220V монофазни електродвигатели се използват широко в различни промишлени и домакински съоръжения: помпи, перални машини, хладилници, бормашини и металорежещи машини.
Разновидности
Има две най-популярни разновидности на тези устройства:
- Колекционер.
- Асинхронен.
Последните са по-прости като дизайн, но имат редица недостатъци, сред които са трудностите при промяна на честотата и посоката на въртене на ротора.
Устройство с индукционен двигател
Мощността на този двигател зависи от конструктивните характеристики и може да варира от 5 до 10 kW. Роторът му е намотка с късо съединение - алуминиеви или медни пръти, които са затворени в краищата.
По правило еднофазен асинхронен двигател е оборудван с две намотки, изместени на 90° една спрямо друга. В този случай основната (работна) заема значителна част от жлебовете, а спомагателната (начална) - останалата част. Твоето имемонофазен асинхронен електродвигател е получен само защото има само една работеща намотка.
Принцип на работа
Променливият ток, протичащ през основната намотка, създава магнитно поле, което се променя периодично. Състои се от два кръга с еднаква амплитуда, чието въртене става един към друг.
В съответствие със закона за електромагнитната индукция, магнитният поток, променящ се в затворените завои на ротора, образува индукционен ток, който взаимодейства с полето, което го генерира. Ако роторът е в неподвижно положение, моментите на силите, действащи върху него, са еднакви, в резултат на което той остава неподвижен.
Когато роторът се върти, равенството на моментите на силите ще бъде нарушено, тъй като плъзгането на завоите му спрямо въртящите се магнитни полета ще стане различно. Така силата на Ампер, действаща върху завъртанията на ротора от директното магнитно поле, ще бъде значително по-голяма, отколкото от страната на обратното поле.
В завоите на ротора индукционният ток може да възникне само в резултат на тяхното пресичане на силовите линии на магнитното поле. Тяхното въртене трябва да се извършва със скорост малко по-малка от честотата на въртене на полето. Всъщност оттук идва и името асинхронен еднофазен електродвигател.
Поради увеличаването на механичното натоварване, скоростта на въртене намалява, индукционният ток в завъртанията на ротора се увеличава. Освен това увеличава механичната мощност на двигателя и консумираната от него променлив ток.
Схема за свързване и стартиране
Разбира се, ръчновъртенето на ротора всеки път, когато стартирате двигателя, е неудобно. Поради това се използва стартова намотка за осигуряване на първоначалния стартов въртящ момент. Тъй като образува прав ъгъл с работната намотка, за да се образува въртящо се магнитно поле, токът трябва да бъде изместен във фаза спрямо тока в работната намотка с 90°.
Това може да се постигне чрез включване на фазово-изместващ елемент във веригата. Дроселът или резисторът не могат да осигурят фазово изместване от 90 °, следователно е по-целесъобразно да се използва кондензатор като фазово-изместващ елемент. Тази монофазна двигателна верига има отлични стартови свойства.
Ако кондензаторът действа като фазово изместващ елемент, електрическият двигател може да бъде структурно представен:
- С кондензатор за работа.
- С начален кондензатор.
- С кондензатор за пускане и стартиране.
Вторият вариант е най-често срещаният. В този случай се осигурява къса връзка на началната намотка с кондензатор. Това се случва само по време на стартиране, след което се изключват. Тази опция може да бъде реализирана с помощта на реле за време или чрез затваряне на веригата при натискане на бутона за стартиране.
Такава схема за свързване на еднофазен електродвигател се характеризира с доста нисък стартов ток. В номинален режим обаче параметрите са ниски поради факта, че полето на статора е елипсовидно (по-силно е в посока на полюсите).
Схема с постоянно свързан работен кондензаторВ номинален режим работи по-добре, докато стартовите характеристики са посредствени. Вариантът с работещ и стартов кондензатор, спрямо предишните два, е междинен.
Колекционен двигател
Помислете за еднофазен електродвигател от колекторен тип. Това универсално оборудване може да се захранва от DC или AC захранване. Често се използва в електрически инструменти, перални и шевни машини, месомелачки - когато е необходимо обратното му въртене с честота над 3000 rpm или регулиране на честотата.
Намотките на ротора и статора на електродвигателя са свързани последователно. Токът се подава посредством четки в контакт с колекторните пластини, към които прилягат краищата на намотките на ротора.
Обратното се извършва чрез промяна на полярността на свързване на ротора или статора към електрическата мрежа, а скоростта на въртене се регулира чрез промяна на тока в намотките.
Недостатъци
Колекторният монофазен електродвигател има следните недостатъци:
- Радиосмущения, трудна работа, значително ниво на шум.
- Сложността на оборудването е почти невъзможно да го поправите сами.
- Висока цена.
Връзка
За да бъде правилно свързан двигател в еднофазна мрежа, трябва да бъдат изпълнени определени изисквания. Както вече споменахме, има редица двигатели, способни наработят от еднофазна мрежа.
Преди свързване е важно да се уверите, че мрежовата честота и напрежение, посочени на кутията, отговарят на основните параметри на електрическата мрежа. Всички работи по свързване трябва да се извършват само с изключена верига. Заредените кондензатори също трябва да се избягват.
Как да свържете еднофазен двигател
За да свържете двигателя, е необходимо да свържете статора и котвата (ротора) последователно. Изводи 2 и 3 са свързани, а другите два трябва да бъдат свързани към веригата 220V.
Поради факта, че еднофазните 220V електродвигатели работят във верига с променлив ток, в магнитните системи възниква магнитен променлив поток, който провокира образуването на вихрови токове. Ето защо магнитната система на статора и ротора е направена от електрически стоманени листове.
Свързване без контролен блок с електроника може да доведе до факта, че в момента на стартиране се генерира значителен пусков ток и възниква искри в колектора. Обръщането на посоката на въртене на котвата се извършва чрез промяна на последователността на свързване, когато котвата или проводниците на ротора са обърнати. Основният недостатък на тези двигатели е наличието на четки, които трябва да се сменят след всяка продължителна работа на оборудването.
Такива проблеми не съществуват при асинхронните двигатели, тъй като те нямат колектор. Магнитното поле на ротора се формира без електрически връзки поради външното магнитно поле на статора.
Свързване чрез магнитен стартер
Нека помислим как можете да свържете еднофазен електродвигател чрез магнитен стартер.
1. Така че, на първо място, е необходимо да изберете магнитен токов стартер по такъв начин, че неговата контактна система да може да издържи натоварването на електродвигател.
2. Стартерите например са разделени на стойност от 1 до 7 и колкото по-голям е този индикатор, толкова по-голям ток може да издържи контактната система на тези устройства.
- 10A – 1.
- 25A – 2.
- 40A – 3.
- 63A – 4.
- 80A – 5.
- 125A – 6.
- 200A – 7.
3. След като размерът на стартера е определен, е необходимо да се обърне внимание на контролната бобина. Може да бъде на 36B, 380B и 220B. Препоръчително е да спрете на последния вариант.
4. След това веригата на магнитния стартер се сглобява и захранващата секция е свързана. 220V се подава към отворени контакти, електрически мотор е свързан към изхода на захранващите контакти на стартера.
5. Бутоните "Стоп - Старт" са свързани. Тяхната мощност се подава от входа на захранващите контакти на стартера. Например, фазата е свързана към бутона "Стоп" на затворения контакт, след това от него отива към бутона за стартиране на отворения контакт и от контакта на бутона "Старт" към един от контактите на магнитния стартова намотка.
6. "Нула" е свързана към втория изход на стартера. За да фиксирате включеното положение на магнитния стартер, е необходимо да шунтирате стартовия бутон на затворения контакт към блокаконтакти на стартера, който захранва от бутона "Стоп" към бобината.
