатель с улучшенным регулированием скорости.
Патент США 4,311,932: Жидкостное охлаждение для асинхронных двигателей Раймонда Н. Олсона, Sundstrand Corporation, 19 января 1982 г. Эффективный метод жидкостного охлаждения двигателя без чрезмерного сопротивления жидкости вращающимся компонентам.
Патент США 5,751,082: Асинхронный двигатель с высоким пусковым моментом, автор Umesh C. Gupta, Vickers, Inc., 12 мая 1998 г. Современный двигатель с высоким начальным крутящим моментом.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.