Подключение однофазного двигателя

Тема очень востребованная и вызывающая множество вопросов. Для начала разберемся какие бывают асинхронные электродвигатели переменного тока и в каких случаях применяется подключение через конденсаторы. Затем рассмотрим схемы и формулы для выбора конденсаторов.

Двигатели по способу питания делятся на трехфазные и однофазные. Вначале разберемся с подключением через конденсатор трехфазного ЭД.

Коротенько про трехфазные асинхронные электродвигатели

Трехфазные асинхронные электродвигатели получили широкое применение в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, быту. ЭД состоит из статора, ротора, клеммной коробки, щитов с подшипниками, вентилятора и кожуха вентилятора.

Стягивающие шпильки я уже снимать не стал, чтобы добраться до статора с ротором. Но выпирающая часть, на которой сидит вентилятор и есть ротор. Ротор — вращающаяся часть, статор неподвижная (на рисунке его не видно).

Далее посмотрим на клеммник более внимательно. С одной стороны у нас С1-С2-С3, а ниже — С4-С5-С6. Это начала и концы обмоток фаз электродвигателя. У нас имеются три фазы, так как двигатель трехфазный — С1-С4, С2-С5, С3-С6. Также присутствует на фото ржавый болт заземления, он находится в клеммнике сверху слева.

Соединение, которое видно на фотографии называется “звезда”. Я уже писал про звезду и треугольник для трансформаторов — аналогично и для электродвигателей. Сбоку на фотографии я добавил как выглядит схематично звезда для данного электродвигателя и треугольник. Вся разница в расположении перемычек. Их комбинации определяют схему соединения ЭД.

работа трехфазного электродвигателя без одной фазы при постоянной нагрузке

Электродвигатель может работать от однофазной сети и без дополнительных мер и схем. Например, при повреждении одной из фаз. Однако, в данном случае произойдет снижение частоты вращения. Снижение частоты вращения приведет к увеличению скольжения, что в свою очередь вызовет увеличение тока двигателя.

А возрастание тока приведет к нагреву обмоток. При такой ситуации необходимо разгрузить ЭД до 50%. Работа в таком режиме возможна, однако, если двигатель остановится, то повторно пуститься уже не получится.

почему для пуска от однофазной сети используют именно конденсаторы

Повторный пуск не произойдет, так как магнитное поле статора будет пульсирующим и, коротко говоря, из-за направленности определенных векторов в противоположные стороны ротор будет неподвижен. Чтобы двигатель пустился, нам необходимо изменить расположение этих векторов. Для этого и используют элементы, которые сдвигают фазы векторов. Рассмотрим схему, которая реализует эту возможность.

На схеме мы видим, что обмотка разделилась на две ветви — пусковую и рабочую. Пусковая используется с начала пуска до разворота двигателя, затем отключается и используется только рабочая. Для отключения пусковой можно использовать кнопку, например. Нажал и держи пока не развернулся двигатель, а потом отпускай и цепочка разорвана.

Фазосдвигающими элементами могут выступать сопротивления или конденсаторы. Разница в применении тех или иных в форме магнитного поля. И если, говорить проще, то выбирают конденсаторы, так как при одном значении пускового момента, меньший пусковой ток будет при использовании конденсаторов.

А при одинаковых пусковых токах у схем с конденсатором будет больше начальный вращающий момент, то есть движок будет быстрее разгоняться, что несомненно лучше для эксплуатации.

Важно: подключение через конденсаторы производят для двигателей до 1,5кВ. Вычислено, что для более мощных ЭД стоимость емкостных элементов превысит стоимость самого движка, следовательно, их установка является нерентабельной.

Хотя, если достать их нахаляву, что в нашем пространстве не редкость, то можно и попробовать.

как подключить электродвигатель через конденсатор

Так как конденсаторы выгоднее во многих смыслах для пуска ЭД, то разберем пару схемок пуска с применением конденсаторов.

Для схемы соединения “треугольник” и для схемы соединения “звезда”.

Пусковая ветвь будет использоваться до момента разворота ЭД, рабочая — напротяжении всей работы двигателя.

конденсаторы для запуска электродвигателя

Логично будет далее разобраться, как рассчитать пусковой и рабочий конденсатор для двигателя. Для правильного подбора нам необходимо знать паспортные данные ЭД, или иметь шильду с заводскими значениями.

Существуют различные схемы и в каждой конденсаторы выбираются по своему. Для схем, приведенных выше выбор конденсаторов осуществляется по двум формулам:

схема “звезда”:

Рабочая емкость = 2800*Iном.эд/Uсети

схема “треугольник”:

Рабочая емкость = 4800*Iном/Uсети

Пусковая емкость в обоих случаях принимается равной 2-3 от рабочей.

В формулах выше Iном — это номинальный ток фазы электродвигателя. Если посмотреть на табличку, где через дробь указываются два тока, то это будет меньший из них. Uсети — напряжение питающей сети(~127, ~220). Значит, вычислили мы ёмкость и следующим шагом нам надо знать напряжение на конденсаторе. Для схем приведенных на рисунках выше напряжение на конденсаторе равняется 1,15 от напряжения сети. Но это напряжение переменного тока, а для выбора конденсаторов надо знать напряжение постоянного тока. Тут нам и понадобится небольшая табличка:

Например, напряжение сети ~220, умножаем на 1,15 получаем 253. В таблице смотрим переменка 250 соответствует постоянке 400В для емкости до 2мкФ, или 600В для емкостей 4-10мкФ. Нужно, чтобы номинальное напряжение конденсатора было равно или больше расчетного.

Далее, зная рабочее напряжение и требуемую емкость подбираем конденсаторы по параметрам: типы и нужное количество. Конденсаторы для пусковой цепи порой так и называются — пусковыми.

Вот так, шаг за шагом, мы разобрали как подключить трехфазный асинхронный электродвигатель в однофазную сеть и что для этого необходимо рассчитать и знать. Существуют и другие схемы для подключения двигателя через конденсатор, но эти вопросы рассмотрим в другой раз в другой статье.



Общие сведения о двигателях от HDD, CD-ROM, DVD-ROM


Двигатель, вращающий шпиндель жесткого диска (или CD/DVD-ROM)- это синхронный трёхфазный мотор постоянного тока.
Раскрутить такой двигатель можно подключив его к трём полумостовым каскадам, которые управляются трёхфазным генератором, частота которого при включении очень мала, а затем плавно повысится до номинальной. Это не лучшее решение задачи, такая схема не имеет обратной связи и следовательно частота генератора будет повышаться в надежде, что двигатель успевает набрать обороты, даже если на самом деле его вал неподвижен. Создание схемы с обратной связью потребовало бы применения датчиков положения ротора и несколько корпусов ИМС не считая выходных транзисторов. CD/DVD-ROM уже содержат датчики холла, по сигналам которых можно определить положение ротора двигателя, но иногда, совсем не важно точное положение и не хочется впустую тянуть "лишние провода".
К счастью, промышленность выпускает готовые однокристальные драйверы управления, которым к тому же им не требуются датчики положения ротора, в роли таких датчиков выступают обмотки двигателя.

Микросхемы управления трёхфазными двигателями постоянного тока, которым не требуются дополнительные датчики (датчиками являются сами обмотки двигателя):
LB11880; TDA5140; TDA5141; TDA5142; TDA5144; TDA5145.
Есть и некоторые другие, но почему-то их нет в продаже, там, где я искал, а ждать от 2 до 30 недель заказа я не люблю.

Принципиальная схема подключения двигателя к микросхеме LB11880

Изначально, эта микросхема предназначена для управления двигателем БВГ видеомагнитофонов, так что она старенькая, в ключевых каскадах у неё биполярные транзисторы а не MOSFET`ы.
В своих конструкциях, я использовал именно эту микросхему, она во-первых, оказалась в наличии в ближайшем магазине, во-вторых, её стоимость была ниже, чем у прочих микросхем из списка выше.
Собственно, схема включения двигателя:


Если ваш двигатель имеет не 3 а 4 вывода, то подключать его следует согласно схеме:

Немного дополнительной информации об LB11880 и не только

Двигатель, подключенный по указанным схемам будет разгоняться до тех пор, пока либо не наступит предел по частоте генерации VCO микросхемы, которая определяется номиналами конденсатора подключенного к выводу 27 (чем его ёмкость меньше, тем выше частота), либо двигатель не будет разрушен механически.
Не следует слишком уменьшать ёмкость конденсатора подключенного к выводу 27, так как это может затруднить пуск двигателя.

Как регулировать скорость вращения?
Регулировка скорости вращения производится изменением напряжения на выводе 2 микросхемы, соответственно: Vпит — максимальная скорость; 0 — двигатель остановлен.
Однако, необходимо отметить, что плавно регулировать частоту просто применив переменный резистор не удастся, так как регулировка не линейна и происходит в меньших пределах чем Vпит — 0, по этому лучшим вариантом будет подключение к этому выводу конденсатора на который через резистор, например от микроконтроллера подаётся ШИМ сигнал.
Для определения текущей частоты вращения следует использовать вывод 8 микросхемы, на котором при вращении вала двигателя присутствуют импульсы, по 3 импульса на 1 оборот вала.

Как задать максимальный ток в обмотках?
Известно, что трёхфазные двигатели постоянного тока потребляют значительный ток вне своих рабочих режимов (при питании их обмоток импульсами заниженный частоты).
Для выставления максимального тока в данной схеме служит резистор R1.
Как только падение напряжения на R1 и следовательно на выводе 20 станет более 0.95 вольта, то выходной драйвер микросхемы прерывает импульс.
Выбирая значение R1, учитывайте, что для данной микросхемы максимальный ток не более 1.2 ампера, номинальный 0.4 ампера.

Параметры микросхемы LB11880
Напряжение питания выходного каскада (вывод 21): 8 …

13 вольт (максимально 14.5);
Напряжение питания ядра (вывод 3): 4 … 6 вольт (максимально 7);
Максимальная рассеиваемая микросхемой мощность: 2.8 ватта;
Диапазон рабочих температур: -20 … +75 градусов.

А вот собственно, для чего я применил двигатель от HDD в совокупности с указанной микросхемой:


Вот этот диск (правда когда на нём ещё не было медных болтов), казалось бы мелкий и чахлый двигатель от старенького винчестера Seagate Barracuda, на 40Гб, рассчитанный на 7200 оборотов/мин (RPM) умудрялся разгонять до 15000 … 17000 оборотов/мин, если я не ограничивал его скорость. Так что область применения двигателей от завалящих винчестеров, думаю весьма обширна. Точило/дрель/болгарку конечно не сделать, даже не думайте, но без особой нагрузки, двигатели способны на многое, например если с их помощью вращать барабан с зеркалами, для механической развёртки лазерного луча и т.п.

Добавлено: 2376 дн 17 час 17 мин 40 сек назад | Внесений правок: 1 | Последняя правка: 2362 дн 19 час 26 мин 36 сек назад

Паллетообмотчик паллетоупаковщи к noxon boomerang

Электрическая схема системы отопления ваз 2110

А в случае соединения обмоток двигателя в звезду определяется по формуле схема включения трехфазного двигателя в однофазную сеть с использованием электролитических конденсаторов приведена на рис 7.

Основы работы с электричеством

Схемы включения многоскоростных электродвигателей приведены на рис 2 16 цифры под каждой схемой означают число полюсов обмотки статора которое соответствует данной схеме и определяет синхронную частоту вращения двигателя.

Электротехника асинхронный двигатель

Выбор схемы соединения обмотки статора зависит от линейного напряжения сети и паспортных данных двигателя нашли применение двух трех и четырех скоростные двигатели на рис 2 26 показаны схемы включения асинхронного двигателя и механические характеристики при.

Схемы обмоток многоскоростных трёхфазных асинхронных двигателей

На рис 48 56 приведены наиболее распространенные схемы обмоток статоров многоскоростных двигателей схема включения электродвигателей на четыре скорости вращения.

Электрические схемы mitsubishi galant 1998г двигатель 4g63

Эти двигатели могут включаться на два напряжения 220 380 или 380 660 в схемы включения обмоток показаны на рисунке число частот вращения может быть две три или четыре.

Включение 3 х фазного двигателя в однофазную сеть от теории к практике

Схема соединения обмоток двигателя звезда с применением пусковых конденсаторов представлена на рис 10 существует ли схема включения 3х фазного электродвигатедя в 1 фазную сеть при обрыве одной из обмоток.

SB1.1

! SB /.2.

V-ь-

ро

S62.

Рис. 10

Первый: применяем контактор, например типа ПНВС10У2, с двумя кнопками и тремя контактами, два из которых остаются замкнутыми после нажатия и отпускания кнопки «пуск», а третий размыкается. Такие пусковые кнопки устанавливались раньше на стиральных машинах. Схема включения приведена на рис. 9. Этот подвариант удобен для включения, но имеет один конструктивный недостаток: пусковое устройство имеет довольно большие габариты и встраивание его в общую конструкцию проблематично.

Подвариант второй виден на фотографии 2. На пластине установлены два тумблера, включенные по схеме (рис. 10). Один подключает к сети рабочую обмотку, второй — пусковую. Запуск компрессора выполняется одновременным включением обоих тумблеров, после чего тумблер пусковой обмотки незамедлительно отключаем. Тумблеры надо четко пометить, чтобы не путать их во время пуска. Недостаток этой схемы: надо быть внимательным при включении.

Вариант 3. Рабочая обмотка цела, пусковая сгорела или не удается найти обрыв в ней. Перемотка неисправной пусковой обмотки по каким-либо причинам невозможна. И в этом случае возможна работа компрессора. Пусковую обмотку надо удалить во избежание наличия короткозамкнутых витков, которые неизбежно будут вызывать перегрев двигателя и падение мощности. Если есть уверенность, что замкнутых витков нет, то обмотку можно не удалять. Дальнейшие испытания покажут, есть КЗ или нет. Схема включения,

Рис. 11

приведенная на рис. 11, наиболее проста. Подав напряжение на рабочую обмотку, энергичным движением крутанем якорь двигателя за балансировочную накладку. Двигатель заработает. При недостаточно сильном толчке якорь будет вращаться медленными толчками и с сильным гудением. Выключаем и делаем вторую попытку. При определенном навыке запуск происходит без проблем. Этот вариант, конечно, далек от идеала, но работать можно.

О некоторых осг’ енностях работы с горелкой

Рассмотренная горелка вполне безопасна в эксплуатации. Но бензин есть бензин и соблюдение элементарных правил пожарной безопасности будет совсем не лишним. Тем более, что дело имеем с открытым огнем. Все составные части установки должны быть смонтированы вполне надежно, без всяких времянок и «живулек», соединительные шланги без повреждений, все соединения без утечек. Аэратор устанавливают так, чтобы исключить его случайное падение.

На рабочем месте не должны находиться легковоспламе-няемые предметы. Рядом под рукой желательна кошма для накрывания случайного непредусмотренного возгорания. В этих делах лучше перестраховаться, чем недооценить опасность.

Концентрация паров бензина несколько зависит от его уровня в банке. Чем полнее банка, тем концентрация выше. Наполнять надо на 2/3 объема (фото 3). Когда уровень выше, то в

133

В практике встречаются случаи, когда нужно трехфазный асинхронный электродвигатель подключить к однофазной сети. И сейчас многие знают, что для этого не обязательно перематывать статор электродвигателя. В настоящее время разработано и испытано на практике много схем включения трехфазных электродвигателей в однофазную сеть без всяких изменений обмоток статора.

В качестве пусковых элементов используют конденсаторы.

Выводы обмотки статора трехфазного асинхронного электродвигателя имеют следующие обозначения: С1 – начало первой фазы (фазы А); С2 – начало второй фазы (фазы В); С3 – начало третьей фазы (фазы С); С4 – конец первой фазы (фазы А); С5 – конец второй фазы (фазы В); С6 – конец третьей фазы (фазы С). Эти обозначения нанесены на выводных проводниках обмотки.

Рис. 1. Соединение фаз трехфазной обмотки.
а – в звезду; б – в треугольник

Обмотка трехфазного электродвигателя может быть соединена в звезду (рис. 1, а) или треугольник (рис. 1, б). При соединении в звезду начала или концы всех трех фаз соединяют в одну точку, а оставшиеся три вывода соединяют с трехфазной сетью. При соединении в треугольник соединяют конец первой фазы с началом второй, конец второй с началом третьей, а конец третьей с началом первой. От точек соединений берут выводы для подключения электродвигателя к трехфазной сети.

В трехфазной системе различают фазные и линейные напряжения и токи. При соединении в звезду между ними имеют место следующие соотношения:

Uл = 1,73 × Uф; Iл = Iф;

при соединении в треугольник

Uл = Uф; Iл = 1,73 × Iф.

Большая часть трехфазных электродвигателей выпускается на два линейных напряжения, например 220/380 В или 380/660 В. При меньшем напряжении сети обмотка соединяется в треугольник, а при большем напряжении – в звезду. У таких электродвигателей на дощечку зажимов выводят все шесть выводных проводников обмотки. Однако встречаются электродвигатели на одно напряжение сети, у которых обмотка соединена в звезду или треугольник внутри электродвигателя, а к дощечке зажимов выведены только три проводника. Конечно, можно было бы и в этом случае разобрать электродвигатель, разъединить междуфазовые соединения и сделать три дополнительных вывода. Однако можно этого и не делать, использовав одну из схем включения электродвигателя в однофазную сеть, которые приведены ниже.

Рис. 2. Включение трехфазного электродвигателя в однофазную сеть.

а – схема включения; б – сдвиг фаз между рабочей и пусковой обмотками

Рис.

3. Включение трехфазного электродвигателя в однофазную сеть с двумя конденсаторами

Принципиальная схема включения трехфазного электродвигателя с шестью выводами в однофазную сеть показана на рис. 2, а. Для этого две фазы соединяют последовательно и подключают к однофазной сети, а третью фазу подключают к ним параллельно, включив в нее пусковой элемент 1 с выключателем 2. В качестве пускового элемента может служить активное сопротивление или конденсатор. При этом рабочая обмотка будет занимать 2/3 пазов статора, а пусковая 1/3. Таким образом, трехфазная обмотка обеспечивает требуемое соотношение пазов между рабочей и пусковой обмотками. При таком соединении угол между рабочей и пусковой обмотками составляет 90° эл. (рис. 2, б).

При соединении двух фаз последовательно надо следить за тем, чтобы они были включены согласно, а не встречно, когда намагничивающие силы соединяемых фаз вычитаются. Как видно из схемы рис. 2, а, в общую точку соединены концы второй и третьей фаз С5 и С6.

Можно трехфазный электродвигатель использовать и в качестве конденсаторного по схеме рис. 3 с одним рабочим конденсатором 1 или с рабочим 1 и пусковым 2 конденсаторами. При такой схеме включения емкость рабочего конденсатора, мкФ, определяется по формуле

где I – номинальный ток электродвигателя, А; U – напряжение сети, В.

Трехфазный электродвигатель с тремя выводами и обмоткой статора, соединенной в звезду, подключают к однофазной сети по схеме рис. 4. При этом емкость рабочего конденсатора определяют по формуле

Напряжение конденсатора U1 = 1,3 × U.

Трехфазный электродвигатель с тремя выводами и обмоткой статора, соединенной в треугольник, подключают к однофазной сети по схеме рис. 5. Емкость рабочего конденсатора определяют по формуле

Напряжение конденсатора U1 = 1,15 × U.

Во всех трех случаях емкость пусковых конденсаторов можно примерно определить из соотношения

С2 ≈ (2,5 – 3)С1.

При выборе схемы включения следует руководствоваться напряжением, на которое рассчитан трехфазный электродвигатель, и напряжением однофазной сети. При этом фазное напряжение трехфазного электродвигателя должно сохраниться при включении в однофазную сеть.

Рис. 4. Включение трехфазного электродвигателя с обмоткой, соединенной в звезду, в однофазную сеть Рис. 5. Включение трехфазного электродвигателя с обмоткой, соединенной в треугольник, в однофазную сеть

Пример. Трехфазный асинхронный электродвигатель мощностью 1,1 кВт, напряжением 220/380 В с номинальным током 4,5/2,6 А необходимо включить в однофазную сеть напряжением 220 В.

При использовании схемы рис. 5 емкость рабочего конденсатора

напряжение на конденсаторе U1 = 1,3 × 220 = 286 В

Емкость пускового конденсатора

С2 = (2,5 – 3) × 33 = 82 – 99 мкФ.

При использовании трехфазного электродвигателя в качестве однофазного мощность его снижается до 50 %, а в качестве конденсаторного однофазного – до 70 % от номинальной мощности.

Источник: Виноградаов Н.В., Виноградов Ю.Н., «Как самому рассчитать и сделать электродвигатель» — 3-е издание, переработанное и дополненное — Москва: Энергия, 1974 — 168с.



Рекомендуем почитать

Оставьте комментарий