RSS
people

Как подключить однофазный двигатель

Прежде всего, нужно выяснить, что за двигатель перед нами находится. Не всегда можно с полной уверенностью об этом сказать однозначно.

Внешний вид ни о чем не говорит, а шильдик старого двигателя может не соответствовать реальной начинке агрегата. Вот почему мы предлагаем кратенько рассмотреть, какие асинхронные и коллекторные двигатели бывают.

Ну и, между прочим, расскажем, чем одно отличается от другого с точки зрения эксплуатации и некоторых свойств, как внешних, так и внутренних. И, конечно, мы поговорим про подключение однофазного двигателя к сети переменного тока.

Коллекторные и асинхронные двигатели

Этот вопрос – коллекторный перед нами двигатель или асинхронный – нужно решить в первую очередь. И именно это сделать проще всего.

Примитивный однофазный двигательКоллектором называется барабан, разделённый медными секциями, по форме близкими к прямоугольной, и сделанными из меди.

Это так называемый токосъёмник, потому что в коллекторных двигателях ротор всегда питается электрическим током. Постоянным или переменным, но поле создаётся именно приложенным напряжением.

Каждый коллекторный двигатель имеет в своём составе как минимум две щётки.

Трёхфазные встретить очень трудно. Сведения о таких агрегатах встречаются в литературе середины прошлого века. И применялись коллекторные трёхфазные двигатели там, где требовалось регулировать скорость вращения вала в очень широких пределах.

Итак, любой такой мотор имеет щётки и медный барабан, разделённый на секции. Не заметить все это даже невооружённым глазом достаточно сложно. Примеры коллекторных двигателей: (См. также: Подключение трёхфазного двигателя к однофазной сети)

  • Пылесос, стиральная машина.
  • Болгарка, дрель, практически любой электрический инструмент.

Щетки однофазного двигателяКак видите, коллекторные двигатели широко используются, потому что обеспечивают сравнительно простой реверс, реализуемый переменой коммутации обмоток. А скорость регулируется изменением угла отсечки питающего напряжения, либо же амплитуды.

К общим недостаткам коллекторных двигателей относятся:

  • Шумность. Трение щёток о барабан просто не может происходить бесшумно. Кроме того при переходе с одной секции на другую идёт искрение. И это вызывает не только помехи в радиочастотном диапазоне, но сонм посторонних звуков.

Итак, коллекторные двигатели сравнительно шумные. Достаточно вспомнить пылесос. Но стиральная машина в режиме стирки работает не так громко? Да, на низких оборотах коллекторные двигатели очень хороши.

  • Необходимость в обслуживании обуславливается наличием трущихся деталей. Токосъёмник часто загрязнён графитом. Это попросту недопустимо, потому что может замкнуть соседние секции. Кроме того, все это повышает уровень шума и прочие негативные эффекты.

Индукция однофазного мотораВ общем и целом все хорошо в меру. Коллекторные двигатели позволяют получить хорошую мощность (в смысле крутящего момента), как на старте, так и после разгона.

При этом сравнительно просто регулируются обороты. Вот почему в бытовой технике асинхронные двигатели применяются там, где требуется тишина. В основном это вентиляторы и вытяжки (да и то не всегда).

Что касается серьёзных нагрузок, то это требует внесения серьёзных конструктивных изменений. В результате повышаются стоимость, размеры, сложность.

Итак, коллекторный двигатель отличается наличием… коллектора. Даже если его нельзя увидеть снаружи (скрыт кожухом), то всегда можно заметить графитовые щётки на прижимных пружинках. Эта деталь требует замены со временем, поэтому без вариантов можно будет отличить коллекторный двигатель от асинхронного.

Однофазные и трёхфазные двигатели асинхронного типа

Мы уже договорились, что трёхфазные коллекторные двигатели достать сложно, поэтому в данном разделе речь пойдёт только об асинхронных машинах. Их не так уж и много, так что перечислим:

  • Какой однофазный двигатель лучшеТрёхфазные асинхронные двигатели могут иметь от трёх до шести выводов рабочих обмоток, не считая различных предохранителей, внутренних реле и разнообразных датчиков.

Катушки статора могут внутри объединяться в звезду, что делает невозможным напрямую включение в однофазную сеть.

  • Однофазные двигатели с пусковой обмоткой помимо прочего могут иметь пару контактов, ведущих к концевому центробежному выключателю.

Это небольшое устройство обрывает цепь, когда вал уже раскручен. Потому что пусковая обмотка нужна только на начальном этапе. В дальнейшем она будет только мешать и снижать КПД двигателя.

Иногда такие двигатели называют бифилярными. Потому что пусковая обмотка наматывается двойным проводом для снижения реактивного сопротивления.

Это помогает уменьшить ёмкость конденсатора, что весьма критично. Ярким примером однофазных двигателей асинхронного типа с пусковой обмоткой являются компрессоры бытовых холодильников.

  • Конденсаторная обмотка в отличие от пусковой работает все время.

Такие двигатели можно часто найти внутри напольных вентиляторов.

Конденсатор даёт сдвиг фаз на 90 градусов, что позволяет задать не только направление вращения, но и поддержать нужную форму электромагнитного поля внутри ротора. Обычно прямо на корпусе такого двигателя конденсатор и крепится.

  • Мелкие асинхронные двигатели, применяемые в вытяжках или вентиляторах, могут запускаться без конденсатора вовсе. Начальное движение образуется за счёт маха лопастей, либо же скривлением проводки (бороздок) ротора в нужном направлении.

Обыкновенный однофазный двигательА теперь о том, как отличить однофазные двигатели асинхронного типа от трёхфазных. В последнем случае внутри всегда имеется три равноценных обмотки.

Поэтому всегда можно найти три пары контактов, которые при исследовании тестером дают одинаковое сопротивление. Например, 9 Ом.

Если обмотки объединены в звезду внутри, то выводов с одинаковым сопротивлением будет три. Из них любая пара даёт одни и те же показания на экране мультиметра. Сопротивление в каждом случае равно двум обмоткам.

Поскольку ток должен куда-то выходить, то иногда такой трёхфазный двигатель имеет вывод нейтрали. Это центр звезды, который с каждый из трёх других проводов даёт одно и то же сопротивление, вдвое меньшее, нежели при попарной прозвонке.

Указанные выше симптомы говорят нам, что перед нами двигатель трёхфазный, а значит, под тему сегодняшнего разговора не подпадает.

У рассматриваемых в этой рубрике моторов обмоток обычно две. Одна из них, как это было сказано выше, либо пусковая, либо конденсаторная (вспомогательная).

В этом случае выводов обычно три или четыре. И даже если на корпусе не укреплён конденсатор, то можно попробовать рассуждать о предназначении тех или иных контактов следующим образом: (См. также: Подключение электродвигателя 380 на 220 Вольт с конденсатором)

  • Конструкция однофазного двигателяЕсли выводов четыре штуки, то нужно измерить сопротивление между ними. Обычно звонятся они попарно. И там, где сопротивление ниже, находится основная обмотка, которая подключается прямо к сети 220 В без какого-либо конденсатора.

Полярность не играет роли, потому что направление вращения задаётся либо способом включения вспомогательной обмотки, либо коммутацией катушек.

Проще говоря, если осуществить подключение однофазного электродвигателя этого типа с одной лишь основной обмоткой, то в начальный период времени вал стоит на месте. И куда его раскрутишь, туда и будет идти вращение.

  • При наличии трёх выводов, очевидно, что внутри концы катушек соединены. В этом месте должна подаваться нейтраль (то есть схемный нуль).

Дешевый однофазный двигательЧто касается двух других выводов, то сопротивление между ними будет наибольшим (равняется обеим обмоткам, включённым последовательно).

Самое маленькое значение, как и прежде будет на рабочей обмотке, а фазу на пусковую нужно подавать через конденсатор. Это обеспечит сдвиг в нужную сторону.

Обычно такой двигатель вращается лишь в одном направлении, потому что нельзя изменить полярность включения ёмкости. Однако существуют сведения (которые мы проверим на эпюрах как-нибудь в другой раз), что если подать на рабочую катушку напряжение через конденсатор, а пусковую включить напрямую, то образуется реверс.

А в общем случае возможность подключить электродвигатель с 3 проводами на обратное вращение не предоставляется.

Различение типов однофазных двигателей на практике

Теперь пара слов о том, как отличить бифилярный двигатель от конденсаторного. Следует сказать, что в общем и целом разница чисто номинальная.

Недорогой однофазный двигательСхема подключения однофазного двигателя схожа в том и другом случае. Но бифилярная обмотка не предназначена для того, чтобы работать все время. Она будет мешать и снижать КПД.

Поэтому она обрывается после набора оборотов пускозащитным реле (как это, например, бывает в бытовых холодильниках), либо центробежными выключателями.

Считается, что пусковая обмотка в этом случае работает несколько секунд. По общепринятым нормам она должна обеспечить запуск хотя бы 30 раз в час с длительностью 3 секунды каждый.

А дальше витки могут перегреться. Это ещё одна причина, по которой пусковая обмотка не должна находиться под напряжением долго.

И хотя разница номинальная, профессионалы отмечают одну особенность, по которой можно судить, находится перед нами бифилярный или конденсаторный двигатель. И это сопротивление вспомогательной обмотки.

Если оно отличается от номинала рабочей более чем в 2 раза, то скорее всего двигатель бифилярный. Соответственно, обмотка его пусковая. Конденсаторный же двигатель работает за счёт двух катушек. Обе они постоянно находятся под напряжением.

Тест нужно проводить с осторожностью, потому что при отсутствии термопредохранителей или других средств защиты пусковая обмотка может и сгореть. После этого придётся каждый раз вал раскручивать вручную, что явно не всем может понравиться.

В некоторых случаях бывает целесообразно подключение однофазного асинхронного двигателя к однофазной сети осуществить по той же схеме, как это было сделано в предшествующем оборудовании.
Например, почти каждый холодильник снабжён пускозащитным реле, а это вообще отдельная тема для разговора.
Специальный однофазный двигательПотому что параметры этого устройства тесно связаны с типом используемого двигателя и взаимная замена возможна далеко не в каждом случае (нарушение этого простого правила может привести к поломке).

Итак, ещё раз упомянем, что выводов в том и другом случае может быть как 3, так и четыре. Это только то, что касается обмоток.

Кроме всего прочего может наличествовать пара контактов для термопредохранителя. Ну, и все, что мы описали выше, включая центробежный выключатель. В каждом из этих случаев при прозвонке сопротивление либо весьма мало, либо наоборот имеется разрыв.

Кстати, не забудьте при определении сопротивления каждый конец катушки пробовать на корпус. Изоляция обычно бывает не ниже 20 МОм. В противном случае стоит задуматься о наличии пробоя.

Мы также допускаем, что трёхфазный двигатель, имеющий внутреннюю коммутацию обмоток по типу звезды может иметь выход нейтрали на корпус. В этом случае двигатель требует непременного заземления, под которая должна наличествовать клемма (но ещё более вероятно, что мотор просто вышел из строя из-за пробоя изоляции).

Как подобрать конденсатор для пуска однофазного двигателя

Мы уже рассказывали, как подобрать конденсатор для пуска трёхфазного двигателя, но та методика в нашем случае явно не годится.

Конденсатор для однофазного двигателяЛюбители рекомендуют произвести попытку входа в так называемый резонанс. При этом потребление агрегата на 9 кВт может составить порядка (!) 100 Вт.

Это не значит, что вал потянет полную нагрузку, но в холостом режиме потреблением станет минимальным. Как подключить электродвигатель этим способом?

Любители рекомендуют ориентироваться на потребляемый ток. При оптимальном значении ёмкости мощность станет минимальной. Оценить потребляемый ток можно при помощи любого мультиметра.

А так, в общем, подключение однофазного двигателя с пусковой обмоткой осуществляется по электрической схеме, указанной на корпусе.

Там могут быть приведены, например, следующие данные:

  • Цвет проводов той или иной обмотки.
  • Электрическая схема коммутации для цепи переменного тока.
  • Номинал используемой ёмкости.

Итак, если брать однофазный асинхронный двигатель, схема подключения чаще всего указана на корпусе.

Оставить комментарий