Реверсивный пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором: Схема реверса асинхронного двигателя | Заметки электрика

«Реверсивный пуск асинхронного электродвигателя». — КиберПедия

Цель:Сформировать умение собирать схему реверсирования асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.

По окончании выполнения лабораторной работы студент должен

знать:

— элементный состав схемы реверсирования асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором;

— назначение, устройство и принцип действия каждого элемента схемы;

— безопасные правила эксплуатации;

уметь:

— собирать схему пуска, реверсирования и останова асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.

 

Основные теоретические положения:

Схема реверса приведена на рисунке 28.

При включении автоматического выключателя QF напряжение подается к цепи управления и к разомкнутым силовым контактам IKMI – IKM3, 2KMI – 2KM3. При нажатии кнопки ISBI, механически связанной с кнопкой ISB2, образуется цепь: точка С, катушка IKM, кнопка ISB4, точка В. По катушке электромагнитного пускателя IKM протекает ток, замыкаются его контакты IKMI –IKM3 в силовой цепи. На двигатель подается напряжение, он начинает вращаться в прямом направлении. Кроме того, замыкается контакт IKM5 в цепи управления, поэтому, независимо от состояния кнопочного выключателя ISBI, катушка IKM остается под напряжением.

Для реверса АД необходимо изменить чередование фаз питающего напряжения, т.е. переключить два линейных провода, подключенных к обмотке статора. Эту функцию выполняют силовые контакты 2KMI – 2KM3. При нажатии кнопки 2SBI, технически связанной с кнопкой 2SB2, размыкается предыдущая цепь и образуется новая цепь: точка С, катушка 2KM, кнопка 2SBI, кнопка 2SB2, контакт 3КК – 4КК, контакт IKM4, контакт IB4. Ток протекает по катушке 2КМ, а катушка IKM обесточивается, силовые контакты IKMI – IKM3 размыкаются, а контакты 2KMI – 2KM3 замыкаются, двигатель тормозится и разгоняется в обратном направлении. При этом контакт 2КМ5 находится в замкнутом состоянии, и ток через катушку 2КМ протекает, независимо от состояния кнопки 2SBI.

В случае недопустимого нагрева двигателя при вращении в прямом или обратном направлении размыкаются контакты теплового реле соответственно IKK-2KK или 3KK – 4KK, катушка IKM или 2КМ обесточивается, двигатель отключается от сети. Для остановки двигателя нажимают кнопку ISB4, цепь управления обесточивается, и силовые контакты IKMI – IKM3 или 2KMI – 2KM3 размыкаются.

Рисунок 28 – Реверсивная схема пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Расшифровка кнопок:

— SB1 — «Вперед»;

— SB2 — «Назад»;

— SB3 — «Стоп».

Монтажная схема для лучшего понимания кнопочного поста приведена на рисунке 29.

Рисунок 29 – Монтажная схема к рисунку 28

Порядок выполнения работы:

1. Выполнить задание лабораторной работы.

2. Составить отчет.

3. Ответить на контрольные вопросы.

Ход работы:

Рабочий инструмент: отвертка плоская, бокорезы, монтажный нож, кабель (провод) одножильный, круглогубцы, плоскогубцы, трехфазная вилка с питающим шнуром (рисунок 30).

 

Рисунок 30 – Рабочий инструмент для сборки схемы

 

Необходимые машины и аппараты для реализации схемы приведены на рисунке 31.

Рисунок 31 – Элементный состав схемы

Обозначения элементов схемы приведены на рисунке 32.

Рисунок 32 – Элементы схемы реверса асинхронного электродвигателя

Расшифровка кнопок (рисунок 33):

— SB1 – «Вперед»;

— SB2 – «Назад»;

— SB3 – «Стоп».

 

Рисунок 33 – Расшифровка кнопок кнопочного поста

Виды контактов приведены на рисунке 34.

Рисунок 34 – Виды контактов

Например, контакты на магнитном пускателе ПМЕ-211 (рисунки 35, 36):

Рисунок 35 – Виды контактов магнитного пускателя

Рисунок 36 – Виды контактов магнитного пускателя

Такой же контакт стоит в кнопке «пуск» и «стоп» (рисунки 37, 38).

Рисунок 37 – Виды контактов кнопок

Рисунок 38 – Виды контактов кнопок

Технологический процесс сборки схемы реверса асинхронного двигателя (АД) с короткозамкнутым ротором.

Цепь управления:

1. Питающий кабель присоединяем с фазы «В» на нормально замкнутый контакт (3) кнопки SB3 (рисунки 39-41).

Рисунок 39 – Сборка питающего кабеля на принципиальной схеме

Рисунок 40 – Сборка питающего кабеля на монтажной схеме

 

Рисунок 41 – Сборка питающего кабеля на стенде

2. С нормально замкнутого контакта (4) кнопки SB3 присоединить перемычку на нормально разомкнутый контакт (1) кнопки SB2 (рисунки 42-44).

Рисунок 42 – Сборка перемычки между кнопками на принципиальной схеме

 

Рисунок 43 – Сборка перемычки между кнопками на монтажной схеме

 

Рисунок 44 – Сборка перемычки между кнопками на стенде

3. С нормально замкнутого контакта (4) кнопки SB3 присоединить перемычку на нормально разомкнутый контакт (1) кнопки SB1 (рисунки 45-47).

Рисунок 45 – Сборка перемычки между кнопками на принципиальной схеме

Рисунок 46 – Сборка перемычки между кнопками на монтажной схеме

Рисунок 47 – Сборка перемычки между кнопками на стенде

4. С нормально разомкнутого контакта (2) кнопки SB1 присоединить провод на нормально замкнутый контакт магнитного пускателя КМ2 (рисунки 48-51).

Рисунок 48 – Сборка соединения пусковой кнопки прямого вращения двигателя с блок-контактом магнитного пускателя на принципиальной схеме

Рисунок 49 – Сборка соединения пусковой кнопки прямого вращения двигателя с блок-контактом магнитного пускателя на монтажной схеме

 

Рисунок 50 – Сборка соединения пусковой кнопки прямого вращения двигателя с блок-контактом магнитного пускателя на стенде

Рисунок 51 – Нормально разомкнутый контакт пусковой кнопки

прямого вращения двигателя

5. С нормально замкнутого контакта магнитного пускателя КМ2 присоединяем провод на катушку К1 магнитного пускателя КМ1 (рисунки 52-54).

Рисунок 52 – Сборка соединения блок-контакта магнитного пускателя с катушкой магнитного пускателя на принципиальной схеме

Рисунок 53 – Сборка соединения блок-контакта магнитного пускателя с катушкой магнитного пускателя на монтажной схеме

Рисунок 54 – Сборка соединения блок-контакта магнитного пускателя с катушкой магнитного пускателя на стенде

6. С нормально разомкнутого контакта (1) кнопки SB1 присоединяем провод на нормально разомкнутый контакт магнитного пускателя КМ1 (рисунки 55-58).

Рисунок 55 – Шунтирование пусковой кнопки прямого вращения двигателя блок-контактом магнитного пускателя на принципиальной схеме

Рисунок 56 – Шунтирование пусковой кнопки прямого вращения двигателя блок-контактом магнитного пускателя на монтажной схеме

 

Рисунок 57 – Шунтирование пусковой кнопки прямого вращения двигателя блок-контактом магнитного пускателя на стенде

Рисунок 58 – Нормально разомкнутый контакт кнопки

прямого вращения двигателя

7. С нормально разомкнутого контакта магнитного пускателя КМ1, присоединяем перемычку на нормально замкнутый контакт магнитного пускателя КМ2 (рисунки 59-61).

Рисунок 59 – Сборка перемычки между блок-контактами магнитного пускателя схеме прямого вращения двигателя на принципиальной схеме

Рисунок 60 – Сборка перемычки между блок-контактами магнитного пускателя схеме прямого вращения двигателя на монтажной схеме

Рисунок 61 – Сборка перемычки между блок-контактами магнитного пускателя схеме прямого вращения двигателя на стенде

8. С нормально разомкнутого контакта (2) кнопки SВ2 присоединить провод на нормально замкнутый контакт магнитного пускателя КМ1 (рисунки 62-65).

Рисунок 62 – Сборка соединения пусковой кнопки обратного вращения двигателя с блок-контактом магнитного пускателя на принципиальной схеме

Рисунок 63 – Сборка соединения пусковой кнопки обратного вращения двигателя с блок-контактом магнитного пускателя на монтажной схеме

 

Рисунок 64 – Сборка соединения пусковой кнопки обратного вращения двигателя с блок-контактом магнитного пускателя на стенде

Рисунок 65 – Нормально разомкнутый контакт пусковой кнопки

обратного вращения

9. С нормально замкнутого контакта магнитного пускателя КМ1 присоединяем провод на катушку магнитного пускателя КМ2 (рисунки 66-68).

Рисунок 66 – Сборка соединения блок-контакта магнитного пускателя с катушкой магнитного пускателя на принципиальной схеме

Рисунок 67 – Сборка соединения блок-контакта магнитного пускателя с катушкой магнитного пускателя на монтажной схеме

Рисунок 68 – Сборка соединения блок-контакта магнитного пускателя с катушкой магнитного пускателя на стенде

10. С нормально разомкнутого контакта (1) кнопки SВ2 присоединить провод на нормально разомкнутый контакт магнитного пускателя КМ2 (рисунок 69-72).

Рисунок 69 – Шунтирование пусковой кнопки обратного вращения блок-контактом магнитного пускателя на принципиальной схеме

Рисунок 70 – Шунтирование пусковой кнопки обратного вращения блок-контактом магнитного пускателя на монтажной схеме

Рисунок 71 – Шунтирование пусковой кнопки обратного вращения блок-контактом магнитного пускателя на стенде

Рисунок 72 – Нормально разомкнутый контакт пусковой кнопки

обратного вращения

11. С нормально разомкнутого контакта магнитного пускателя КМ2 присоединяем перемычку на нормально замкнутый контакт магнитного пускателя КМ1 (рисунки 73-75).

Рисунок 73 – Сборка перемычки между блок-контактами магнитного пускателя схеме обратного вращения двигателя на принципиальной схеме

Рисунок 74 – Сборка перемычки между блок-контактами магнитного пускателя схеме обратного вращения двигателя на монтажной схеме

Рисунок 75 – Сборка перемычки между блок-контактами магнитного пускателя схеме обратного вращения двигателя на стенде

12. Закрыть крышку кнопочного поста (рисунок 76).

Рисунок 76 – Сборка кнопочного поста завершена

13. Делаем перемычку между катушками К1 и К2 магнитных пускателей КМ1и КМ2 (рисунки 77, 78).

Рисунок 77 – Сборка перемычки между катушками магнитных пускателей на принципиальной схеме

Рисунок 78 – Сборка перемычки между катушками

магнитных пускателей на стенде

14. От катушки К1 магнитного пускателя КМ1 присоединить провод к замкнутому контакту теплового реле КК (рисунки 79, 80).

Рисунок 79 – Сборка соединения между магнитным пускателем и тепловым реле на принципиальной схеме

 

Рисунок 80 – Сборка соединения между магнитным пускателем и тепловым реле на стенде

15. С нормально замкнутого контакта теплового реле КК присоединяем провод на фазу «С» (рисунки 81, 82).

Рисунок 81 – Соединение теплового реле с фазой «С» на принципиальной схеме

 

Рисунок 82 – Соединение теплового реле с фазой «С» на стенде

Силовая цепь:

16. На магнитных пускателях осуществить реверс путём переключения контактов по схеме (рисунки 83, 84).

Со стороны двигателя:

— 3-1;

— 2-2;

— 1-3.

Со стороны подключения кнопочного поста:

— 1-1;

— 2-2;

— 3-3.

 

Рисунок 83 – Сборка цепей силовых контактов магнитных пускателей на монтажной схеме (подключение к фазам сети)

 

Рисунок 84 – Сборка цепей силовых контактов магнитных пускателей на стенде (подключение к фазам сети)

17. Подключение двигателя с КЗ-ротором фазой «В» к фазе «В» на магнитный пускатель. Фазу «А» и «С» подключаем к выходным контактам теплового реле КК (рисунок 85).

Рисунок 85 – Подключение двигателя к фазам на стенде

18. С выходных концов теплового реле КК присоединить провода к фазе «А» и к фазе «С» (рисунки 86, 87).

Рисунок 86 – Подключение тепловых реле к фазам «А» и «С» сети

на монтажной схеме

Рисунок 87 – Подключение тепловых реле к фазам «А» и «С» сети

на стенде

19. Подключить трёхфазную вилку к магнитному пускателю на фазы «А», «В» и «С» (рисунки 88-90).

Рисунок 88 – Подключение трехфазной вилки к магнитному пускателю на фазы «А», «В», «С» сети на монтажной схеме

 

Рисунок 89 – Подключение трехфазной вилки к магнитному пускателю на фазы «А», «В», «С» сети на стенде

Рисунок 90 – Подключение трехфазной вилки к магнитному пускателю на фазы «А», «В», «С» сети на стенде

20. Проверить правильность сборки схемы реверса асинхронного двигателя и только после этого подать напряжение и запустить двигатель.

 

Задание.

Собрать и запустить схему реверсирования асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором по приведенной выше наглядной инструкции.

Контрольные вопросы:

1. Приведите примеры электроприводов электроприемников, в которых требуется реверсирование электродвигателя?

2. Как устроен реверсивный магнитный пускатель?

3. Как устроен кнопочный пост для реверсивной схемы?

4. Зачем в схеме используются тепловые реле?

 

 

Лабораторная работа №9

принцип действия, применение в электродвигателях и техника безопасности

​В промышленности и в быту широко используются электродвигатели. При эксплуатации некоторых механизмов необходимо обеспечить вращение вала двигателя в разный направлениях, то есть нужно осуществлять реверс. Для этого используют определённую схему управления и применяют дополнительный магнитный пускатель (контактор) или реверсивный пускатель.

• Теоретические основы
• Принцип работы асинхронного двигателя
  • Трехфазная сеть
  • Однофазный режим
• Машины постоянного тока
• Плюсы использования магнитных пускателей
• Техника безопасности

Теоретические основы

Вид схемы реверсивного пуска двигателя зависит от следующих факторов:

• тип электродвигателя;
• питающее напряжение;
• назначение электрооборудования.

Поэтому схемы реверса могут сильно отличаться, но, поняв принципы их построения, вы сможете собрать или отремонтировать любую подобную схему.

Прежде чем разбирать схемы реверса двигателя, нужно определиться с понятиями, которые будут использоваться при описании работы:

• Нормально разомкнутый (открытый) контакт — это контакт, который без внешнего воздействия находится в разомкнутом состоянии. Под внешним воздействием, прежде всего, понимают подачу напряжения на катушку управления реле или магнитного пускателя. В случае с кнопками коммутация контактов производится механически.
• Нормально замкнутый (закрытый) контакт — это контакт, который без воздействия внешних сил находится в замкнутом состоянии.
• Магнитный пускатель — это электромагнитное устройство, имеющее три силовых нормально разомкнутых контакта и несколько вспомогательных контактов. При подаче питающего напряжения на катушку электромагнита, якорь притягивается и все контакты одновременно переключаются.
  Силовые контакты используются для подключения электродвигателя к сети, а вспомогательные нужны для построения схемы управления, поэтому они могут быть нормально открытыми или закрытыми. После снятия управляющего напряжения, под действием пружин устройство возвращается в исходное состояние.
• Реверсивный пускатель — это два одинаковых магнитных пускателя, закреплённые на одном основании, с общим корпусом. Предназначен аппарат для реверсирования трёхфазных двигателей, поэтому силовые контакты соединены между собой определённым образом.
• Тепловое реле — устройство для защиты двигателя от перегрева, вызванного повышенными токами в обмотках.
• Контактор — коммутирующее устройство во многом аналогичное магнитному пускателю. Но в отличие от него может иметь от двух до четырёх нормально открытых силовых контактов с дугогасительными камерами и предназначен для переключения больших токов.
• Автоматический выключатель — аппарат для защиты от токов короткого замыкания.

Для того чтобы электродвигатель поменял своё вращение нужно изменить его магнитное поле. Для этого необходимо произвести некоторые переключения, которые зависят от типа электрической машины.

Принцип работы асинхронного двигателя

Работа электродвигателя может осуществляться как в трехфазном, так и однофазном режиме. Принцип действия схем меняется незначительно, однако имеются некоторые дополнения в устройстве питания от однофазной сети.

Трехфазная сеть

Электрическая принципиальная схемя реверсивного пуска трёхфазного электродвигателя с короткозамкнутым ротором выглядит следующим образом (схема представлена на Рис.1)Питание всей схемы осуществляется от трёхфазной сети переменного тока с напряжением 380 В через автомат АВ.

Для того чтобы сделать реверс такой электрической машины (М), нужно изменить чередование двух любых фаз, подключённых к статору.

На схеме магнитный пускатель Мп1 отвечает за прямое вращение, а Мп2 — за обратное. На рисунке видно, что при включении Мп1 происходит чередование фаз на статоре А, В, С, а при включении Мп2 — С, В, А, то есть фазы А и С меняются местами, что нам и нужно.

При подаче на схему напряжения, катушки Мп1 и Мп2 обесточены. Их силовые контакты Мп1.3 и Мп2.3 разомкнуты. Электродвигатель не вращается.

При нажатии на кнопку Пуск1, подаётся питание на катушку Мп1, пускатель срабатывает и происходит следующее:

1. Замыкаются силовые контакты Мп1.3, питающее напряжение подаётся на обмотки статора, двигатель начинает вращаться.
2. Замыкается нормально разомкнутый вспомогательный контакт Мп1.1. Этот контакт обеспечивает самоблокировку пускателя Мп1. То есть, когда кнопка Пуск1 будет отпущена, катушка Мп1 останется под напряжением благодаря контакту Мп1.1 и пускатель не отключится.
3. Размыкается нормально закрытый вспомогательный контакт Мп1.2. Этот контакт разрывает цепь управления катушкой Мп2, таким образом, обеспечивается защита от одновременного включения обоих контакторов.

Если возникла необходимость остановить двигатель или произвести реверс, нужно нажать

кнопку Стоп. При этом размыкается цепь питания Мп1, контактор отключается, его контакты возвращаются в первоначальное состояние, показанное на рисунке, электродвигатель останавливается.

Для того чтобы двигатель начал вращаться в обратную сторону, нужно нажать кнопку Пуск2. По аналогии с Мп1, сработают контакты Мп2.3, Мп2.1, Мп2.2, произойдёт переключение фаз на обмотке статора и двигатель начнёт вращаться в противоположном направлении.

Питание схемы управления осуществляется от двух фазовых проводов. При таком включении должны быть использованы контакторы с катушками на 380 В. Предохранители Пр1 и Пр2 обеспечивают защиту от токов короткого замыкания. Кроме того, извлечение этих предохранителей позволяет полностью обесточить все элементы управления и избежать риска получения электротравм при обслуживании и ремонте.

Защиту электрической машины от перегрузок обеспечивает тепловое реле РТ. При протекании повышенного тока в любой из трёх обмоток статора происходит нагрев биметаллической пластины РТ, в результате чего она изгибается. При определённом токе пластина нагревается настолько, что её изгиб вызывает срабатывание теплового реле, из-за чего оно размыкает свой нормально закрытый контакт РТ в схеме управления катушками Мп1 и Мп2 и двигатель отключается от сети.

Время срабатывания зависит от величины тока: чем выше ток, тем меньше время срабатывания. Благодаря тому, что РТ действует с некоторой задержкой, пусковые токи, которые могут в 7-10 раз превышать номинальные, не успевают спровоцировать срабатывание защиты.

В зависимости от типа устройства и настроек после срабатывания теплового реле возможны два варианта возвращения схемы в рабочее состояние:

• Автоматический — после остывания чувствительного элемента реле возвращается в нормальное состояние и двигатель можно запустить кнопкой Пуск.
• Ручной — нужно нажать специальный флажок на корпусе РТ, после этого контакт замкнётся и схема будет готова к запуску.

Рассмотренная схема реверса трехфазного двигателя может видоизменяться в зависимости от условий и потребностей. Например, питание схемы управления можно осуществлять от сети 12 В, в этом случае все элементы управления будут находиться под безопасным напряжением и такую установку можно без риска использовать при высокой влажности.

Реверс двигателя можно осуществлять только в том случае, когда двигатель полностью неподвижен, иначе пусковые токи возрастут в несколько раз, что приведёт к срабатыванию защиты. Для того чтобы контролировать выполнение этого условия, в схему управления могут быть добавлены реле времени, контакты которых подключаются последовательно к МП2.2 и Мп1.2. Благодаря этому, после нажатия кнопки Стоп двигатель можно будет запустить в противоположном направлении только по истечении несколько секунд, которые необходимы для полной остановки механизма.

Однофазный режим

Для того чтобы трёхфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором работал от однофазной сети 220 В, используется схема подключения с пусковым и рабочим конденсаторами.

От обмотки статора электродвигателя отходит три провода. Два провода подключаются напрямую к фазному и нулевому проводам, а третий соединяется с одной из питающих жил через конденсатор. В этом случае направление вращения зависит от того, к какому из питающих проводников подключён конденсатор.

Если требуется превратить такую схему подключения в реверсивную, её нужно дополнить тумблером, который будет переключать ёмкость с одного провода питания на другой.

Машины постоянного тока

Реверсивный пуск двигателя постоянного тока можно осуществить изменением полярности подключения обмотки якоря или обмотки возбуждения. В зависимости от того, как эти две обмотки соединены между собой, двигатели постоянного тока имеют следующие типы возбуждения:

• независимое — обмотки возбуждения и якоря запитывают от различных источников;
• последовательное;
• параллельное;
• смешанное.

Двигатели постоянного тока могут уйти вразнос — режим работы машины, при котором обороты увеличиваются настолько, что это приводит к механическому повреждению.

В случае применения коллекторного двигателя с параллельным или независимым возбуждением такой режим может возникнуть при обрыве обмотки возбуждения. Поэтому схема подключения реверсивного двигателя в этом случае строится таким образом, чтобы осуществлялось переключение обмотки якоря, а обмотка возбуждения должна быть напрямую подключена к источнику питания. То есть недопустимо цепь возбуждения подключать через какие-либо контакты или предохранители.

В остальном схема управления отличается от реверсивного подключения трехфазного двигателя только тем, что происходит переключение двух питающих проводов постоянного тока, вместо трёх фаз переменного.

Плюсы использования магнитных пускателей

Основным элементом в реверсивных схемах подключения электродвигателя является магнитный пускатель. Применение этих аппаратов позволяет решить ряд задач:

• Одновременное подключение трёх фаз.
• Осуществление коммутации больших токов малыми сигналами. Некоторые аппараты могут коммутировать токи порядка сотен ампер, а ток необходимый для питания катушки редко превышает один ампер.
• Дистанционный запуск. Благодаря конструкции пускателя и малым токам срабатывания, кнопки управления могут находиться на расстоянии нескольких сотен метров от электродвигателя, что, в свою очередь, обеспечивает не только удобство эксплуатации, но и безопасность оператора.
• Нулевая защита. Если в процессе работы отключится напряжение, например, из-за срабатывания токовой защиты, то после возобновления электроснабжения, механизм начнёт работать самопроизвольно, что может привести не только к порче оборудования, но и к человеческим жертвам. Применение контактора исключает такую вероятность, так как после обесточивания он отключится и будет сохранять своё состояние до тех пор, пока оператор не нажмёт кнопку запуска.
• Универсальность. Катушки для определённого типа пускателей имеют одинаковые характеристики и конструкцию, но напряжение срабатывания может быть разным. Благодаря этому, установив соответствующую катушку, контактор можно использовать в различных сетях. Об этой особенности следует помнить при замене одного пускателя на другой, так как внешне совершенно одинаковые устройства, могут иметь разное рабочее напряжение.

Техника безопасности

При монтаже, наладке и ремонте необходимо строго соблюдать правила техники безопасности.

В случае работы со схемой управления электродвигателями для полного отключения нужно обесточить силовую часть и цепи управления. Некоторые электродвигатели могут получать питание от двух независимых источников питания, поэтому необходимо обязательно изучить схему подключения. Произведите необходимые отключения и проверьте индикатором отсутствие напряжения не только на силовых, но и на вспомогательных контактах.

Если в схеме установлены конденсаторы, после отключения питания следует дать им время для разрядки, прежде чем касаться токопроводящих частей.

Реверсивные однофазные асинхронные двигатели

Реверсивные однофазные асинхронные двигатели

Начиная с моей статьи о двигателях переменного тока, Меня часто спрашивают, как реверсировать асинхронный двигатель переменного тока. Ранее я не рассказывал подробно о том, как запускаются асинхронные двигатели. потому что это обширная тема сама по себе.

Ротор асинхронного двигателя представляет собой проницаемый железный сердечник. с залитой алюминиевой обмоткой короткого замыкания. Ты можешь видеть алюминий на обоих концах ротора. Алюминий тоже проходит. продольные отверстия в роторе, чтобы сделать короткую «беличью клетку» обмотка цепи. Вы можете едва видеть линии под небольшим углом на роторе где проходят обмотки.

Обмотка короткого замыкания заставляет ротор сопротивляться быстрым изменениям магнитного поля. полей, поэтому, если он подвергается воздействию вращающегося магнитного поля, он попытается следовать ему. (подробнее об этом здесь)

В трехфазном двигателе три фазы на трех обмотках естественно создать вращающееся магнитное поле. Но для однофазных двигателей переменного тока магнитное поле только чередуется вперед и назад. Нужна какая-то хитрость для создания вращающегося поля.

Реверс двигателя с расщепленной фазой

В этом двигателе с расщепленной фазой основная обмотка (обозначение «M») подключается напрямую к сети переменного тока 60 Гц, а другая обмотка (обозначение «О») включена последовательно с конденсатор (С). Взаимодействие между индуктивностью двигателя обмотки и емкость конденсатора делают эту обмотку около 90 градусов не совпадают по фазе с основной обмоткой.

С основной обмоткой, создающей переменное по вертикали магнитное поле, а другая обмотка создает магнитное поле, чередующееся по горизонтали но не в фазе, их сумма представляет собой вращающееся магнитное поле. Ротор пытается следовать за ним, заставляя его вращаться.

Для реверсирования двигателя достаточно просто переместить разъем питания. так что другая обмотка находится непосредственно на переменном токе. По существу, перемещение одна сторона силового соединения от (А) до (В), вызывающая обмотку (О) быть основной обмоткой, а обмотка (М) – фазосдвинутой.

В двигателях мощностью более 1/4 л.с. две обмотки обычно имеют разные числа витков, поэтому этот метод реверсирования может быть неприменим. Сначала проверьте, чтобы сопротивление обеих обмоток было одинаковым.

Если обмотки не одинакового сопротивления, можно еще поменять местами изменением полярности одной из обмоток при условии, что обмотки не связаны между собой внутри двигателя (например, более трех провода, выходящие из обмоток).

Обмотки стартера на больших двигателях

Теперь, если мы заглянем внутрь более крупного двигателя, такого как этот двигатель мощностью 3/4 лошадиных силы, обмотки выглядят намного сложнее. Обмотки распределены по множеству пазов в статоре двигателя (С). Туда, туда менее резкий переход от одного полюса к другому. Этот делает магнитное поле более гладким, что делает его более тихим и более экономичный мотор.

Этот двигатель имеет толстую основную обмотку (М) и пусковую обмотку. из более тонкой проволоки (S). Основная обмотка создает горизонтальную магнитное поле, а обмотка стартера создает вертикальное.

Эта пусковая обмотка включена последовательно с конденсатором (С) и центробежным переключатель (S). В этом двигателе установлен пусковой конденсатор внутри основного корпуса. Как правило, пусковой конденсатор устанавливается сверху корпуса под металлическим куполом.

Центробежный переключатель (S) установлен на задней панели и активируется диском (P), который упирается в выступ на переключатель (слева от S на фото).

Сняв ротор и посмотрев на диск, можно увидеть два металлических выступа. Когда двигатель вращается, центробежная сила толкает их наружу, что в свою очередь тянет диск обратно. Это освобождает пластиковый язычок на переключателе, что приводит к размыканию переключателя и отключению обмотки стартера. Диск отодвигается достаточно далеко, чтобы больше не соприкасаться с вкладкой, сводя к минимуму трение и износ. Это умный способ активировать переключатель на основе центробежной силы без необходимости переключиться на отжим.

Расположение центробежного переключателя издает отчетливый «щелчок». когда он сбрасывается после выключения двигателя. Щелчок переключателя вовлечение, когда оно начинается, гораздо труднее различить.

Если обмотка стартера помогает пуску двигателя, то обязательно поможет мотор тоже работает. Так почему бы просто не оставить стартер обмотка подключена? Ну, весь фазовый сдвиг не так элегантен. Размер конденсатора вы потребность очень сильно зависит от нагрузки двигателя. Для быстрого запуска двигателя вам нужна большая емкость, чем для эффективного непрерывного операция. Кроме того, конденсатор является электролитическим конденсатором, а не рассчитан на постоянную нагрузку. А поскольку пусковая обмотка только используется недолго, поэтому он сделан из более тонкой проволоки, чтобы сэкономить деньги, потому что медь дорогая.

В некоторых двигателях для запуска используется большой конденсатор. меньший конденсатор для непрерывной работы. Такие двигатели часто имеют два внешних конденсатора (C), как видно на этом в моей настольной пиле. Эти двигатели называются двигателями с пусковым конденсатором. Двигатели с конденсаторным пуском обычно имеют более одного Лошадиные силы. Это 1,75 лошадиных силы.

Двигатели можно удешевить, заменив конденсатор на резистор. Хотя обычно отдельный резистор не добавляется. Вместо, обмотка стартера сделана из более тонкого (более дешевого) медного провода, поэтому у него больше сопротивление в самой обмотке.

Это приводит к гораздо меньшему фазовый сдвиг, чем с конденсатором, но достаточный для запуска двигателя. Обмотки двигателя по существу образуют индуктор, и когда синусоидальная волна переменного тока (например, мощность переменного тока) подается на индуктор, ток отстает от напряжения на 90 градусов. И магнитное поле является строго функцией тока.

Для резистора ток совпадает по фазе с напряжением. Если бы у нас было большое сопротивление и малая индуктивность последовательно, падение напряжения и ток во многом определяется резистором. Итак, ток и магнитное поле будет в значительной степени в фазе с приложенным напряжением. С ток в основной обмотке отстает на 90 градусов, мы бы имели Разница между ними составляет 90 градусов, но обмотка стартера было бы крайне неэффективно.

На самом деле компромисс гораздо дешевле фазового сдвига и большей мощности. Этого достаточно, чтобы запустить двигатель. Несмотря на это, стартер на этих двигателях довольно неэффективен, но он не имеет большого значения, когда двигатель работает. Однако дополнительный ток требуется, чтобы стартер мог перегореть автоматический выключатель, поэтому этот метод обычно используется только для двигателей меньшего размера, от 1/4 до 1/2 л.с. В двигателях мощностью 3/4 лошадиных силы и выше обычно используется пусковой конденсатор.

Если вы не знакомы с аналоговой электроникой, приведенное выше объяснение вероятно, недостаточно, и вы можете прочитать больше об индукции двигатели, если вы этого не понимаете.

В асинхронных двигателях изнашиваются только подшипники. выключатель стартера и конденсатор. Без конденсатора есть один меньше вещей, чтобы потерпеть неудачу.

Совсем недавно я случайно заклинил переключатель стартера на Резистивный пусковой двигатель мощностью 1/4 л.с. от сушилки для белья (тот, что на этот вентилятор), и двигатель отключился всего за 15 секунд. его схема тепловой защиты из-за перегрева обмотки стартера.

Реверс конденсаторного пускового двигателя

Итак, как мы реверсируем двигатель с конденсаторным пуском? Как только началось, однофазная индукция двигатель будет счастливо работать в любом направлении. Чтобы обратить его, нам нужно изменить направление вращающегося магнитного поля, создаваемого основным и обмотки стартера. И это может быть достигнуто путем обращения полярность пусковой обмотки. По сути, нам нужно поменять местами соединения на обоих концах обмотки стартера. Иногда это только обмотка, иногда обмотка, переключатель и конденсатор перевернутый. Порядок переключателя и конденсатора не имеет значение, если они подключены последовательно.

Вы также можете реверсировать двигатель, поменяв местами основную обмотку. (тот же эффект).

Если бы вы поменяли местами основную и пусковую обмотки, как это делают с двигателем с расщепленной фазой двигатель также будет работать в обратном направлении. Однако, он не будет работать на полную мощность и, скорее всего, сгорит. пусковая обмотка не пригодна для продолжительной работы.

На этикетке этого двигателя указано: «МОТОР НЕРЕВЕРСИВНЫЙ».

Если вы посмотрите на предыдущие фотографии этого двигателя, вы увидите, что есть из обмоток выходит всего три провода (красный, желтый и синий). Один конец основной и пусковой обмоток соединен вместе прямо на обмотках.

Чтобы поменять местами обмотку стартера, мне пришлось бы разорвать это соединение. внутри обмоток и вывести другой конец стартера обмотка. Но я действительно не могу понять это из-за как внутри мотора. пришлось бы прорезать дырку в корпус, чтобы даже добраться до точки, где они связаны вместе. Это не то, чтобы этот двигатель нельзя было реверсировать, просто для экономии средств меры, они сделали обращение вспять более трудным, чем оно того стоит. беда.

Но на реверсивных двигателях этикетка всегда указывает на то, чтобы поменять местами два провода, чтобы изменить его.

Провода для реверса всегда являются проводами, ведущими к обмотке стартера.

Если у вас двигатель, на котором отсутствует этикетка, обмотка стартера обычно имеет примерно в три раза электрическое сопротивление основного обмотка и всегда включена последовательно с выключателем стартера и конденсатором (если он есть). Если вы можете изолировать оба конца этой обмотки и поменять их местами, можно реверсировать двигатель. Однако, если есть только из обмоток выходят три провода, затем основная и пусковая обмотки имеют один конец, связанный вместе, и двигатель не реверсивный.

Для двигателя мощностью 1/2 л.с. на 120 вольт основная обмотка обычно имеет около 1,5 Ом, а обмотка стартера около 4 Ом. Для 240 вольт 1/2 л.с. двигателей (только 240 вольт), вы должны ожидать около 6 Ом на основной обмотке и 16 Ом на обмотке стартера. Рассчитать сопротивление обмоток обратно пропорциональна лошадиным силам.

Многие двигатели имеют несколько дополнительных проводов, отходящих от обмоток. Часто к обмоткам прикрепляют термовыключатель, и этот выключатель может быть частично привязан к одной из обмоток. Также, если двигатель можно перепаять на 120 и 240 вольт, основная обмотка будет состоять из двух обмоток по 120 вольт, которые могут быть соединены последовательно или параллельно. Так что от обмоток может отходить довольно много проводов. Это может занять немного времени и зондирование вокруг, чтобы понять это.

Для двигателей, которые могут быть подключены как к 120 В, так и к 240 В, стартер обмотка — обмотка на 120 вольт. Когда эти двигатели подключены к 240 вольтам, основная обмотка используется как автотрансформатор, чтобы сделать 120 вольт на обмотку стартера. В противном случае переделка двигателя от 120 до 240 вольт было бы намного сложнее!

Вернуться на мой сайт Деревообработка

Реверсивный однофазный двигатель (2 метода)

12.12.2021 Инженер ИНСТРУМЕНТ 0

Узнайте о принципе действия реверсивного однофазного двигателя . Во-первых, мы поговорим о структуре и принципе работы однофазного двигателя.

Содержание

1. Структура и принцип работы

+ Структура: Статор однофазного двигателя имеет только одну обмотку, ротор обычно представляет собой короткозамкнутый ротор. Когда двигатель работает, обмотка статора будет подключена к однофазной сети переменного тока.

+ Принцип работы: Когда переменный ток течет в обмотку статора, он не создает вращающегося магнитного поля. Из-за изменения тока меняются направление и величина магнитного поля, но направление магнитного поля фиксировано в пространстве. Это магнитное поле называется импульсным магнитным полем.

=> Итак, нам нужен способ запуска однофазного двигателя.

+ Преимущества и недостатки однофазного двигателя

Преимущество однофазного электродвигателя в том, что он проще и дешевле, чем трехфазный двигатель. Поэтому он используется в таких устройствах, как вентиляторы, стиральные машины, водяные насосы и много используется в автоматических системах.

Недостатками однофазных двигателей являются низкий cosφ, большие потери в роторе, малый крутящий момент и плохая перегрузочная способность.

2. Пуск однофазного двигателя

Когда мы подаем питание на однофазный асинхронный двигатель, двигатель не может вращаться сам по себе. Мы можем использовать силу, чтобы заставить двигатель вращаться в определенном направлении. После этого ротор будет продолжать вращаться в этом направлении.

Обычно используемый метод самозапуска однофазных двигателей заключается в использовании вспомогательной обмотки или короткого замыкания на магнитном полюсе.

+ Использование вспомогательной обмотки

Для двигателей, использующих вспомогательные обмотки, кроме основной обмотки, имеются также вспомогательные обмотки, также известные как пусковые обмотки. Вспомогательные обмотки могут быть выполнены рассчитанными на длительную работу с однофазными двигателями или только при пуске. Катушка, работающая только при пуске, будет отсоединена от двигателя после завершения пуска двигателя.

Пуск однофазного двигателя с вспомогательной обмоткой

Вспомогательная обмотка будет помещена в паз статора для создания потока. Этот поток будет отклоняться на угол 90 градусов в пространстве от потока, создаваемого основной катушкой.

А между током в основной катушке и током во вспомогательной катушке должно быть несовпадение по фазе на 90 градусов. Для этого подключим вспомогательную катушку к конденсатору C.

Ток во вспомогательной обмотке и основной обмотке будет генерировать вращающееся магнитное поле, тем самым создавая крутящий момент для запуска двигателя переменного тока. Тип двигателя с добавлением конденсатора будет иметь хорошие пусковые характеристики.

+ В двигателе короткое замыкание на магнитном полюсе

В этом двигателе люди разделят магнитный полюс и добавят короткое замыкание. Петля короткого замыкания действует как вспомогательная обмотка.

Когда двигатель находится под напряжением, магнитные поля основной и вспомогательной обмоток создают вращающееся магнитное поле. Таким образом, двигатель создает крутящий момент для запуска двигателя.

Этот тип двигателя используется в автоматической трансмиссии, чаще всего это небольшой настольный вентилятор. Потому что двигатель подходит только для небольшой мощности 0,5 — 30 Вт.

3. Реверс однофазного двигателя

Для реверсирования вращения однофазного двигателя необходимо изменить направление вращающегося магнитного поля, создаваемого основной обмоткой и обмоткой стартера. Существует два типа однофазных двигателей: 4-проводные и 3-проводные. Для каждого типа двигателя у нас будет свой способ изменения направления:

+ Реверсивный 4-проводной двигатель

Этот тип двигателя будет иметь две отдельные обмотки, каждая с двумя выходными проводами. Мы можем определить основную и вспомогательную обмотки, измерив сопротивление каждой обмотки. Катушка с большим сопротивлением является вспомогательной (пусковой) катушкой, катушка с меньшим сопротивлением — основной (рабочей).

Чтобы реверсировать этот двигатель, мы реверсируем одну из двух обмоток, работающих или запускаемых. На рисунке ниже показано, как реверсировать 4-проводной двигатель путем реверсирования основной катушки.

Реверсирование 4-проводного однофазного двигателя

+ Реверсирующий 3-проводной двигатель

3-проводные двигатели все еще имеют два ветра, но внутри двигателя, стартовый и бегущий катушки соединены в общие проволоки. . Таким образом, 3 выходных провода будут проводом стартера, общим проводом и рабочим проводом.