Бифилярная катушка

Бифилярная катушка — электромагнитная катушка, которая содержит две близко расположенных, параллельных обмотки. Если используются три изолированных провода, используется термин «трифилярная катушка».

В технике, слово «бифиляр» описывает провод, который сделан из двух изолированных жил. Оно обычно используется, чтобы обозначить специальные типы провода для обмоток трансформаторов. Бифилярный провод, обычно, представляет собой цветные эмалированные провода, соединённые вместе.

Описание и применение

Есть четыре типа бифилярно намотанных катушек:

параллельная намотка, последовательное соединение;
параллельная намотка, параллельное соединение;
встречно намотанная катушка, последовательное соединение;
встречно намотанная катушка, параллельное соединение.

Некоторые бифилярные катушки намотаны так, что ток в обеих катушках течёт в одном и том же направлении. Магнитное поле, созданное одной обмоткой складывается с созданным другой, приводя к большему общему магнитному полю. В других — витки расположены так, чтобы ток тёк в противоположных направлениях. Поэтому магнитное поле, созданное одной обмоткой равно и направлено противоположно созданному другой, приводя к общему магнитному полю равному нулю. Это означает, что коэффициент самоиндукции катушки — ноль.

Бифилярная катушка (чаще называемая бифилярной обмоткой) используется в современной электротехнике как способ создания проволочного резистора с незначительной паразитной индуктивностью.

Другой тип бифилярной катушки применяется в обмотках некоторых реле и трансформаторов, используемых в импульсных источниках электропитания, чтобы подавить обратную ЭДС. В этом случае, две обмотки близко расположены и намотаны параллельно, но электрически изолированы друг от друга. Основная обмотка управляет реле, а вспомогательная замкнута накоротко внутри корпуса. Когда ток через первичную обмотку прерывается, как случается, когда реле отключается, большая часть магнитной энергии поглощается вспомогательной обмоткой и превращается в тепло на её внутреннем сопротивлении. Это — только одни из нескольких методов поглощения энергии от катушки для защиты устройства (обычно полупроводникового, уязвимого к скачкам напряжения), которое управляет реле. Главное неудобство этого метода состоит в том, что он сильно увеличивает время переключения реле.

При применении в импульсном трансформаторе, одна обмотка бифилярной катушки используется как способ рассеяния энергии, запасенной в магнитном потоке. Из-за их близости, обе обмотки катушки пронизывает один и тот же магнитный поток. Один провод заземлен, обычно через диод, так, что, когда на другом, основном, проводе бифилярной катушки отключается напряжение, магнитный поток создаёт ток через вспомогательную (ограничивающую) обмотку. Напряжение на этой обмотке равно падению напряжения на диоде (в прямом направлении) и равное напряжение появляется на основной обмотке. Если бы ограничивающая обмотка не использовалась, то паразитный магнитный поток попытался бы индуцировать ток в основной обмотке. Так как эта обмотка отключена, и коммутационный транзистор находится в закрытом состоянии, высокое напряжение, которое появилось бы на полупроводниковом коммутационном транзисторе, могло бы превысить его пробивное напряжение и повредить его.

Как определить рабочую и пусковую обмотки у однофазного двигателя. Как определить рабочую и рабочую обмотку однофазного электродвигателя

Перемотка трехфазного электродвигателя на однофазную обмотку

Однофазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором должен иметь пусковую и рабочую обмотки. Их расчет производят так же, как расчет обмоток трехфазных асинхронных двигателей.

Число проводников в пазу рабочей обмотки (укладывается в 2/3 пазов статора)Nр = (0.5 ÷ 0.7) x N x Uс / U,где N — число проводников в пазу трехфазного электродвигателя;Uс — напряжение однофазной сети, В;U — номинальное напряжение фазы трехфазного двигателя, В.

Меньшие значения коэффициента берутся для двигателей большей мощности (около 1 кВт) с кратковременным и повторно-кратковременным режимами работы.

Диаметр (мм) провода по меди рабочей обмотки ,где d — диаметр провода по меди трехфазного двигателя, мм.

Пусковая обмотка укладывается в 1/3 пазов.

Наиболее распространены два варианта пусковых обмоток: с бифилярными катушками и с дополнительным внешним сопротивлением.

Обмотка с бифилярными катушками наматывается из двух параллельных проводников с разным направлением тока (индуктивное сопротивление рассеяния бифилярных обмоток близко к нулю).

Пусковая обмотка с бифилярными катушками

1. Число проводников в пазу для основной секцииNп′ = (1,3 ÷ 1,6) Nр.

2. Число проводников в пазу для бифилярнои секцииNп′′ = (0,45 ÷ 0,25) Nп′.

3. Общее число проводников в пазуNп = Nп′ + Nп′′

4. Сечение проводовsп′ = sп′′ ≈ 0.5sр, где sр — сечение рабочей обмотки.

Пусковая обмотка с внешним сопротивлением

1. Число проводников в пазуNп = (0.7 ÷ 1) Nр.

2. Сечение проводовsп = (1,4 ÷ 1) sр.

3. Добавочное сопротивление (окончательно уточняется при испытаниях двигателя) (Ом)Rд = ( 1,6 ÷ 8 ) x 10-3 x Uс / sп,где Uс — напряжение однофазной сети, В.

Для получения большого пускового момента предпочтение следует отдать второму варианту пусковой обмотки, так как в этом случае существует возможность получения наибольшего пускового момента путем изменения внешнего сопротивления.

Ток однофазного электродвигателя определяют по вычисленному сечению для рабочей обмотки и плотности тока в обмотке трехфазного двигателя I1 = sрδ , где δ — допустимая плотность тока (6—10 А/мм²).

Мощность однофазного электродвигателя Р = U x I x cos φ x η

Таблица. Произведение cos φ на кпд

При мощности двигателя свыше 500 Вт значения η и cos φ можно брать как для трехфазных асинхронных двигателей, снизив мощность однофазного двигателя по приведенной выше формуле на 10—15%.

Пример пересчета трехфазного двигателя на однофазную обмотку

Пересчитать трехфазный двигатель на однофазную обмотку. Мощность электродвигателя 0,125 кВт, напряжение 220/380 В, синхронная частота вращения 3000 об/мин; число проводников в пазу 270, число пазов статора 18. Провод марки ПЭВ-2, диаметр по меди 0,355 мм, сечение 0,0989 мм2. Заданное напряжение однофазного двигателя 220 В.

1. Рабочая обмотка занимает 2/3 пазов, а пусковая 1/3 пазов(zр = 12, zп = 6).

2. Число проводников в пазу рабочей обмоткиNр = 0.6 x N x Uс / U = 0.6 x 270 x 220 / 220 = 162.

3. Диаметр провода рабочей обмотки по медимм,где d = 0.355 мм — диаметр провода по меди трехфазного двигателя.Берем провод ПЭВ-2, dp = 0,45 мм, sр = 0,159 мм².

Читать еще: Что такое сировский двигатель

4. Пусковую обмотку принимаем с внешним сопротивлением.

5. Число проводников в пазуNп= 0.8 x Nр = 0.8 x 162 ≈ 128.

6. Сечение проводов пусковой обмоткиsп′ = 1.1 x sр = 1.1 x 0.159 = 0,168 мм².

Берем провод ПЭВ-2 диаметром по медиdп = 0,475 мм, sп = 0,1771 мм².

7. Добавочное сопротивлениеRд = 4 x 10-3 x Uс / sп = 4 x 10-3 x 220 / 0,1771 ≈ 5 Ом.

8. Ток однофазного электродвигателяпри δ = 8 А/мм² I1 = sрδ = 0,159 x 8 = 1,28 А.

9. Мощность однофазного электродвигателяР = U x I x cos φ x η = 220 x 1,28 x 0,4 = 110 Вт.

Источник: В.И. Дьяков. Типовые расчеты по электрооборудованию.

Помощь студентам

Как определить рабочую и пусковую обмотки у однофазного двигателя

Однофазные двигатели — это электрические машины небольшой мощности. В магнитопроводе однофазных двигателей находится двухфазная обмотка, состоящая из основной и пусковой обмотки.

Две обмотки нужны для того, что бы вызвать вращение ротора однофазного двигателя. Самые распространенные двигатели такого типа можно разделить на две группы: однофазные двигатели с пусковой обмоткой и двигатели с рабочим конденсатором.

У двигателей первого типа пусковая обмотка включается через конденсатор только на момент пуска и после того как двигатель развил нормальную скорость вращения, она отключается от сети. Двигатель продолжает работать с одной рабочей обмоткой. Величина конденсатора обычно указывается на табличке-шильдике двигателя и зависит от его конструктивного исполнения.

У однофазных асинхронных двигателей переменного тока с рабочим конденсатором вспомогательная обмотка включена постоянно через конденсатор. Величина рабочей емкости конденсатора определяется конструктивным исполнением двигателя.

То есть если вспомогательная обмотка однофазного двигателя пусковая, ее подключение будет происходить только на время пуска, а если вспомогательная обмотка конденсаторная, то ее подключение будет происходить через конденсатор, который остается включенным в процессе работы двигателя.

Знать устройство пусковой и рабочей обмоток однофазного двигателя надо обязательно. Пусковая и рабочие обмотки однофазных двигателей отличаются и по сечению провода и по количеству витков. Рабочая обмотка однофазного двигателя всегда имеет сечение провода большее, а следовательно ее сопротивление будет меньше.

Посмотрите на фото наглядно видно, что сечение проводов разное. Обмотка с меньшим сечением и есть пусковая. Замерять сопротивление обмоток можно и стрелочным и цифровым тестерами, а также омметром. Обмотка, у которой сопротивление меньше – есть рабочая.

Рис. 1. Рабочая и пусковая обмотки однофазного двигателя

А теперь несколько примеров, с которыми вы можете столкнуться:

Если у двигателя 4 вывода, то найдя концы обмоток и после замера, вы теперь легко разберетесь в этих четырех проводах, сопротивление меньше – рабочая, сопротивление больше – пусковая. Подключается все просто, на толстые провода подается 220в. И один кончик пусковой обмотки, на один из рабочих. На какой из них разницы нет, направление вращения от этого не зависит. Так же и от того как вы вставите вилку в розетку. Вращение, будет изменятся, от подключения пусковой обмотки, а именно – меняя концы пусковой обмотки.

Следующий пример. Это когда двигатель имеет 3 вывода. Здесь замеры будут выглядеть следующим образом, например – 10 ом, 25 ом, 15 ом. После нескольких измерений найдите кончик, от которого показания, с двумя другими, будут 15 ом и 10 ом. Это и будет, один из сетевых проводов. Кончик, который показывает 10 ом, это тоже сетевой и третий 15 ом будет пусковым, который подключается ко второму сетевому через конденсатор. В этом примере направление вращения, вы уже не измените, какое есть такое и будет. Здесь, чтобы поменять вращение, надо будет добираться до схемы обмотки.

Еще один пример, когда замеры могут показывать 10 ом, 10 ом, 20 ом. Это тоже одна из разновидностей обмоток. Такие, шли на некоторых моделях стиральных машин, да и не только. В этих двигателях, рабочая и пусковая – одинаковые обмотки (по конструкции трехфазных обмоток). Здесь разницы нет, какой у вас будет рабочая, а какая пусковая обмотка. Подключение пусковой обмотки однофазного двигателя, также осуществляется через конденсатор.

Автор: Л. Рыженков

Редактировал А. Повный

Как определить рабочую и пусковую обмотки у однофазного двигателя » Электрика в квартире и доме своими руками

Читать еще: Японский двигатель 2jz технические характеристики

Рис. 1. Рабочая и пусковая обмотки однофазного двигателя

А теперь несколько примеров, с которыми вы можете столкнуться:

Если у двигателя 4 вывода, то найдя концы обмоток и после замера, вы теперь легко разберетесь в этих четырех проводах, сопротивление меньше — рабочая, сопротивление больше — пусковая. Подключается все просто, на толстые провода подается 220в. И один кончик пусковой обмотки, на один из рабочих. На какой из них разницы нет, направление вращения от этого не зависит. Так же и от того как вы вставите вилку в розетку. Вращение, будет изменятся, от подключения пусковой обмотки, а именно — меняя концы пусковой обмотки.

Следующий пример. Это когда двигатель имеет 3 вывода. Здесь замеры будут выглядеть следующим образом, например — 10 ом, 25 ом, 15 ом. После нескольких измерений найдите кончик, от которого показания, с двумя другими, будут 15 ом и 10 ом. Это и будет, один из сетевых проводов. Кончик, который показывает 10 ом, это тоже сетевой и третий 15 ом будет пусковым, который подключается ко второму сетевому через конденсатор. В этом примере направление вращения, вы уже не измените, какое есть такое и будет. Здесь, чтобы поменять вращение, надо будет добираться до схемы обмотки.

Еще один пример, когда замеры могут показывать 10 ом, 10 ом, 20 ом. Это тоже одна из разновидностей обмоток. Такие, шли на некоторых моделях стиральных машин, да и не только. В этих двигателях, рабочая и пусковая — одинаковые обмотки (по конструкции трехфазных обмоток). Здесь разницы нет, какой у вас будет рабочая, а какая пусковая обмотка. Подключение пусковой обмотки однофазного двигателя, также осуществляется через конденсатор.

Автор: Л. Рыженков

Редактировал А. Повный

Вы можете задать свой вопрос при помощи формы обратной связи:

ООО ТЕПЛОСТРОЙМОНТАЖ имеет год основания 1999г.Сотрудники компании имеют Московскую прописку и славянское происхождение, оплата происходит любым удобным способом, при необходимости предоставляются работы в кредит. Россия, Москва, Строительный проезд, 7Ак4

Кнопка ПНВС, пускозащитное реле, бифилярный электродвигатель или двигатель с пусковой обмоткой.

Однофазный электродвигатель с пусковой обмоткой

Однофазные двигатели, снабженные пусковой обмоткой, помимо прочего снабжаются парой контактов, ведущих к концевому центробежному выключателю. Миниатюрное устройство обрывает цепь, когда вал раскручен. Пусковая обмотка катализирует начальный этап. Дальнейшим действием будет мешать, снижая КПД двигателя. Принято конструкцию называть бифилярной. Пусковая обмотка наматывается двойным проводом, снижая реактивное сопротивление. Помогает уменьшить емкость конденсатора – критично. Ярким примером однофазных двигателей асинхронного типа с пусковой обмоткой выступают компрессоры бытовых холодильников.

Но не всегда, встречаются электродвигатели с пусковой обмоткой и на станках, например: нождачный станок, в народе нождак. Имеем двигатель с пусковой обмоткой и рабочей обмоткой. Две обмотки нужны для того, что бы вызвать вращение ротора однофазного двигателя. Самые распространенные двигатели такого типа можно разделить на две группы: однофазные двигатели с пусковой обмоткой и двигатели с рабочим конденсатором.

У двигателей первого типа пусковая обмотка включается через специальный кнопочный пост ПНВС или конденсатор, пускозащитное реле только на момент пуска и после того как двигатель развил нормальную скорость вращения, она отключается от сети. Двигатель продолжает работать с одной рабочей обмоткой. в случае если пуск осуществляется конденсатором, величина конденсатора обычно указывается на табличке-шильдике двигателя и зависит от его конструктивного исполнения.

В некоторых конструкциях ставят центробежный выключатель, который при достижении определенной скорости вращения размыкает контакты.

А теперь несколько примеров, с которыми вы можете столкнуться:

Подключается все просто, на толстые провода подается 220в. И один кончик пусковой обмотки, на один из рабочих. На какой из них разницы нет, направление вращения от этого не зависит. Так же и от того как вы вставите вилку в розетку. Вращение, будет изменятся, от подключения пусковой обмотки, а именно – меняя концы пусковой обмотки.

Это и будет, один из сетевых проводов. Кончик, который показывает 10 ом, это тоже сетевой и третий 15 ом будет пусковым, который подключается ко второму сетевому через конденсатор.

В этом примере направление вращения, вы уже не измените, какое есть такое и будет. Здесь, чтобы поменять вращение, надо будет добираться до схемы обмотки.

Еще один пример, когда замеры могут показывать 10 ом, 10 ом, 20 ом. Это тоже одна из разновидностей обмоток. Такие, шли на некоторых моделях стиральных машин, да и не только.

В этих двигателях, рабочая и пусковая – одинаковые обмотки (по конструкции трехфазных обмоток). Здесь разницы нет, какой у вас будет рабочая, а какая пусковая обмотка. Подключение пусковой обмотки однофазного двигателя, также осуществляется через конденсатор.

Электромоторы этого типа находят применение в основном в маломощных устройствах:

Бытовой технике. (холодильники)
Вентиляторах низкой мощности.
Насосах.
Компрессорах.
Станках для обработки сырья и т. п.

Выпускаются модели с мощностью от 5 Вт до 10 кВт.

Значения КПД, мощности и пускового момента, у однофазных моторов существенно ниже, чем у трехфазных устройств тех же размеров. Перегрузочная способность также выше у двигателей с 3 фазами. Так, мощность однофазного механизма не превышает 70% мощности трехфазного того же размера.

Читать еще: Вентилятор системы охлаждения двигателя характеристики

Характеристики пусковой обмотки. По сравнению с рабочей, пусковая обмотка обладает меньшим сечением токопроводящего проводника, обусловленного меньшей нагрузкой и количеством витков. Следовательно, во вспомогательной обмотке имеет место большее активное сопротивление (токовая плотность), как правило, порядка 30 Ом при сопротивлении рабочей обмотки 10-13 Ом.

Обычно из двигателя с пусковой обмоткой выходит 4 конца, два провода потоньше и два потолще, вот те которые тоньше это пусковая обмотка!

Что бы изменить направление вращения электродвигателя, нужно поменять местами концы пусковой обмотки!

Устройство:

Фактически имеет 2 фазы, но работу выполняет лишь одна из них, поэтому мотор называют однофазным.
Как и все электромашины, однофазный двигатель состоит из 2 частей: неподвижной (статор) и подвижной (ротор).
Представляет собой асинхронный электромотор, на неподвижной составляющей которого имеется одна рабочая обмотка, подключаемая к источнику однофазного переменного тока.

К сильным сторонам двигателя данного типа можно отнести простоту конструкции, представляющую собой ротор с короткозамкнутой обмоткой. К недостаткам – низкие значения пускового момента и КПД.

Главный минус однофазного тока – невозможность генерирования им магнитного поля, выполняющего вращение. Поэтому однофазный электромотор не запустится сам по себе при подключении к сети.

В теории электрических машин, действует правило: чтобы возникло магнитное поле, вращающее ротор, на статоре должно быть по крайней мере 2 обмотки (фазы). Требуется также смещение одной обмотки на некоторый угол относительно другой.

Во время работы, происходит обтекание обмоток переменными электрическими полями:

В соответствии с этим, на неподвижном участке однофазного мотора расположена так называемая пусковая обмотка. Она смещена на 90 градусов по отношению к рабочей обмотке.
Сдвиг токов можно получить, включив в цепь фазосдвигающее звено. Для этого могут использоваться активные резисторы, катушки индуктивности и конденсаторы.
В качестве основы для статора и ротора используется электротехническая сталь 2212.

Кнопка ПНВС

Схема подключения однофазного асинхронного электродвигателя с пусковой обмоткой через кнопку ПНВС

Пускозащитное реле

Схема подключения электродвигателя компрессора через пусковое реле

Что такое бифилярная обмотка двигателя

соединения между группами были возможно короче (рис. 60, д). Обмотка может быть с последовательным соединением катушечных групп или иметь параллельные ветви. Соединение катушечных групп и образование параллельных ветвей здесь производится по тем же правилам, что и для трехфазных обмоток.

Рис. 61. Схема обмотки статора однофазного двигателя с пусковой обмоткой и отличающимися шагами в основной и вспомогательной фазах (2=24, 2р=2)

Схема пусковой обмотки (вспомогательной фазы) строится по Ргем же правилам, которые использовались при составлении схемы главной фазы. Шагпусковой обмотки может быть таким же, *ак у рабочей обмотки, или иным, как на рис. 61.

У двигателей с встроенным пусковым сопротивлением в качестве искусственного средства, повышающего активное сопротивление пусковой фазы, зачастую используют бифилярную обмотку, 5т. е. часть витков в катушке наматывается встречно. Эти витки нейтрализуют намагничивающее действие такого же количества изитков, намотанных в основном направлении, но активное сопротивление пусковой обмотки существенно растет. Катушки пусковой фазы при этом состоят из двух частей: основной секции с большим числом витков, намотанных в основном направлении и определяющих полярность создаваемого магнитного поля, и бифи-лярной секции — с меньшим числом витков.

[ На рис. 62, а показана такая же по схеме обмотка, как и построенная нами ранее (см. рис. 60, д), но с бифилярными секциями в пусковой фазе (катушки с бифилярными секциями показаны в обычно принятом условном изображении). На рис. 62,6 приведена торцевая схема этой обмотки. Торцевыми схемами часто пользуются при выполнении обмоток однофазных асинхронных двигателей.

fe В однофазных однослойных обмотках «вразвалку» шаги обычно выбирают так, чтобы катушечная полугруппа рабочей обмотки охватывала qB активных сторон катушек пусковой обмотки,- а катушечная полугруппа пусковой обмотки — qc активных сторон катушек рабочей обмотки. Если qc и qB четные, то обе обмотки [располагаются симметрично, если же число пазов на полюс нечетное, то обмотка несимметрична. Так, на рис. 63 приведена схема однослойной шаблонной обмотки статора при z=18; 2р = 2;

t/c = 6; qB=3. Здесь одна катушечная полугруппа пусковой обмотки состоит из двух катушек, а вторая — из одной. Разными являются и шаги этих полугрупп: уъ = 7 г/гв=8.

При составлении схем обмоток стараются получить укорочение шага катушек приблизительно до 2т/3, так как при этом

Рис. 62. Схемы обмотки статора однофазного двигателя с пусковой обмоткой, имеющей катушки с бифилярными секциями (z=24, 2р=4):

с — развернутая, б — торцевая

уменьшается действие третьей гармоники. Однако в однослойных обмотках это удается сделать далеко не всегда, поэтому все чаще стали прибегать к двухслойным обмоткам, хотя это и усложняет укладку катушек в пазы.

Рис. 63. Схема обмотки статора однофазного двигателя с пусковой фазой, имеющей полугруппы с разным числом катушек (г= 18, 2р=2,

Последовательность составления схем двухслойных обмоток статоров однофазных двигателей с пусковой обмоткой проследим на примере, когда z=24; 2р=4 (рис. 64, о). Сначала находят число пазов на полюс основной (рабочей) и вспомогательной (пусковой) обмоток:

Далее определяют шаг обмотки, причем здесь он одинаков для катушек основной и вспомогательной фазы:

2j L = JL . И = 4 (шаг 1 -5). 3 2р 3 4

Теперь можно приступить к вычерчиванию схемы. Рисуем Z+У, т.е. в нашем случае 24+4-= 28, вертикальных линий, изобра-

9сf fe=Z ЯС=ЬqB=l я =4 qB=l

1 2 3 U 5 6 7 В 9 10 11 11 IS to 15 16 17 18 1 z j i

?нс. 64. Схемы двухслойных однофазных обмоток с пусковой обмоткой: *при z=24. 2р=4. вс=6, вв=2, у=ус=ув=4 (1-5); б-при г=18, 2р=2, е0=6. ев=3,