За счет простой конструкции и легкости обслуживания асинхронные электрические двигатели находят широкое применение практически в любой сфере от промышленных предприятий до бытовой техники. Из-за особенности рабочего принципа они по-разному подключаются к трехфазным и однофазным электросетям. 
Содержание:
Асинхронный трехфазный электродвигатель представляет собой конструкцию из двух основных компонентов: статора – большого неподвижного элемента, служащего одновременно и корпусом двигателя, и ротора – подвижной детали, передающей механическую энергию на вал. Читайте более подробно о принципе работы асинхронного двигателя в отдельной статье. Очень рекомендуем сделать это, т.к. информация там может быть полезна в работе!
Коротко, статор представляет собой корпус, внутри которого находится сердечник или магнитопровод. Внешне он похож на беличье колесо и собирается из электротехнической стали, изолированный с помощью нанесения специального лака. Такая конструкция снижает количество вихревых токов, появляющихся при воздействии с круговым магнитным полем двигателя. В пазах сердечника располагаются три обмотки, на которые подается питание.
беличье колесо
Ротор представляет собой шихтованный сердечник и вал. Стальные листы, используемые в роторном сердечнике, не обрабатываются лаком-изолятором. Обмотка ротора – короткозамкнутая.
Рассмотрим принцип действия этой конструкции. После подачи энергии на асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором на фиксированных обмотках статора создается магнитное поле. При подключении к сети с синусоидальным переменным током, характер поля будет изменяться с изменением показателей сети. Поскольку обмотки статора смещены относительно друг друга не только в пространстве, но и во времени, возникают три магнитных потока со смещением, в результате взаимодействия которых возникает вращающееся результирующее поле, проводящее ротор в движение.
Несмотря на то, что фактически ротор неподвижен, вращение магнитных полей на обмотках статора создает относительно вращение, что и приводит его в движение. Результирующее поле, «собранное» потоками обмоток, в процессе вращения наводит электродвижущую силу в проводники ротора. Согласно правилу Ленца, основное поле буквально пытается догнать поток на обмотках с целью сокращения относительной скорости.
Асинхронные двигателя относятся к электрическим машинам и, следовательно, могут использоваться не только в качестве моторов, но и как генераторы. Для этого необходимо, чтобы вращение ротора осуществлялось через некий внешний источник энергии, например, через другой двигатель или воздушную турбину. При наблюдении остаточного магнетизма на роторе, то в обмотках статора также будет генерироваться переменный поток, что приведет к получению напряжения на них за счет принципа индукции. Такие генераторы называют индукционными, они находят в бытовой и хозяйственной сфере для обеспечения бесперебойной работы непостоянных сетей переменного тока.
Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети невозможно в чистом виде, без изменения схемы питания. Дело в том, что для создания вращающегося магнитного потока необходимо наличие как минимум двух обмоток со сдвигом по фазе, за счет которого и создает относительное движение статора. Если мотор подключить к бытовой однофазной сети напрямую, подав питание на одну из обмоток статора, он не будет работать. Это связано с тем, что одна работающая фаза создает пульсирующее поле, которое может обеспечивать движение вращающегося ротора, но не способно запустить его.
Дополнительная обмотка, создаваемая с помощью конденсаторов, чаще всего выступает в роли пускателя двигателя, поэтому её называют пусковой. По достижении определенной температуры и скорости вращения вала срабатывает переключатель, размыкающий цепь. После этого работа двигателя обеспечивает взаимодействием между ротором и пульсирующим полем рабочей обмотки, как уже было описано выше.
Для обеспечения максимальной эффективности работы необходимо использование конденсаторов, чья ёмкость подходит под сетевые показатели. Кроме того, нередко в таких двигателях используется магнитный пускатель или реле тока для автоматического управления рабочим процессом. В видео ниже, будет и про магнитный пускатель.
Функциональные особенности подключения асинхронного двигателя с одним конденсатором отличаются хорошими пусковыми характеристиками, но сравнительно небольшой мощностью. Поскольку частота бытовой сети с напряжением 220 В составляет 50 Гц, такие моторы не могут вращаться со скоростью более 3000 об/мин. Это сокращает сферу их использования до бытовых приборов: пылесосов, холодильников, триммеров, блендеров и т.д.
Очень настоятельно рекомендуем посмотреть два видео ролика в этом разделе (одно сверху, другое снизу), т.к. наглядное пособие, может быть крайне полезным.
Для подключения асинхронного двигателя в однофазную сеть без использования конденсаторов существуют две популярные схемы. Для обеспечения работы двигателя берутся синисторы с разнополярными импульсами управления и симметричный динистор.
Первая схема предназначена для электродвигателей с величиной номинального вращения от 1500 об/мин. В качестве фазосмещающего элемента выступает специальная цепочка. Схема соединения обмоток статора – треугольник.
Необходимо создать сдвинутое напряжение на конденсаторе путем изменения сопротивления. После того, как напряжение конденсатора достигнет нужного уровня, динистор переключится и включит заряженный конденсатор в схему запуска.
Вторая схема подходит для электродвигателей с большим пусковым сопротивлением или номинальной скоростью вращения от 3000 об/мин.
Очевидно, в данной ситуации необходимо создать сильный пусковой момент. Именно по этой причине в машинах этого типа для подключения статорных обмоток используется треугольник. Вместо фазосдвигающих конденсаторов в этой схеме применяются электронные ключи. Первый из них последовательно включается в цепь рабочей фазы, а второй – параллельно. В результате этой хитрости создается опережающий сдвиг тока. Однако данный способ эффективен только для двигателей 120˚ электрическим смещением.
Трехфазный электромотор можно подключить с помощью тиристорного ключа. Это, пожалуй, самый простой и эффективный способ подключения асинхронного двигателя в однофазную сеть без конденсаторов. Принцип его действия таков: ключ остается закрытым во время максимального сопротивления. Благодаря этому создается наибольший фазовый сдвиг и, соответственно, пусковой момент. По мере ускорения вала сопротивление снижается до оптимального уровня, сохраняющего сдвиг по фазе в пределах значения, обеспечивающего работу двигателя.
При наличии тиристорного ключа можно и вовсе отказаться от конденсаторов – он демонстрирует лучшие рабочие и пусковые характеристики даже для двигателей мощностью более 2 кВт.
При подключении асинхронного двигателя в сеть с однофазным током управлять реверсом (обратным вращением) ротора можно с помощью третьей обмотки. Для этого необходим тумблер или аналогичный двухпозиционный переключатель. Сначала с ним через конденсатор соединяется третья обмотка. Два контакта тумблера подключаются к двум другим обмоткам. Такая простая схема позволит управлять направлением вращения, переводя переключатель в нужное положение.
Самыми эффективными и часто используемыми способами подключения асинхронного двигателя к трехфазной сети являются так называемые звезда и треугольник.
В конструкции двигателя с короткозамкнутым ротором есть всего шесть контактов обмоток – по три на каждой. Для того чтобы подключить асинхронный двигатель звездой необходимо соединить концы обмоток в одном месте, подобно лучам звезды. Примечательно, что в такой схеме напряжение у начал обмоток составляет 380 В, а на участке цепи, пролегающем между их соединением и местом подключения фаз – 220 В. Возможность включения двигателя данным методом указывается на его бирке символом Y.
Главное достоинство этой схемы в том, что она предотвращает возникновение перегрузок по току на электродвигателе при условии использования четырехполюсного автомата. Машина запускает плавно, без рывков. Недостаток схемы в том, что пониженное напряжение на каждой из обмоток не дает двигателю развивать максимальную мощность.
схема подключения звезда
Если электродвигатель с короткозамкнутым ротором был подключен по схеме звезда, это можно заметить по общей перемычке на концах обмоток.
Асинхронный двигатель, звезда в сборе
Для обеспечения предельной рабочей мощности трехфазного электродвигателя его подключают к сети треугольником. В этой схеме обмотки статора соединяются друг с другом по принципу конец-начало. При питании от трехфазной сети нет необходимости в соединении с рабочим нулем. Напряжение на участках цепи между выводами будет равняться 380 В. На табличке двигателя, подходящего для подключения треугольников, изображается символ ∆. Иногда производитель даже указывает номинальную мощность при использовании той или иной схемы.
схема подключения «треугольник»
Главный недостаток треугольника – пусковые токи слишком большой величины, которые иногда перегружают проводку и выводят её из строя. В качестве оптимального решения изредка создают комбинированную схему, в которой запуск и набор скорости происходит при «звезде», а затем обмотки переключают на «треугольник».
Асинхронные электродвигатели с фазным ротором имеют высокие пусковые и регулировочные характеристики, благодаря чему применяются в высокомощных машинах и приборах малой мощности. Конструктивно этот асинхронный двигатель отличается от обычного трехфазного тем, что на роторе есть своя трехфазная обмотка со сдвинутыми катушками.
Для подключения электродвигателей с фазным ротором применяются описанные выше схемы звезда и треугольник (для 380 В и 220 В сетей соответственно). Стоит заметить, что для того или иного двигателя может быть использована только одна схема, указанная в паспорте. Пренебрежение этим требованием может привести к сгоранию мотора.
Соединение обмоток в клеммной коробке производится так же, как на схемах из предыдущего способа. Изменение рабочих характеристик так же закономерно: треугольник выдает практически в полтора раза большую мощность, а звезда, в свою очередь, мягче функционирует и управляется.
В отличие от моделей с короткозамкнутым ротором, асинхронный двигатель с трехфазным ротором имеет более сложную конструкцию, но это позволяет получать улучшенные пусковые характеристики и обеспечивать плавную регулировку вращения. Используются такие машины в оборудовании, требуемом регулировки частоты вращения и запускаемом под нагрузкой, к примеру, в крановых механизмах.
tokidet.ru
02 декабря 2015
Просмотров: 5746
Иногда встает вопрос о том, как осуществляется подключение однофазного двигателя к питающим устройствам и сетям. Однофазные асинхронные электродвигатели являются самым распространенными, поскольку их устанавливают на подавляющем большинстве различных бытовых приборов и техники (компьютерной и т.д.). Иногда такие двигатели приобретаются и устанавливаются в мастерских, гаражах и пр. для обеспечения проведения каких-либо работ (например, подъем груза).
Однофазные асинхронные электродвигатели устанавливают на подавляющем большинстве различных бытовых приборов и техники.
Работы требуют подключения однофазного электродвигателя, а это довольно сложно для человека, который не разбирается в электротехнике и электроприводе. Сложность связана с тем, что двигатель имеет много выводов, и дилетант испытывает трудности вследствие того, что не знает, какой вывод следует подключить к источнику питания. Поэтому данный материал рассматривает вопросы подключения именно для среднестатистического гражданина, который не имеет никакого представления об электроприводе и не разбирается в электротехнике.
Однофазными электродвижителями обычно называют асинхронные однофазные электрические машины с малой мощностью. Магнитопровод таких машин имеет двухфазную обмотку, которая делится на стартовую (пусковую) и основную. Необходимость наличия 2 обмоток заключается в следующем: они должны вызывать вращение ротора у электрического движителя (однофазного). На данный момент такие устройства условно делят на 2 категории:
Принцип работы однофазного асинхронного двигателя.
Чтобы правильно осуществить подключение электрической машины, необходимо уметь определить (или знать), как выведены пусковые и рабочие обмотки, а также их характеристики.
Стоит отметить: эти обмотки различны по используемым проводникам (их сечению), а также по виткам. Так для рабочих обмоток применяются проводники большего сечения, и они имеют большее количество витков. При этом важно знать, что сопротивление рабочих обмоток у разных машин всегда меньше, чем сопротивление пусковых/вспомогательных. При этом измерить сопротивление обмотки двигателя не составляет особого труда, особенно если применяются специальные мультиметры.
На основании описанного стоит привести некоторые примеры.
Схема подключения однофазного двигателя с тяжелым пуском.
Здесь рассмотрим 3 варианта движителей, которые отличаются друг от друга.
Вариант №1. У движителя имеется 4 вывода. Сначала находят концы обмоток (обычно они располагаются попарно, поэтому увидеть их не составляет труда).
Вариантов расположения выводов может быть 2: либо все 4 в один ряд, либо 2 в одном ряду и 2 во втором. В первом случае определить обмотки проще: первая пара — одна обмотка, вторая — другая.
Во втором случае можно запутаться между обмотками. Наиболее часто распространен вариант, когда один вертикальный ряд — одна обмотка, другой — вторая. Но стоит знать, что мультиметр выдаст значение бесконечного сопротивления, если выбраны выводы разных обмоток. А далее все просто.
Определяют сопротивление у обмоток: там, где меньшее сопротивление, — та рабочая, а большее — пусковая.
Подключение осуществляется следующим образом: на толстые провода подают 220 В, а один вывод пусковой соединяют с выводом рабочей. При этом не стоит беспокоится о правильности соединения выводов — работа машины и то, в какую сторону осуществляется вращение, не изменятся от того, какой конец с каким был соединен. Направление вращения изменяется из-за смены концов подключения стартовой обмотки.
Схема подключения однофазного двигателя в прямом направлении.
Второй вариант — когда у машины имеется 3 вывода. В этом случае при измерении сопротивлений между обмотками мультиметр будет показывать различные значения — минимальное, максимальное, среднее (если их мерять попарно). Здесь общий конец, который будет у минимального и среднего значения, является одним из концов подключения, другой вывод для подключения сети — тот, который имеет минимальное значение. Вывод, который останется, — вывод пусковой обмотки — должен быть подключен с конденсатором и с одним из концов подачи питания сети. В этом случае невозможно самостоятельно изменить направление вращения.
Последний пример. Есть 3 вывода, а замеры сопротивления между выводами попарно показали, что имеется 2 абсолютно одинаковых значения и одно большее (примерно в 2 раза). Такие движители часто ставились на старые и устанавливаются на современные стиральные машины. Это именно тот случай, когда обмотки у машины идентичны, поэтому абсолютно без разницы, как подключать обмотки.
Как это применить на практике? Это самый часто задаваемый вопрос, ведь с подключением инструментов (болгарок, перфораторов, шуруповертов и т.д.) могут возникнуть сложности. Это иногда связано с тем, что в инструменте используется коллекторный движитель, который зачастую работает без пусковых приспособлений. Рассмотрим этот вариант подробнее.
Схема подключения однофазного двигателя в обратном направлении.
Этот случай самый распространенный. В главе выше он обозначен под примером №3. Такие двигатели часто применяются для бытовых устройств, ведь они просты и дешевы.
Обычно концы у таких двигателей нумеруются. Поэтому для подключения следует соединить выводы 2 и 3 друг с другом (один идет от якоря, а другой от статора), а номера 1 и 2 подключить к источнику питания.
Следует знать, что если подключить такую машину без специальных электронных устройств, то она будет выдавать только максимальное количество оборотов и регулировка скорости будет невозможна. При этом будет большой пусковой ток и рывковое усилие при пуске.
Если требуется изменение направления вращения движителя, то следует изменить местами подключение выводов статора либо якоря.
Если есть двигатель, который следует подключить к сети, то требуется внимательно изучить его табличку, где приведены номинальные значения машины и конденсатора (или нескольких конденсаторов). Далее по наименованию модели электрической машины рекомендуется найти схему.
Схемы подключения однофазного электродвигателя.
Схема подключения однофазного электродвигателя для разных устройств может быть различна, поэтому рекомендуется подобрать схему для конкретного варианта. В противном случае могут возникнуть проблемы, вплоть до полного выхода из строя движителя (когда он сгорит). Далее следует подобрать конденсатор (если он вышел из строя или его нет). Подбор осуществляется по специальным таблицам, которые есть в справочной литературе.
Рассмотрим в качестве примера стиральную машину последних годов выпуска. Там обычно применяется коллекторный или трехфазный движитель. В случае наличия трехфазного движителя осуществить его пуск можно только подключением специального пускового блока, который необходимо подобрать под конкретную модель стиральной машины.
В случае наличия коллекторной машины на клеммник будут выведены около 7 проводов (±1) без учета вывода заземления (он маркируется соответствующим знаком, и к нему подходит желто-зеленый провод). Пара выводов обычно имеет тахометр, они не подключаются к сети. И по 2 выхода имеют статор и ротор электрической машины и маркировку буквенно-цифирную (например, А1-а1, или А-а). Первая буква (заглавная) обозначает начало обмотки, вторая — конец. Другая обмотка обозначается следующей буквой латинского алфавита. Питание подается на начало роторной и конец статорной обмотки. Для этого необходимо заранее определиться с обмоткой (какая откуда). После чего свободные выводы обмоток соединяются при помощи перемычки.
После этого следует осуществить пробный пуск устройства, причем соблюдая правила техники безопасности.
Автор:
Иван Иванов
Поделись статьей:
Оцените статью:
Загрузка... Похожие статьи
masterinstrumenta.ru
Несмотря на наличие в интернете много материала на предмет подключения однофазного асинхронного двигателя к однофазной электросети при помощи пускового конденсатора. Все равно возникла необходимость в упрощении материала, как всегда с картинками механики понимают более доходчиво. В материале отсутствует теория - только практика, для теоретической стороны вопроса Google в помощь.
Немного теории.Раз у однофазного двигателя выходит три провода значить две обмотки имеют общую точку , т.е. соединены внутри. Так же есть двигатели с 4 выводами, фактически - это пусковая и рабочая обмотка, один конец которых надо соединить самому снаружи двигателя, соответственно первый пункт практических упражнений опускаем
Практика.Изначально двигатель представляем в виде черного ящика.
1. Находим общую точку обмоток. Омметром находим вывода с максимальным сопротивлением. Обозначим их А и В, тогда третий вывод обозначим С -это общая точка обмоток.
2. Находим рабочую и пусковую обмотку. Измеряем сопротивление A-C и B-C, где сопротивление меньше та обмотка и является рабочей. (Для примера - небольшой двигатель около 180 вт Rраб=47 Ом, Rпуск=50 Ом)
3. Находим выводы питающего напряжения со стороны розетки. Обозначим выводы от шнура питания 1,2 и 3-заземление.4. Подключаем рабочую обмотку напрямую к сетевому напряжению. Соединяем 1-А ; 2-С.
5. Заземляем корпус двигателя. Соединяем 3 с корпусом двигателя.6. Подключаем пусковую обмотку к сетевому напряжению через конденсатор. Два провода , идущие от конденсатора подключаем к А и к В
Получаем первую обмотку подключённую непосредственно к напряжению сети , а вторую - последовательно с конденсатором.
zival.ru
1)На одну обмотку подают постоянный ток, а ко второй обмотке подключают милливольтметр и следят за направлением отклонении его стрелки. Однако такой способ сложно использовать с цифровыми мультиметрами ввиду их низкого быстродействия. 2)Производят включение двух обмоток последовательно и измеряют напряжение на третьей обмотке двигателя с помощью лампы.
Определение одноименных выводов асинхронного двигателя
Дело в том, что подача сетевою напряжения на обмотки не работающего двигателя может вызвать большой сетевой ток. Поэтому предлагаем решить задачу поиска одноименных выводов двигателя другими способами. Новые способы расширяют возможности выбора. Первый способ На рис. 1три обмотки соединены в звезду произвольным образом. На одну из обмоток подается сетевое напряжение. При непосредственном включении в сеть переменного тока его величина ограничивается пампой накаливания, сопротивлением последовательно включенною паяльника, ТЭН, утюга, резистора, конденсатора, дросселя от люминесцентного светильника и т.п. Возможно подключение обмотки через понижающий трансформатор рис.1).
Измеряется напряжение на сетевой и другой обмотке, а также суммарное напряжение на двух обмотках. Если сетевая и другая обмотки соединены одноименными выводами, то напряжение на двух обмотках равно сумме напряжений но каждой из обмоток. В противоположном случае - разности. При наиболее частом соединении обмоток звездой и шести выводах такое измерение проводят без разьединения обмоток.
Пример реальных измерений
Использовалось произвольное соединение выводов - двигатель мощностью 22 кВт. Полученные при измерениях цифры показаны на рис. 1. Второй пример. Две обмотки двигателя, амперметр и лампочку включают последовательно |рис.2). Измеряют ток при двух вариантах соединения. Соединению одноименных выводов соответствует больший ток. Иногда (при мощности несколько киловатт) о величине тока можно судить по накалу пампы. Аналогично (как в схеме рис. 1) можно использовать понижающий трансформатор. Пример реальных измерений сопротивлений приведен в табл.1 Разница между двумя способами соединения двух обмоток (фаз) между собой будет более значительной, если рассчитать индуктивное сопротивление.
Третий способ - разновидность предыдущего способа. Он состоит в замере индуктивности одной обмотки, а затем двух включенных последовательно. Это производится прибором для замера индуктивности. Многие мультиметры также позволяют это сделать. Пример реальных измерений приведен в табл.2. Для синхронного двигателя замеры проведены для двух положений ротора, обеспечивающих максимальное и минимальное значения индуктивностей. Сделано это для подтверждения правильности приема, т.е. подобное определение маркировки выводов можно проводить при любом положении ротора.
 |
Использование сборки конденсаторов для запуска электродвигателя
Схему подключения электролитических конденсаторов (ЭК) методом сборки (соединение отрицательными выводами), я использую давно, с диодами и без диодов. С диодами, ЭК работают в более облегченном режиме и меньше нагреваются. Поэтому исключать их из схемы нежелательно, но при их отсутствии можно обойтись и без них.
Сборку ЭК применяю в особых случаях: у нее свои преимущества и недостатки. Следует помнить, что общая емкость двух одинаковых ЭК, соединенных в сборку равна половине одною из них. А об этом многие забывают. Правда рабочее напряжение при этом удваивается. Сборка ЭК хороша тем, что в ней конденсаторы работают как бы на сниженном вдвое напряжении, меньше подвержены тепловой нагрузке, что намного продляет их срок службы . Но ЭК с напряжением 250 В и выше можно подключать к ЭД
непосредственно, без сборки. А вот для продления их ресурса работы можно подключить RD цепочку. Используется Д1 - типа Д226Б ,КД226Б..Д1 и R1 резистор мощностью 0,5...1 Вт с номиналом 50...100 кОм (рис.3). При запуске она шунтируется пусковой кнопкой и после разгона ЭД ЭК заряжается и восстанавливает свой оксидный слой.
Комплектовать сборку нужно двумя одинаковыми по емкости и напряжению ЭК- только при этом условии сборка будет служить долго и безотказно. А вот при параллельном соединении ЭК в пусковую батарею (рис.2) емкость может быть разной, а рабочее напряжение ЭК должно быть одинаковым. Иначе ЭК с более низким напряжением будет греться и быстро выйдет из строя. И еще: правильно выбирайте схему соединения обмоток двигателя в зависимости от предполагаемого механизма . Это часто приходится делать опытным путем. Если соединение 'треугольник' не может разогнать двигатель применяйте схему 'разорванная звезда' рис.4, со сборкой из ЭК на рабочее напряжение 450 В. ЭК с более низким рабочим напряжением не подходят.
Если и это не поможет то нужно использовать схему запуска с помощью переключения обмоток ЭД из 'треугольника' на 'звезду' для разгона, а потом на 'треугольник' для работы. В качестве переключателя можно использовать реверсный магнитный пускатель ПМЕ-041 в паре с ПНВС. Этот вариант наиболее подходит для ЭД большой мощности - 2,8...5,5кВт. И еще: при любом соединении обмоток ЭД кроме пусковых ЭК желательно добавить в схему и рабочие фазосдвитающие конденсаторы типа МБГЧ, МБГП, с рабочим напряжением 400...600В, пусть даже их емкость будет в 3...4 раза меньше расчетной. Это значительно улучшит работу АД при переменных нагрузках {например, в деревообратывающем станке, корнерезка.). При этом уменьшатся вибрации, гудение, нагрев.
Выбор разных схем соединения обмоток двигателя
Предположим, имеется АД мощностью 300 Вт, и выводы его обмоток подключены 'треугольником' (рис.3). Такой двигатель без нагрузки успешно запустится от одного ЭК номиналом 40мкФ*250...450 В, включенного непосредственно в цепь (рис.2). В тоже время для получения эквивалентной емкости (40 мкФ) от диодно-конденсаторной сборки (рис.1), нужно 4 штуки ЭК номиналом по 40 мкФ-250 В. Поэтому, если ЭД малой мощности запускается быстро, и используемые электролитические конденсаторы имеют рабочее напряжение не ниже 250 В, то делать сборку нет смысла. А вот если мощность ЭД превышает 1..,1,5кВт, или он тяжело запускается (разгон длится 3...5 сек.), то тогда нужно использовать диодно-конденсаторную сборку. И еще сборку ЭК целесообразно использовать при схеме соединения ЭД 'разорванная звезда* (рис.4). Эта схема дает наибольший крутящийся момент при запуске ЭД но ЭК нужно брать с рабочим напряжением не менее 450 В и соединять как показано на рис.4. На практике установлено: с помощью этой схемы АД мощностью 1,1 кВт 1 400об/мин при натянутом ремне под нагрузкой запускает самодельный компрессор от автомобиля ЗИЛ. Рабочие фазосдвигающие конденсаторы используются бумажные, например, типа МБГП, 40мкФ*б00В. Пусковая сборка должна иметь емкость 120 мкФ. Можно использовать 12 штук конденсаторов типа КЕ-2М номиналом 40мкФ*450 В. Для этого соединения наличие рабочих конденсаторов обязательно.
Надежный запуск асинхронного электродвигателя
Схема, показанная на рис.1, впервые попалась мне на глаза на страницах журнала "Радио" Экспериментальная проверка ее в те годы для пуска трехфазного асинхронного двигателя от однофазной сети дала положительный результат. Использовался электродвигатель типа АОЛ-12/4 мощностью 180 Вт на напряжение 220/380 В и ток 1,04/0,6 А, 1400 об/мин. Обмотки АД соединялись треугольником при напряжении однофазной сети 220 В, так как в этом случае к фазе двигателя подводится полное напряжение сети, в отличии от соединения обмоток звездой, что обеспечивало больший крутящий момент на валу машины. В связи с тем, что двигатель запускался без нагрузки на валу, достаточно было использовать в качестве пусковой емкости рабочую, которая, как известно, в 2-3 раза меньше пусковой, с последующим ее отключением по окончании пуска.
По расчетам емкость рабочего конденсатора равнялась около 12 мкФ. В связи с чем в сборке использовались два конденсатора емкостью по 20 мкФ. Конденсаторы были зашунтированы резисторами R1=R2 типа МЛТ-1 сопротивлением по 200 кОм диоды типа Д226Б. При подаче на АД напряжения 100 В (от ЛАТРа) он легко запускался, при этом напряжение на каждом конденсаторе составляло 80 В, а величина тока в цепи сборки - 0,3 А. При номинальном напряжении на двигателе (220 В) напряжение на каждом конденсаторе составляло 160 В, а ток в цепи сборки - 0,76 А, т.е. превышал номинальный. По окончании пуска сборка отключалась с помощью пускателя ПНВС, который широко применяется в стиральных машинах. Продолжительность включения сборки определяется промежутком времени между моментом нажатия и отпускания кнопки "Пуск" пускателя ПНВС, т.е. целиком зависит от оператора. Кратность пускового тока сборки равнялась примерно 1,5. При мощности АД 300 Вт, на которую указывает в своем письме читатель В.В. Дубровный, и напряжении двигателя 220/380 В обмотки статора его необходимо соединить треугольником. Рабочую емкость при этом рассчитывают по формуле:
Ср=66хРном=66х0,3-20 (мкФ),
где Рном - номинальная мощность двигателя, кВт. Следовательно, при пуске АД без нагрузки необходимо установить в сборку два конденсатора емкостью по 40 мкФ. Если АД запускается под нагрузкой, то дополнительно необходимо установить пусковой конденсатор, емкость которого определяют по формуле:
Сп=2...3Ср=40...60 (мкФ),
т.е. около 50 мкФ. Так как в ответах Ю. Бородатого и Н. Горейко [3, 4] в схемах пуска рабочая емкость отсутствует, то найденная пусковая емкость должна быть увеличена на величину рабочей, т.е. на 20 мкФ, что составит 70 мкФ. Следовательно, емкость одного конденсатора сборки должна составлять 140...150 мкФ. Кроме того, необходимо помнить, что электролитические конденсаторы при долгом хранении "усыхают", их параметры "уходят" от номинальных в сторону уменьшения емкости. Относительно схемы, показанной на рис.4 в [4], можно сказать, что в ней ничего особенного нет. Она представляет собой динамический фазовращатель и опубликована в журнале "Электрик" [7]. Однако автор не сторонник использования конденсаторов в качестве фазосмещающих элементов, как показано в ответах Ю. Бородатого и Н. Горейко [3, 4], по следующим причинам. Во-первых, конденсаторы используются в силовых цепях, т.е. в схемах первичной коммутации, а это снижает надежность работы пускового устройства. Во-вторых, относительно велика емкость конденсаторов пусковой цепочки, которая возрастает с увеличением мощности запускаемого двигателя. Начиная с некоторой мощности, применение такого способа пуска двигателей уже экономически не оправдывается из-за относительно высокой стоимости конденсаторов. По литературным данным, предельной мощностью конденсаторного двигателя общего назначения принимается номинальная мощность 1,5 кВт, которая обозначается на щитке АД. В третьих, относительно велики масса и габариты пускового устройства, которые также зависят от мощности АД, с увеличением которой они значительно возрастают. На рис.2 показана схема пускового устройства, которое относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов. Предлагаемое техническое решение свободно от указанных выше недостатков и защищено авторским свидетельством [8]. Электропривод переменного тока содержит однофазный асинхронный электродвигатель. Пусковая обмотка "П" и рабочая обмотка "Р" АД одними выводами соединены между собой и через замыкающий контакт выключателя SA. Обмотки предназначены для подключения к одному зажиму однофазного источника питания. Однофазный мостовой выпрямитель VD1, выводы 1 и 2 по переменному току которого соединены с другими выводами пусковой и рабочей обмоток "П" и "Р" соответственно. Параллельно соединенные между собой конденсатор С1 и резистор R1, одни выводы которых соединены с коллектором транзистора VT1 и с положительным выводом 3 по постоянному току однофазного мостового выпрямителя, отрицательный вывод 4 по постоянному току которого соединен с эмиттером транзистора VT1 и анодом диода VD2, катод которого соединен с другими выводами конденсатора С1 и резистора R1 и через второй резистор R2 соединен с базой транзистора VT1, другой вывод рабочей обмотки "Р" предназначен для подключения к другому зажиму однофазного источника питания.
Работа устройства
При включении электродвигателя контактом выключателя SA протекает ток через рабочую обмотку "Р" и оказываются под напряжением выводы коллектор-эмиттер транзистора VT1. Этот транзистор включен в диагональ по постоянному току однофазного мостового выпрямителя VD1. В результате по цепи его управления через конденсатор С1, второй резистор R2, базу-эмиттер течет ток. Транзистор открывается, замыкая выводы 3 и 4 выпрямителя VD1, и пусковая обмотка "П" обтекается переменным током. Конденсатор С1 обеспечивает фазовый сдвиг между токами пусковой и рабочей обмоток, в результате чего двигатель запускается. По окончании заряда конденсатора С1 транзистор закрывается, и протекание тока через пусковую обмотку "П" прекращается. Пуск двигателя окончен. При отключении двигателя выключателем SA конденсатор О разряжается на резистор R1, транзистор и диод VD2. Схема управления готова к повторному пуску.Электронное управление пуском позволяет снизить ток пусковой обмотки, что повышает надежность электропривода. При этом улучшаются массогабаритные показатели устройства за счет уменьшения величины емкости конденсатора, через который протекает небольшой по величине ток управления транзистора. Расширяется область применения устройства, которое может быть использовано для машин большей мощности, благодаря электронному управлению пуском.
Детали
В качестве переключателя SA можно применить любой, подходящий по току и напряжению. Диоды VD 1 для двигателей мощностью до 600 Вт - диодные блоки КЦ402А, Б - КЦ405А, Б на напряжение 500...600 В и ток 1 А или четыре диода типа КД202 с буквенными индексами М, Н, Р. Конденсатор С1 время задающей цепочки - любой электролитический емкостью 10... 15 мкФх400 В. Его величину подбирают по необходимому времени пуска. В авторском варианте транзистор VT1 типа КТ809А на ток 3 А и напряжение 400 В. Возможно использование составного транзистора, что позволит уменьшить емкость конденсатора. Диод VD2 типа Д226Б (КД226) желательно заменить германиевым типа Д7Г, Д, Е, Ж. Резистор R1 типа МЛТ-1 50... 100 кОм, R2 - МЛТ-1 500 Ом.
Литература
1.Бородатый Ю. Запуск асинхронных двигателей// Электрик. - 2002. - №7. - С.2-3.
2.Маньковский А.Н. О включении электродвигателей в однофазную сеть//Электрик. - 2004. - №1. - С.5-6.
3.Бородатый Ю. Ответ на письмо читателя// Электрик. - 2005. - №7. - С.39.
4.Горейко Н. Надежный запуск двигателя// Электрик. -2006.- №1-2..-С.51.
5.Портала О.Н. //Электрик. - 2003.-№11.-О.
6.Каткова Н., Молов Н. Электролитический конденсатор в цепи переменного тока//Радио. - 1973. - №3. - G52.
7.Коломойцев К.В. Бесконтактное отключение пусковой обмотки электродвигателя//Электрик. - 2002. - №7. - СЗ.
8.Авторское свидетельство СССР №1385214, кл. 1/42, заявл. 13.05.86.
www.junradio.com
