Підключення однофазного двигуна: типи, відмінності, інструкція, підбір

Зміст:

Колекторні і асинхронні двигуни
Однофазні і трифазні двигуни асинхронного типу
Розрізнення типів однофазних двигунів на практиці
Як підібрати конденсатор для пуску однофазного двигуна

Насамперед треба з’ясувати, що за двигун перед нами знаходиться. Не завжди можна з повною впевненістю про це сказати однозначно. Зовнішній вигляд ні про що не говорить, а шильдик старого двигуна може не відповідати реальній начинці агрегату. Ось чому ми пропонуємо коротенько розглянути, які асинхронні і колекторні двигуни бувають. Ну і, між іншим, розповімо, чим одне відрізняється від іншого з точки зору експлуатації та деяких властивостей, як зовнішніх, так і внутрішніх. І, звичайно, ми поговоримо про підключення однофазного двигуна до мережі змінного струму.

Зміст

Колекторні і асинхронні двигуни

Це питання – колекторний перед нами або асинхронний двигун – потрібно вирішити в першу чергу. І саме це зробити простіше всього. Колектором називається барабан, розділений мідними секціями, близькими за формою до прямокутної, зробленими з міді. Це так званий струмознімач, тому що в колекторних двигунів ротор завжди живиться електричним струмом. Постійним або змінним, але поле створюється прикладеною напругою.

Колекторний двигун

Кожен колекторний двигун має у своєму складі як мінімум дві щітки. Трифазні зустріти дуже важко. Відомості про таких агрегатах зустрічаються в літературі середини минулого століття. І застосовувалися колекторні трифазні двигуни там, де вимагалося регулювати швидкість обертання вала в дуже широких межах. Отже, будь-який такий мотор має щітки і мідний барабан, розділений на секції. Не помітити все це навіть неозброєним оком досить складно. Приклади колекторних двигунів (Див. також: Підключення трифазного двигуна до однофазної мережі)

Пилосос, пральна машина.

Болгарку, дриль, практично будь-який електричний інструмент.

Як бачите, колекторні двигуни широко використовуються, тому що забезпечують порівняно простий реверс, реалізований зміною комутації обмоток. А швидкість регулюється зміною кута відсічення живлячої напруги, або ж амплітуди. До загальних недоліків колекторних двигунів відносяться:

Гучність. Тертя щіток про барабан просто не може відбуватися безшумно. Крім того при переході з однієї секції на іншу йде іскріння. І це викликає не тільки перешкоди в радіочастотному діапазоні, але сонм сторонніх звуків. Отже, колекторні двигуни порівняно галасливі. Досить згадати пилосос. Але пральна машина в режимі прання працює не так голосно? Так, на низьких оборотах колекторні двигуни дуже гарні.
Необхідність в обслуговуванні обумовлюється наявністю тертьових деталей. Струмознімач часто забруднений графітом. Це просто неприпустимо, тому що може замкнути сусідні секції. Крім того, все це підвищує рівень шуму та інші негативні ефекти.

Загалом і В цілому все добре в міру. Колекторні двигуни дозволяють отримати хорошу потужність (в сенсі крутного моменту), як на старті, так і після розгону. При цьому порівняно просто регулюються обертів. Ось чому в побутовій техніці асинхронні двигуни застосовуються там, де потрібна тиша. В основному це вентилятори і витяжки (та й то не завжди). Що стосується серйозних навантажень, то це вимагає внесення серйозних конструктивних змін. В результаті підвищуються вартість, розміри, складність.

Отже, колекторний двигун відрізняється наявністю… колектора. Навіть якщо його не можна побачити зовні (прихований кожухом), то завжди можна помітити графітові щітки на притискних пружинках. Ця деталь вимагає заміни з часом, тому без варіантів можна буде відрізнити колекторний двигун від асинхронного.

Однофазні і трифазні двигуни асинхронного типу

Ми вже домовилися, що трифазні колекторні двигуни дістати складно, тому в цьому розділі мова піде тільки про асинхронних машинах. Їх не так вже й багато, так що перерахуємо:

Трифазні асинхронні двигуни можуть мати від трьох до шести висновків робочих обмоток, не рахуючи різних запобіжників, внутрішніх реле і різноманітних датчиків. Котушки статора всередині можуть об’єднуватися в зірку, що робить неможливим безпосередньо включення в однофазну мережу.

Однофазні двигуни з пусковою обмоткою крім іншого, можуть мати пару контактів, що ведуть до кінцевого відцентровому вимикача. Це невеликий пристрій обриває ланцюг, коли вал вже розкручений. Тому що пускова обмотка потрібна тільки на початковому етапі. Надалі вона буде тільки заважати і знижувати ККД двигуна. Іноді такі двигуни називають бифилярными. Тому що пускова обмотка намотується подвійним проводом для зниження реактивного опору. Це допомагає зменшити ємність конденсатора, що вельми критично. Яскравим прикладом однофазних двигунів асинхронного типу з пусковою обмоткою є компресори побутових холодильників.

Конденсаторна обмотка на відміну від пускової працює весь час. Такі двигуни можна часто знайти всередині підлогових вентиляторів. Конденсатор дає зрушення фаз на 90 градусів, що дозволяє визначити не тільки напрямок обертання, але і підтримати потрібну форму електромагнітного поля всередині ротора. Зазвичай прямо на корпусі такого двигуна конденсатор і кріпиться.

Асинхронні двигуни

Дрібні асинхронні двигуни, вживані в витяжках або вентиляторах, можуть запускатися без конденсатора зовсім. Початковий рух утворюється за рахунок маха лопатей, або ж скривлением проводки (борозенок) ротора в потрібному напрямку.

А тепер про те, як відрізнити однофазні двигуни асинхронного типу від трифазних. В останньому випадку всередині завжди є три рівноцінних обмотки. Тому завжди можна знайти три пари контактів, які при дослідженні тестером дають однаковий опір. Наприклад, 9 Ом. Якщо обмотки з’єднані в зірку всередині, висновків з однаковим опором буде три. З них будь-яка пара дає одні й ті ж свідчення на екрані мультиметра. Опір у кожному випадку дорівнює двом обмотках.

Оскільки струм повинен кудись виходити, то іноді такий трифазний двигун має висновок нейтралі. Це центр зірки, який з кожен з трьох інших проводів дає одне і те ж опір, вдвічі менша, ніж при попарної прозвонке. Зазначені вище симптоми говорять нам, що перед нами двигун трифазний, а значить, під тему сьогоднішньої розмови не підпадає.

У розглянутих у цій рубриці моторів обмоток зазвичай дві. Одна з них, як це було сказано вище, або пускова, або конденсаторна (допоміжна). У цьому випадку висновків зазвичай три або чотири. І навіть якщо на корпусі не укріплений конденсатор, то можна спробувати міркувати про призначення тих чи інших контактів наступним чином: (Див. також: Підключення електродвигуна 380 на 220 Вольт з конденсатором)

Якщо висновків чотири штуки, то потрібно виміряти опір між ними. Зазвичай звонятся вони попарно. І там, де опір нижче, знаходиться основна обмотка, яка підключається безпосередньо до мережі 220 В без якогось конденсатора. Полярність не відіграє ролі, тому що напрямок обертання задається або способом включення допоміжної обмотки, або комутацією котушок. Простіше кажучи, якщо здійснити підключення однофазного електродвигуна цього типу з однією лише основний обмоткою, то в початковий період часу вал стоїть на місці. І куди його розкрутиш, туди і буде йти обертання.

Розбирання висновків двигуна

При наявності трьох висновків, очевидно, що всередині кінці котушок з’єднані. У цьому місці повинна подаватися нейтраль (тобто схемний нуль). Що стосується двох інших висновків, то опір між ними буде найбільшим (дорівнює обох обмотках, включеним послідовно). Найменше значення, як і раніше буде на робочій обмотці, а фазу на пускову потрібно подавати через конденсатор. Це забезпечить зрушення в потрібну сторону. Зазвичай такий двигун обертається лише в одному напрямку, тому що не можна змінити полярність включення ємності. Однак існують відомості (які ми перевіримо на эпюрах як-небудь іншим разом), що якщо подати на робочу силу напруга через конденсатор, а пускову включити безпосередньо, то утворюється реверс. А в загальному випадку можливість підключити електродвигун з 3 проводами на зворотне обертання не надається.

Розрізнення типів однофазних двигунів на практиці

Тепер пара слів про те, як відрізнити бифилярный двигун від конденсаторного. Слід сказати, що в загальному і цілому різниця чисто номінальна. Схема підключення однофазного двигуна схожа в тому і іншому випадку. Але бифилярная обмотка не призначена для того, щоб працювати весь час. Вона буде заважати і знижувати ККД. Тому вона обривається після набору обертів пускозащитным реле (як це, наприклад, буває в побутових холодильниках), або відцентровими вимикачами. Вважається, що пускова обмотка в цьому випадку працює кілька секунд. За загальноприйнятим нормам вона повинна забезпечити запуск хоча б 30 разів на годину з тривалістю 3 секунди кожен. А далі витки можуть перегрітися. Це ще одна причина, по якій пускова обмотка не повинна знаходитися під напругою довго.

І хоча різниця номінальна, професіонали відзначають одну особливість, за якою можна судити, знаходиться перед нами бифилярный або конденсаторний двигун. І це опір допоміжної обмотки. Якщо воно відрізняється від номіналу робочої більш ніж в 2 рази, то швидше всього двигун бифилярный. Відповідно, обмотка його пускова. Конденсаторний двигун працює за рахунок двох котушок. Обидві вони постійно знаходяться під напругою.

Однофазна Модель

Тест потрібно проводити з обережністю, тому що при відсутності термопредохранителей або інших засобів захисту пускова обмотка може і згоріти. Після цього доведеться щоразу вал розкручувати вручну, що явно не всім може сподобатися. В деяких випадках буває доцільно підключення однофазного асинхронного двигуна до однофазної мережі здійснити за тією ж схемою, як це було зроблено в попередньому обладнанні. Наприклад, майже кожен холодильник забезпечений пускозащитным реле, а це взагалі окрема тема для розмови. Тому що параметри цього пристрою тісно пов’язані з типом використовуваного двигуна і взаємна заміна можлива далеко не в кожному випадку (порушення цього простого правила може привести до поломки).

Отже, ще раз згадаємо, що висновків у тому і іншому випадку може бути як 3, так і чотири. Це тільки те, що стосується обмоток. Крім усього іншого може бути пара контактів для термозапобіжника. Ну, і все, що ми описали вище, включаючи відцентровий вимикач. У кожному з цих випадків при прозвонке опір або дуже мало, або, навпаки, є розрив. До речі, не забудьте при визначенні опору кожен кінець котушки пробувати на корпус. Ізоляція зазвичай буває не нижче 20 МОм. В іншому випадку варто задуматися про наявність пробою. Ми також допускаємо, що трифазний двигун, що має внутрішню комутацію обмоток за типом зірки може мати вихід нейтралі на корпус. В цьому випадку двигун вимагає неодмінного заземлення, під яка повинна бути клема (але ще більш імовірно, що мотор просто вийшов з ладу з-за пробою ізоляції).

Як підібрати конденсатор для пуску однофазного двигуна

Ми вже розповідали, як підібрати конденсатор для пуску трифазного двигуна, але та методика в нашому випадку явно не годиться. Любителі рекомендують зробити спробу входу в так званий резонанс. При цьому споживання агрегату на 9 кВт може скласти порядку (!) 100 Вт. Це не означає, що вал потягне повну навантаження, але в холостому режимі споживанням стане мінімальним. Як підключити електродвигун цим способом?

Любителі рекомендують орієнтуватися на споживаний струм. При оптимальному значенні ємності потужність стане мінімальною. Оцінити споживаний струм можна за допомогою будь-якого мультиметра. А так, загалом, підключення однофазного двигуна з пусковою обмоткою здійснюється за електричної схемою, зазначеної на корпусі. Там можуть бути приведені, наприклад, такі дані:

Колір проводів тієї чи іншої обмотки.

Електрична схема комутації для ланцюга змінного струму.

Номінал використовуваної ємності.

Отже, якщо брати однофазний асинхронний двигун, схема підключення найчастіше вказана на корпусі.