Поиск рабочей и пусковой катушки однофазного асинхронного электродвигателя

Поиск рабочей и пусковой катушки однофазного асинхронного электродвигателя

Подписка на рассылку

• ВКонтакте
• Facebook
• ok
• Twitter
• YouTube
• Instagram
• Яндекс.Дзен
• TikTok

Электродвигатели, используемые для комплектации бытовых приборов, в большинстве случаев относятся к группе однофазных и подразделяются на коллекторные и электрические машины с короткозамкнутым ротором.

Виды однофазных электродвигателей

Наиболее распространен последний тип моделей. В свою очередь, он разделяется на две группы:

• с двумя рабочими обмотками (катушками);
• двигатель с пусковой обмоткой.

В электродвигателях с равноценными статорными обмотками, сдвинутыми относительно друг друга на 90C ° , вращение магнитного поля, а значит и ротора достигается с помощью фазосдвигающего конденсатора, который последовательно подключен к одной из обмоток. Поэтому двигатели этой группы, несмотря на однофазную питающую сеть, по сути, можно отнести к категории двухфазных.

Однофазное напряжение, подаваемое на обмотки статора с одной рабочей катушкой, создает пульсирующее, а не вращающееся магнитное поле. Поэтому ротор не способен самостоятельно начать вращение из состояния покоя и требует дополнительного начального воздействия. Его обеспечивает пусковая обмотка асинхронного двигателя, включаемая только на время, необходимое для выхода электродвигателя на рабочие обороты, и отключаемая центробежным переключателем, установленным на валу.

Однако, для обеспечения начального «толчка» дополнительная катушка к питающей сети также подключается через конденсатор.

Как найти пусковую обмотку

Для правильного подключения двигателя к сети необходимо определить назначение обмоток. Следует помнить, что рабочая катушка двигателя всегда будет иметь меньшее сопротивление, так как для ее намотки используется провод большего диаметра. Визуально различить разницу в размерах практически невозможно. Поэтому для распознавания обмоток достаточно с помощью мультиметра выполнить несколько измерений.

Самый простой вариант, когда у двигателя для подключения к сети выведены концы обеих катушек. В этом случае берется любой из четырех выводов и последовательно прозванивается с оставшимися концами для определения пар, связанных между собой. После чего просто измеряется сопротивление обмоток. Четырехвыводные двигатели имею большое преимущество, поскольку позволяют организовать реверсивное подключение.

Более сложной разновидностью является двигатель с тремя выводами.

В этом случае пусковая и рабочая обмотки двигателя изначально соединены между собой. Первым делом нужно найти вывод, который подключен к месту их соединения. Для этого определяется сопротивление между выводами 1-2; 2-3 и 1-3. Пара, у которой будут наибольшие показания прибора, соответствует концам соединенных между собой катушек. Значит, оставшийся свободный контакт является «срединной» точкой. Теперь необходимо последовательно измерить сопротивление между этим выводом и другими концами обмоток, тем самым разделив их на рабочую и пусковую. Минусом трехпроводного подключения является невозможность реверсивного использования двигателя.

Зная, как определить назначение обмоток, можно без ошибок запустить однофазный двигатель и избежать его поломки.

Схемы подключения однофазного электродвигателя

На статоре однофазного двигателя имеются две обмотки: (U1, U2) и вспомогательная (Z1, Z2), которые еще называют главной и пусковой фазой. Вспомогательную назвали пусковой за то, что она включается только на время пуска двигателя.

Правое вращение (условно)

Левое вращение (условно)

Однофазные двигатели работают только от однофазных сетей. А самое широкое распространение имеют те двигатели, обе фазы (обмотки) которых постоянно включены. В этом случае принято двигатели называть двухфазными согласно принципу их действия. Однако поскольку их включают в однофазную сеть, то вспомогательная фаза таких двигателей имеет постоянно включенный конденсатор. Именно поэтому их называют однофазными конденсаторными двигателями.

Роторы всех типов однофазных двигателей, в том числе и конденсаторных, обычно являются короткозамкнутыми.

Пусковая фаза однофазного электродвигателя обычно имеет большую токовую плотность. При этом она включается только во время пуска, а при достижении скорости, «размер» которой близок к номинальному, должна отключаться. Время ее нахождения под действием тока должно быть строго ограничено. Если приводить пример, то наиболее явным и понятным будет пример микроэлектродвигателя серии АОЛБ и АОЛГ, пусковая обмотка которого не может быть под током больше трех секунд во избежание перегрева. При этом частые пуски также могут привести к тому, что пусковая обмотка перегреется и двигатель выйдет из строя. Стоит заметить, что для однофазных микродвигателей допускается не более трех пусков подряд из холодного и одного из горячего состояния, при соблюдении условия нахождения обмотке под током при пуске не больше 3-х секунд.

Отключение пусковой обмотки осуществляется с помощью центробежного или кнопочного выключателя, реле максимального тока, биметаллического теплового реле и других похожих устройств. Для того, чтобы изменить направление вращения однофазного электродвигателя необходимо переключать выводы одной из статорных фаз.

В зависимости от типа пускового элемента, который включается во вспомогательную фазу, однофазные двигатели подразделяются на два типа: двигатели с пусковым сопротивлением и двигатели с пусковой емкостью.

Пусковое сопротивление делится на внешнее (расположенное вне обмотки двигателя и подключенное к ней последовательно) и внесенным (такие двигатели обычно называют двигателями с повышенным сопротивлением пусковой фазы). В последнем случае пусковую обмотку выполняют с бифилярными катушками проводом уменьшенного сечения.

Пусковая обмотка однофазного двигателя

Магнитопровод (сердечник) однофазного электрического двигателя имеет двухфазную статорную, вызывающую вращение ротора обмотку, состоящую из:

• основной (рабочей) обмотки, создающей магнитное поле и работающей постоянно;
• вспомогательной (пусковой) обмотки, создающей необходимый пусковой момент и включающейся только на достаточно короткое время пуска двигателя.

Вспомогательная обмотка занимает, как правило, третью часть пазов статора.

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. Иногда обмотки можно классифицировать чисто визуально или, при необходимости, произвести замеры активных сопротивлений.

Пусковая обмотка подключается в момент пуска однофазного двигателя через конденсатор и отключается после достижения ротором двигателя необходимой скорости вращения, продолжив дальнейшее вращение на рабочей обмотке.

В зависимости от способа создания пускового момента и использования конденсатора, однофазные электрические двигатели можно сгруппировать следующим образом:

• конденсаторные — двигатели с рабочим, постоянно подключенным к пусковой обмотке конденсатором, ёмкость которого указана на клейме агрегата;
• двигатели с расщеплённой фазой — двигатели с пусковым конденсатором, который взаимодействует со вспомогательной обмоткой только в короткий момент пуска.

Маркировка выводов вспомогательной (пусковой) обмотки: начало – П1, конец обмотки – П2 (основной: начало – Р1 или С1, конец обмотки – Р2 или С2).

Принцип работы и конструкции пусковой обмотки

Отключение вспомогательной (пусковой) обмотки выполняется за счёт падения пускового тока до значения, недостаточного для удержания сердечника, — происходит обесточивание пусковой обмотки. При помощи конденсатора (или в некоторых, более редких случаях индуктивности), фаза пусковой обмотки сдвигается на 90°. Время нахождения обмотки под пусковым током в несколько раз превышающим номинальный, во избежание перегрева и выхода двигателя из строя, должно быть строго регламентировано.

При подключении пусковой обмотки через внесенное сопротивление, вспомогательная обмотка должна быть выполнена как две близкие друг к другу, параллельные обмотки (так называемая «бифилярная технология катушек»). При этом, сопротивление является частью обмотки и увеличивается за счёт длины токопроводящего проводника, не изменяя при этом индуктивности катушки.

Механический разрыв цепи и отключение пусковой обмотки может осуществлять реле максимального тока, тепловое биметаллическое реле или центробежный или кнопочный выключатель, который необходимо удерживать в нажатом положении на момент запуска электрического двигателя.

Как определить пусковую обмотку однофазного двигателя?

В зависимости от количества выводов клеммной коробки электрического двигателя, возможны два конструктивно различающихся случая:

• для четырёх выводов: меньшее активное сопротивление концов обмоток после замера укажет на рабочую (основную) обмотку, большее – на пусковую (вспомогательную);
• для трех выводов производятся три замера концов обмоток: меньшее сопротивление укажет на основную обмотку, среднее по значению – на пусковую, а большее будет суммой активных сопротивлений основной и пусковой обмоток.

Для инверсии направления вращения однофазного двигателя следует поменять местами концы обмоток любой из статорных фаз.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад, если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Всего доброго.

Как подключить трёхфазный электродвигатель к однофазной сети 220 вольт.

При развитии любой гаражной мастерской, может возникнуть необходимость подключить трёхфазный электродвигатель в однофазную сеть на 220 вольт. Это не удивительно, так как промышленные трёхфазные двигатели на 380 в более распространены, чем однофазные (на 220 в), особенно больших габаритов и мощности. И изготовив какой нибудь станочек, или купив готовый (например токарный) любой гаражный мастер сталкивается с проблемой подключения трёхфазного электромотора к обычной гаражной розетке на 220 вольт. В этой статье мы и рассмотрим варианты подключения, а так же что для этого понадобится.

Для начала следует внимательно изучить шильдик (табличку) электродвигателя, чтобы узнать его мощность, так как от этой мощности будет зависеть ёмкость или количество конденсаторов, которые нужно будет купить. И прежде чем отправляться на поиски и покупку конденсаторов, для начала следует вычислить, какая ёмкость потребуется именно для вашего двигателя.

Расчёт ёмкости.

Ёмкость нужного конденсатора напрямую зависит от мощности вашего электродвигателя и высчитывается по простой формуле:

Буква С означает ёмкость конденсатора в мкФ (микрофарад), а буква Р означает номинальную мощность электродвигателя в кВт (киловатт). Из этой простой формулы видно, что на каждые 100 ватт мощности трёхфазного двигателя, потребуется чуть менее 7 мкФ (если быть точным, то 6,6 мкФ) электрической ёмкости конденсатора. Например для эл. двигателя мощностью 1000 ватт (1 Квт) потребуется конденсатор ёмкостью 66 мкФ, а для эл. двигателя на 600 ватт нужен будет конденсатор ёмкостью примерно 42 мкФ.

Так же следует учесть, что потребуются конденсаторы, рабочее напряжение которых в 1,5 — 2 раза больше, чем напряжение в обычной однофазной сети. Обычно на базаре попадаются конденсаторы небольших ёмкостей (8 или 10 мкФ), но необходимую ёмкость легко собрать из нескольких параллельно соединённых конденсаторов маленькой ёмкости. То есть например 70 мкФ можно легко получить из семи параллельно спаянных конденсаторов по 10 мкФ.

Но всё же всегда следует стараться найти по возможности один конденсатор ёмкостью 100 мкФ, чем 10 конденсаторов по 10 мкФ, так надёжнее. Ну и рабочее напряжение, как я уже говорил, должно быть как минимум в 1,5 — 2 раза больше рабочего, а лучше в 3 — 4 раза больше (чем больше напряжение, на которое рассчитан конденсатор, тем надёжнее и долговечнее). Рабочее напряжение всегда пишется на корпусе конденсатора (как и мкФ).

Правильно вы подобрали (рассчитали) ёмкость конденсатора или нет, можно и на слух. При вращении мотора, должен быть слышен только шум от подшипников, ну и шум вентилятора воздушного охлаждения. Если же к этим шумам прибавляется и вой двигателя, нужно чуть уменьшить ёмкость (Ср) рабочего конденсатора. Если же звук нормальный, то можно наоборот немного увеличить ёмкость (так будет мощнее мотор), но только чтобы мотор работал тихо (до появления воя).

Проще говоря, нужно поймать момент, меняя ёмкость, когда к нормальному шуму от подшипников и крыльчатки, начнёт прибавляться еле слышимый посторонний вой. Это и будет необходимая ёмкость рабочего конденсатора. Это важно, так как если рабочая ёмкость конденсатора окажется больше необходимой, то мотор будет перегреваться, а если ёмкость будет меньше нужной, то мотор потеряет свою мощность.

Покупать лучше конденсаторы типа МБГЧ, БГТ, КБГ, ну а если не найдёте таких в продаже, можно применить и электролитические конденсаторы. Но при подключении электролитических конденсаторов, их корпуса нужно хорошо соединить между собой и изолировать от корпуса станка или ящика (если он металлический, но лучше использовать ящик для конденсаторов из диэлектрика — пластик, текстолит и т.п.).

При подключении трёхфазного двигателя к сети 220 вольт, частота вращения его вала (ротора) почти не изменится, а вот мощность его всё же немного уменьшится. И если подключить электродвигатель по схеме треугольник (рис 1), то мощность его уменьшится примерно процентов на 30 и будет составлять 70 — 75 % от его номинальной мощности (при звезде чуть меньше). Но можно подключить и по схеме звезда (рис 2), и при подсоединении звездой, мотор легче и быстрее запускается.

Чтобы подключить трёхфазный электродвигатель по схеме звезда, нужно его две фазные обмотки подключить в однофазную сеть, а третью фазную обмотку двигателя, подключить через рабочий конденсатор Ср к любому из проводов сети 220 в.

Чтобы подключить трёхфазный электромотор мощностью до полтора киловатта (1500 ватт), хватает только рабочего конденсатора необходимой ёмкости. Но при включении больших моторов (более 1500 ватт), движок либо очень медленно набирает обороты, либо вообще не запускается. В таком случае необходим пусковой конденсатор (Сп на схеме), ёмкость которого в два с половиной раза (лучше в 3 раза) больше ёмкости рабочего конденсатора. Лучше всего подходят в качестве пусковых конденсаторов электролитические (типа ЭП), но можно использовать и такого же типа как и рабочие конденсаторы.

Схема подсоединения трёхфазного мотора с пусковым конденсатором показана на рисунке 3 (а так же пунктирной линией на рисунках 1 и 2). Пусковой конденсатор включают только во время пуска двигателя, и когда он запустится и наберёт рабочие обороты (обычно хватает 2 секунд), пусковой конденсатор отключают и разряжают. В такой схеме используются кнопка и тумблер. При пуске аключается тумблер и кнопка одновременно и после запуска двигателя, кнопка просто отпускается и пусковой конденсатор отключается. Чтобы разрядить пусковой конденсатор, достаточно выключить двигатель (после окончания работы) и затем на короткое время нажать кнопку пускового конденсатора, и он разрядится через обмотки электродвигателя.

Определение фазных обмоток и их выводов.

При подключении необходимо знать, где какая обмотка электродвигателя. Как правило выводы обмоток статора электромоторов маркируют различными бирками с обозначением начала или конца обмоток, или помечают буквами на корпусе распределительной коробочки двигателя (или клеммной колодки). Ну а если же маркировка стёрлась или её вообще нет, то нужно прозвонить обмотки с помощью тестера (мультиметра), установив его переключатель на прозвонку, или с помощью обычной лампочки и батарейки.

Для начала следует узнать принадлежность каждого из шести проводов к отдельным фазам обмотки статора. Для этого следует взять любой из проводов (в клеммной коробочке) и подсоединить его к батарейке, например к её плюсу. Минус батарейки подсоедините к контрольной лампе, а второй вывод (провод) от лампочки, по очереди подсоединяйте к оставшимся пяти проводам двигателя, пока контрольная лампочка не загорится. Когда на каком то проводе лампочка загорится, это будет означать, что оба провода (тот что от батарейки и тот к которому подсоединили провод от лампы и лампа загорелась) принадлежат одной фазе (одной обмотке).

Теперь эти два провода пометьте картонными бирками (или малярным скотчем) п напишите на них маркероа начало первого провода С1, а второй провод обмотки С4. С помощью лампы и батарейки (или тестера) аналогично находим и помечаем начало и конец оставшиеся четырёх проводов (двух оставшихся фазных обмоток).Начало и конец второй фазной обмотки помечаем как С2 и С5, и начало и конец третьей фазной обмотки С3 и С6.

Далее следует точно определить, где начало и конец статорных обмоток. Я опишу далее способ, который поможет определить начало и конец статорных обмоток для двигателей до 5 киловатт. Да больше и не надо, так как однофазная сеть (проводка) гаража рассчитана на мощность 4 киловата, а если мощнее, то штатные провода не выдерживают. И вообще то редко кто использует двигатели в гараже, мощнее 5 киловатт.

Для начала соединим все начала фазных обмоток (С1, С2 и С3)в одну точку (согдасно помеченным бирками выводам), по схеме «звезда». И затем включим двигатель в сеть 220 в с использованием конденсаторов. Если при таком подключении, электродвигатель без гудения сразу раскрутится до рабочих оборотов, это значит, что вы попали в одну точку всеми началами или всеми концами фазных обмоток.

Ну а если же при включении в сеть, электродвигатель загудит и не сможет раскрутиться до рабочих оборотов, то в первой фазной обмотке нужно поменять местами выводы С1 и С4 (поменять местами начало и конец). Если это не поможет, то верните выводы С1 и С4 в первонаальное положение и попробуйте теперь поменять местами выводы С2 и С5. Если двигатель опять не набирает обороты и гудит, то верните назад выводы С2 и С5 поменяйте местами выводы третьей пары С3 и С6.

При всех вышеописанных манипуляциях с проводами, строго соблюдате правила техники безопасности. Провода держите только за изоляцию, лучше плоскогубцами с ручками из диэлектрика. Ведь электромотор имеет общий стальной магнитопровод и на зажимах остальных обмоток, может возникнуть довольно большое напряжение, опасное для жизни.

Изменение вращения вала электродвигателя (ротора).

Часто бывает, что вы например сделали шлифовальный станочек, с лепестковым кругом на валу. И лепестки из наждачной бумаги расположены под определённым углом, против которого вращается вал, а нужно в другую сторону. Да и опилки летят не на пол а наоборот вверх. Значит необходимо поменять вращение вала двигателя в другую сторону. Как это сделать?

Чтобы изменить вращение трёхфазного двигателя, включенного в однофазную сеть на 220 вольт по схеме «треугольник», нужно третью фазную обмотку W (см. рисунок 1,б) подключить через конденсатор к резьбовой клемме второй фазной обмотки статора V.

Ну а чтобы изменить вращение вала трёхфазного двигателя, подключенного по схеме «звезда», необходимо третью фазную обмотку статора W (см. рисунок 2,б) подключить через конденсатор к резьбовой клемме второй обмотки V.

Ну и напоследок хочу сказать, что шум двигателя от длительной его работы (несколько лет) может возникнуть со временем, и не следует путать его с гулом от неправильного подключения. Так же со временем может возникнуть и вибрация мотора. А бывает даже ротор трудно вращать вручную. Причиной этого как правило является выработка подшипников — их дорожки и шарики износились, да и сепаратор тоже. От этого возникают повышенные зазоры между деталями подшипников и они начинают шуметь, и со временем могут даже заклинить.

Этого допускать нельзя, и дело даже не только в том, что вал труднее будет вращаться и мощность двигателя упадёт, а ещё и в том, что между статором и ротором довольно маленький зазор, и при сильном износе подшипников, ротор может начать цеплять за статор, а это уже куда серьёзнее. Детали двигателя могут испортиться и восстановить их не всегда удаётся. Поэтому намного проще заменить зашумевшие подшипники новыми, от какой то авторитетной фирмы (как выбрать подшипник читаем вот тут), и электродвигатель снова будет работать долгие годы.

Надеюсь данная статья поможет гаражным мастерам, без проблем подключить трёхфазный двигатель какого то станка к однофазной гаражной сети на 220 вольт, ведь с применением различных станочков (шлифовальных, полировальных, сверлильных, токарных, гриндера и т.д.) намного упрощается процесс доводки деталей при тюнинге или ремонте.