В бытовой технике, ручном электроинструменте, автомобильном электрооборудовании и системах автоматики очень часто применяется коллекторный электродвигатель переменного тока, схема подключения которого, как и устройство схожи с двигателями постоянного возбуждения постоянного тока.
Столь распространенное применение их объясняется компактностью, небольшим весом, невысокой стоимостью и простотой управления. В этом сегменте наиболее востребованы двигатели с высокой частотой и малой мощностью.
Принцип работ и конструктивные особенности
Устройство это достаточно специфичное, обладающее в силу схожести с машинами постоянного тока, похожими характеристиками и присущими им достоинствами.
Отличие от двигателей постоянного тока состоит в материале корпуса статора, изготовленном из листов электротехнической стали, благодаря чему удается добиться снижения потерь на вихревые токи.
Чтобы двигатель мог работать от обычной сети, т.е. 220 в, обмотки возбуждения соединяются последовательно.
Эти двигатели, называемые универсальными благодаря тому, что работают они от переменного и постоянного тока, бывают одно- и трехфазными.
Видео: Универсальный коллекторный двигатель
Реверсивное подключение однофазного асинхронного двигателя своими руками
- непосредственно от трехфазной сети (в этом случае нужно поменять местами любые два из трех фазных проводов местами);
- электродвигатель питается при помощи конденсатора от однофазной сети (здесь нам нужно отключить вывод конденсатора, который соединяется с одним из проводов, который питает его, а затем переключить на другой);
- электродвигатель питается при помощи трехфазного инвертора (тут лучше довериться инструкции по применению).
Полезные советы Схемы для подключения Принципы работы устройств Главные понятия Счетчики от Энергомера Меры предосторожности Лампы накаливания Видеоинструкции для мастера Проверка мультиметром
Из чего состоит конструкция?
Устройство электродвигателя переменного тока включает помимо ротора и статора:
- тахогенератор;
- щеточно-коллекторный механизм.
Ток якоря взаимодействует с магнитным потоком обмотки возбуждения, вызывая в коллекторном механизме вращение ротора. Ток подается через щетки на коллектор, являющийся узлом ротора и соединенным с обмоткой статора последовательно. Он собран из пластин, имеющих в сечении форму трапеции.
Продемонстрировать принцип работы такого двигателя можно с помощью хорошо известного со школьной программы опыта с вращающейся рамкой, которую поместили между разноименными полюсами магнитного поля. Она вращается под воздействием динамических сил, когда по ней протекает ток. При изменении направления тока, рамка не меняет направления вращения.
Примести к выходу из строя механизма могут высокие обороты холостого хода, вызванные максимальным моментом при последовательном подсоединении обмоток возбуждения.
Схема подключения (упрощенная)
Типовая схема подключения предусматривает вывод на контактную планку до десяти контактов. Протекающий по одной из щеток ток L поступает на коллектор и якорь, затем переходит на обмотки статора через вторую щетку и перемычку, выходя на нейтраль N.
Реверса мотора подобный способ подключения не предусматривает, поскольку подсоединение обмоток параллельное приводит к одновременной смене полюсов магнитных полей. В итоге, направление момента всегда одинаково.
Рекомендуем:
Изменить направление вращения возможно, если поменять на контактной планке местами выхода обмоток. Напрямую двигатель включают, когда вывода ротора и статора подсоединены щеточно-коллекторный механизм. Для включения второй скорости используются выводы половины обмотки. Нельзя забывать, что с момента такого подключения мотор работает на максимальную мощность, поэтому время его эксплуатации не может превышать 15 секунд.
Видео: Подключение и регулировка оборотов двигателя от стиральной машины
Способы изменения направлений в коллекторном двигателе со схемами применения
Большая доля инструментов располагает в составе коллекторный двигатель. Это один из обычных и позволяемых по цене каждому движков, у которого есть отличные характеристики. Собственно этим, да ещё низкой ценой, определена его значительность.
Электродвигатели стали неотъемлемой частью жизни людей, которые упрощают ее и берут много работы на себя. Они обеспечивают произведение обыденной и строительной техники, представлены одной из вспомогательных частей производственного оборудования.
Что такое коллекторный двигатель и его особенности
Коллектором нарекают элемент двигателя, контактирующую с щетками. Данный отдел гарантирует передачу электроэнергии в рабочее деление агрегата. Коллекторный мотор хронического тока — вертящийся электрический аппарат постоянного тока, перерабатывает энергию непрерывного тока в машинную энергию, где одна обмотка, которая содействует в процессе вырабатывания энергии, сплочена с теплообменником. Функционирует через постоянный и не устойчивый поток энергии, сила 300–800 Вт, количество разворотов якоря 11 500–15 000 об/мин.
Коллекторные электродвигатели бывают: постоянного и переменного тока;
Последние универсальные функционируют, как и от неизменного, так и от сменного потока. Они сохраняют популярность, даже если имеют щётки. Известно, что щетки не очень удобны, так как они стираются и искрят. За этим элементом необходимо непрерывное наблюдение и промышленное обслуживание.
К достоинствам коллекторных движков причисляют вероятность мягкой регулировки быстроты в обширных пределах, низкую стоимость. Как и остальные электромоторы, коллекторный складывается из статора и ротора (часто нарекают «якорь»). Его отличительной особенностью представляется существование на валу коллекторного узла, сквозь какой на автомат передаётся электропитание. Механизм коллекторных двигателей долговременного и переменного тока почти одинаковы, но имеют некоторые отличия.
Коллекторный двигатель долговременного тока
Наиболее малые движки предоставленного типа (единицы Ватт) хранят в корпусе:
· трёхполюсной ротор на подшипниках скольжения;
· коллекторный отдел из 2-х щёток, которые присоединены между собой с 3-мя медными пластинами;
· двухполюсной статор из непрерывных магнитов.
Такие двигатели используются, в основном, в младенческих игрушках, музыкальных плеерах, сушках, электрических бритвах, аккумуляторных отвертках и т. (рабочее усилие 3-9 вольт).
Движки более сильной мощности (десятки Ватт), соответственно складываются из:
· семиполярный ротор на подшипниках; коллекторный узел из четырёх графитовых щёток;
· четырехполюсный статор из постоянных магнитов.
Впрочем, такая консистенция аппарата используется в большинство электродвигателей в новых автомобилях (рабочее усилие 12 либо 24 Вольт): препровождение пропеллеров систем охлаждения и вентиляции, «дворников», насосов омывателей.
Коллекторный мотор переменного потока
Коллекторный двигатель переменного тока является довольно специфическим прибором, которое располагает все совершенства механизма долговременного тока и, вне зависимости, характеризовано совпадающими свойствами. Различие данных агрегатов складывается в том, что обивка статора двигателя неустойчивого тока для снижения издержек на вихревой энергетике, производится из раздельных листов электротехнической стали. Обмотки побуждения аппаратуры вводятся поочередно ради оптимизации произведения в бытовой сети 220в.
Существуют также трехфазные, чьи способности действовать от постоянного и переменного тока именуются ещё и универсальными данными. Выключая статор и ротор, механизм содержит щеточно-коллекторный аппарат и тахогенератор. Циркуляция ротора в коллекторном моторе завязывается впоследствии совместной работоспособности потока якоря и магнитного тока намотки возбуждения.
Посредством использования щетки ток перенаправляется на теплообменник, организованный из пластинок трапецеидального разделения и представляется одним из узлов ротора, поочередно объединенного с намотками статора.
Принцип произведения
Инструмент сочетает в себе неподвижную часть, это статор и сменную часть – ротор. В статоре размещаются возбуждающие обвивки, ротор следит за передачей появляющейся машинной силы. Также часть ротора это вал.
Собственно, принцип поведение не различается от прочих движков, ротор инициирует ворочения в магнитной сфере, вследствие индуцированным на нём токам. Но как собственно и зачем данные тока наводятся? Для понимания нужно вспомнить, как создается электродвижущая мощь в постоянном магнитном поле. Ежели поле непрерывного магнита установить прямоугольную рамку, под действием завязывающегося в ней тока она начинает вращение. Направление вращения определяется по правилу буравчика. Для постоянного поля в нем говорится так, ежели установить правую руку в поле так, чтобы магнитные очертания вмещались в ладонь, вытянутые пальцы покажут направленность движения.
Как поменять движение в коллекторном движке
Первая из токоснимающих щеток соединяется к обмотке статора, а питающее усилие направляется на другую щетку и другой шнур статорной обмотки. Чтобы произошло изменение расположения штепсельной вилки в розетке, случается синхронная смена полюсов магнитов ротора и статора. Следовательно, курс вращения не изменится. К тому же, как это случается в движке долговременного тока с одновременным изменением полярности питающей силы на обмотке возбужденности и якоря. Поменять распорядок следования «фаза – ноль» надобно исключительно производить на один элемент электрического автомата – коллектора, что гарантирует и пространственное, и электрическое разделение проводов – обвивки якоря защищены.
Такое можно совершить парой способов:
· Ручной сменой места конструкции щеток. Это редкость, ибо похоже на внесения изменений в состав устройства. Тем более, итогом будет досрочный выход щеток из строя, ибо фигура выработки на их способном выходе не будет такая, как форма плоскости коллектора.
· Замена расположения переключателя среди щеточного узла и обмоткой в клеммной коробке, а далее точки включения сетевого провода. Дозволено создать с силой одного многопозиционного выключателя либо парой магнитных пускателей.
Как плавно изменить курс вращения коллекторного движка
Если попросту поменять противоположность подводящего усилия на коллекторном двигателе, направленность верчения ротора не изменится. Вдобавок нужно понимать, что в моторах сильной мощности переключат обмотку якоря. При переключении обмоток статора появляется сила самоиндукции, что долетает величин, оно может исключить сердце из строя. Надлежит сменить местами выводы обмотки возбуждения. Когда присутствует третий шнур, то его не используют.
Не на всяком коллекторном двигателе дозволено реализовать реверс, ежели в корпусе направлен указатель вращения, то его невозможно приспособлять в реверсивных устройствах. Все двигатели, обладающие высокими витками, специализированы для вращения в одну сторону. Например, у электродвигателя, констатирующего в болгарках. У двигателя, что обладает незначительными оборотами, циркуляция возможна в разные стороны. Программа включения его обмоток подобна той, что и на двигателях непрерывного тока с последовательным возбуждением.
Реально весь электрический ассортимент моторов для бытового использования, дома или на даче, одновременные — коллекторные. Редко могут быть асинхронные. Коллекторный двигатель употребляется в стиральных аппаратах для прокрутки барабана, электродрелях и так далее. Такие движки имеют крепление к обмотке и не двигаются. Вдобавок в данном моторе на якоре имеется обмотка. На обе эти обмотки направляется сила с коллектора. Чинить такой двигатель дешево, при этом он элементарен для реализации в домашних условиях. Только оно нуждается в понимании устройства и соблюдение техники безопасности. Еще желательно проверять клавиши подключения на работоспособность устройства и питающие шнура. Данные характеристики можно исследовать с помощью индикаторной отвертки или мультиметра.
Схемы включения
Стандартная методика включения предугадывает заключение на контактную планку до 10 контактов. Текущий стороной одной из щеток течение L устраивается на коллектор и якорь, дальше проходит к обмоткам статора сквозь вторую щетку и перемычку, высовываясь в нейтраль N. Реверса двигателя похожий метод подключения не предугадывает, поелику соединение обмоток синхронное приводит к одновременной перемене полюсов в магнитных полях.
Следственно, направленность обстоятельства постоянно такое. Скорректировать направленность верчения возможно, когда можно сменить выходы на контактной планке местами в обмотке. Начистоту двигатель соединяют если провода ротора и статора соединены к щеточно-коллекторный аппарату. Для переключения второй быстроты применяются шнуры только полу обмотки.
Важно помнить, что с фактора подобного включения сердце инструмента действует на наибольшей мощности, следовательно, время его эксплуатации никак не должен превосходить 15 сек. Примитивно данный метод дозволено изобразить подобными пунктами:
· на затвор симистора сервируется команда от электрической схемы;
· заслонка открывается, поток идет по намоткам статора, активизируя циркуляцию якоря двигателя М;
· моментальные величины частоты кручения реорганизуются тахогенератором в электронные сигналы, которые создают с импульсами управления возвратную связь;
· В итоговом моменте обращение ротора при любой прочности, остается равномерным;
· с дополнительным использованием реле R и R1 исполняется реверсирование мотора.
Модифицирование вращения
Перед тем как «менять щётки» или другие провода, приглядитесь, каким способом приспособлены щётки касательно коллектора. Ежели, щетки поставлены вертикально к поверхности цилиндра, какой образует коллектор, дальше позволено любым методом изменять направленность верчения двигателя технологий только два: изменить положение проводов между собой, подходящие к щеткам, или провода , которые установлены к обмотке возбужденности (статору). Но когда щётки введены не вертикально , дальше обменивать направления верчения очень не желательно. Ротор кружиться будет, однако будет увеличенное выделение искр и скорый износ щеток.
Обследовать конструкцию щеток легко: убираем щетку и смотрим разрез выработки, если он симметричный -щётки находятся перпендикулярно, поэтому наоборот. Дозволено еще послушать звук, организовывается щетками при верчении теплообменника вручную — при инвариантной установке он будет один для любого направления вращения.
Регулятор частоты вращения коллекторного движка
Если движок переменчивого тока включается на абсолютную мощность, случается передача тока с целой мощностью нагрузки, что повторяется 7-8 раз. Данное течение нагибает обмотки мотора и производит тепло, что будет отходить длительное время. Это может существенно уменьшить живучесть двигателя. Короче говоря, преобразователь – это такой ступенчатый инвертор, какой гарантирует парную смену энергии.
Рекомендуемый стабилизатор частоты вращения специализирован для произведения совместно с коллекторными движками и является безоглядно аналоговое устройство. Регулятор обладает возвратной связью по частоте вращения, также ему не нужны приборы никакого тахогенератора дополнительно. Преимущественно известной разновидностью стабилизаторов частоты циркуляции основного мотора кассетных магнитофонов, представляется стабилизатор с положительной возвратной связью потока. Регулирование проистекает параметрические, следовательно, гармоника достаточно крепко модифицируется при изменении перегрузки на валу двигателя.
Чтобы сделать качества работы больше в стабилизаторе, надо установить возвратную связь по частоте вращения. Нормально при таких данных для вала двигателя ставить особенный датчик. В основном только оптический . Подобный преобразователь охватывает в себе оптопару, оптическое течение что останавливается крыльчаткой (или диском с отверстиями), и дальше он насаживается на вал двигателя. Крыльчатка останавливает оптический поток, и на конце оптопары складываются импульсы с частотой верчения двигателя, поднятой на сумму прорезей в крыльчатке.
Временами приспосабливается и другая разновидность датчиков — магнитные. Когда на вал мотора ставится шестерня из ферромагнитного материала, вблизи которой укрепляется головка с магнитом. При воздействии вращения шестерни на выводах головки, является неустойчивое усилие с амплитудой возле милливольта, и частотой, равновеликой частоте верчения двигателя, поднятой на сумму зубьев на шестерне. Это течение включает в себе неустойчивую составляющую, в которую входит гармоника, что обладает частотой, равноправную частоте циркуляции двигателя, поднятую на количество пластинок коллектора. Двигатели, какие чаще приспосабливаются в магнитофонах, располагают три пластины коллектора. Следовательно данная гармоника равновелика утроенной частоте верчения двигателя. Только на данном принципе и построен регулятор.
Как выбрать редуктор
Имеется изрядно пару характеристик, которые помогут подбирать регулятор:
· Тип управления. Для коллекторного электродвигателя бывают регуляторы с векториальной либо скалярной системой руководства. Главные чаще применяются, однако, другие числятся надежнее;
· Один из желательных факторов при выборе гальванического преобразователя частот. Нужно выбирать частотник с силой, что отвечает максимально дозволенной на оберегаемом инструменте. Но для мало вольтового мотора предпочтительно, подобрать стабилизатор сильнее, нежели допустимое значение Ватт;
Конечно, тут все предусмотрено для каждого по отдельности, но по способности необходимо приобрести редуктор витков ради электродвигателя, у которого базисная схема располагает просторный спектр дозволительных напряжений;
· Охват частоты. преображение частоты – это ключевая тема предоставленного агрегата, следовательно постарайтесь найти тип, что будет предельно отвечать Вашим нуждам. Примерно, ради ручного фрезера довольно хорошими данными будут 1000 Герц;
· По иным критериям. Это срок гарантии, сумма входов, охват (для станков и ручных приборов имеется специфическая приставка). При этом еще необходимо понимать, что имеется так именованный всеобъемлющий стабилизатор циркуляции. Это частотный агрегат для бесколлекторных движителей.
Совершенства и недостатки коллекторов
Достоинства коллекторных электромоторов такие:
· Элементарное устройство.
· Благородная скорость до 10 000 об/мин.
· Доброкачественный вращающий момент и на малых оборотах.
· Низкая стоимость.
· Вероятность координировать поспешность в пространных пределах.
· Невысокие отправные флюиды и нагрузки.
В роторе можно увидеть, что каждая обвивка представляет собой подобную рамку. Лишь складывается она не из одного провода, а из нескольких, но сути это не меняет. При помощи коллекторного узла, в каком-то пункте времени, обвивка подключается к давлению и, по ней проходит течение и вокруг проводника завязывается магнитное поле. Оно содействует с полем статора. Зависит от типа, используются там долговременные магниты или тоже течет безостановочный ток в обмотках, создавая на полюсах свое магнитное поле.
Аппарат ротора и статора рассчитан так, что при содействии они «проталкивали» ротор в нужную сторону. Чем больше силы сервируется на обмотки ротора, тем сильнее мощная сфера производит статор, тем более сильная их реакцию и скорее ворочается ротор, потому что он сталкиваются с огромной силой. Также при способе уменьшения усилия — взаимодействие уменьшается, итоговая быстрота вращения тоже. Поэтому все что надо, координировать напряжение, такое позволяют сделать с помощью даже несложного авто потенциометр (переменное сопротивление).
Удовлетворительные качества, но просматриваются и минусы, причем они вполне серьёзные. Минусы коллекторных электродвигателей такие:
· Большая степень гулов при движении.
· В особенности при воздействии на больших скоростях.
· Щетки стираются о аппарат триммера, вследствие образуя шумы.
· Щеточки искрятся и изнашиваются
· Потребность периодического поддержания коллекторного узла.
· Мало устойчивость характеристик при изменении нагрузки.
· Рослая частотность отказов через присутствие коллектора и щеток, небольшой промежуток работоспособности данного узла.
В целом, коллекторное сердце хороший выбор, по-другому его не ставили бы на хозбытовой технике. При обычном свойстве работы, функционируют подобные моторы годами. Могут и 10-15 лет работать нормально без аварий.
Проверка коллекторного электродвигателя на повреждение
Самая трудная задача, что поднимется с таким аппаратом это разбор. Как ни странно, коллекторный мотор непросто разбирать. Приводить анализ демонтажа мотора для всех вариантов устройств долгое время, предпочтительно определить особое руководство естественно под ваш тип механизма. Важно не пренебрегать техникой безопасности, все приборы при разборе обязаны быть выключены.
Берите инструменты с изоляционным материалом. Если электромотор демонтирован, пробуйте дать на него напряжение. Ежели он работает, однако искры в щеточках увеличились (хвосты искр при кружении неравномерны, облегают временами больше 90°), быстрее всего, наступил период их сменить либо откорректировать прикрепление аппарата.
При нестабильном соединении могут обнаруживаться неполадки. Также это может значить и межвитковое перемыкание внутри. Заменять приборы должны исключительно на такие же как предыдущие. Щетки в принципе укрепляются фиксатором либо болтами. Порой они зафиксированы на особом рычаге. Когда щетки в норме, но плохо прикреплены, требовательно прикрепить пружины.
Когда контакты на аппарате потемнели, нужно совершить чистку. Хорошим способом будет использование наждачной бумаги с небольшой крошкой. Когда таков метод не посодействовал, тогда источником поломки может быть износ подшипников. Также когда заметен слишком большой шум, лишнюю вибрацию, то вполне вероятно и надобно сменить подшипники.
Когда агрегат нельзя никак включить, посмотрите зрительно целость обмоток, лишение почернения. Сгоревшую изоляцию требовательно почистить, в случае присутствия графитовой пыли все тщательно прочистить. Прах вызывает замыкание. Всю проводку надо опробовать мультиметром. Когда обвивка не дает проводимости, возможно в этом случае реставрация агрегата станет дороже нового.
Управление двигателем
На практике применяют различные способы регулирования работы двигателя. Это может быть электронная схема, где регулирующим элементом выступает симистор, который на мотор «пропускает» заданное напряжение. Работает он как мгновенно срабатывающий ключ, открываясь, когда на его затвор поступает управляющий импульс.
В основе принципа действия, реализованного в схемах с симистором, лежит двухполупериодное фазовое регулирование, где к импульсам, которые поступают на электрод, привязано напряжение, подаваемое на двигатель. При этом, частота, с которой вращается якорь, прямо пропорциональна напряжению, подаваемому на обмотки.
Упрощенно этот принцип можно описать такими пунктами:
- на затвор симистора подается сигнал от электронной схемы;
- затвор открывается, ток течет по обмоткам статора, вызывая вращение якоря мотора М;
- мгновенные величины частоты вращения преобразуются тахогенератором в электрические сигналы, формируя с импульсами управления обратную связь;
- как следствие, вращение ротора при любых нагрузках, остается равномерным;
- с помощью реле R и R1 осуществляется реверс мотора.
Другая схема – тиристорана фазоимпульсная.
Схема реверса трехфазного двигателя и кнопочного поста
В каждой системе, обеспечивающей реверс трехфазного электродвигателя, имеются специфические кнопочные контакты, объединенные в общий кнопочный пост. Работа этой системы тесно связана с функционированием остальных элементов схемы.
Всем известно, что включение контактора магнитного пускателя осуществляется с помощью управляющего импульса, поступающего после нажатия на пусковую кнопку. Данная кнопка в первую очередь обеспечивает подачу напряжения на катушку управления.
Включенное состояние контактора удерживается и сохраняется, благодаря принципу самоподхвата. Он заключается в параллельном подключении (шунтировании) к пусковой кнопке вспомогательного контакта, обеспечивающего подачу напряжения на катушку. В связи с этим уже нет необходимости удерживать кнопку ПУСК в нажатом состоянии. Таким образом, магнитный пускатель может отключиться только после разрыва цепи катушки управления, поэтому в схеме необходима кнопка с размыкающим контактом. В связи этим, кнопки управления, объединенные в кнопочный пост, оборудуются двумя парами контактов – нормально открытыми (NO) и нормально закрытыми (NC).
Преимущества машин и недостатки
К достоинствам относят:
- небольшие размеры;
- универсальность, т.е. работу на напряжении постоянном и переменном;
- большой пусковой момент;
- независимость от сетевой частоты;
- быстроту;
- мягкую регулировку оборотом в широком диапазоне при варьировании напряжением питания.
Недостатки связаны и использованием щеточно-коллекторного перехода, влекущего:
- уменьшение срока службы механизма;
- возникновение между щетками и коллектором искры;
- высокий уровень шума;
- большое число коллекторных элементов.
Основные неисправности
Искрение, возникающее между щетками и коллектором – самый главный вопрос, требующий внимания. Чтобы избежать неисправностей более серьезных, таких как их отслаивание и деформация или перегрев ламелей, сработавшуюся щетку необходимо заменить.
Помимо этого, возможно замыкание между обмотками якоря и статора, вызывающее сильное искрение на переходе коллектор-щетка или значительное падение магнитного поля.
Чтобы продлить срок службы двигателя, необходимо соблюдение двух условий – профессиональный изготовитель и грамотный пользователь, т.е. строгое соблюдение режима работы.
Видео: Коллекторный электрический двигатель
Мы вновь возвращаемся в мир занимательного — как электротехника, так как считаю, что эти знания нам просто всем необходимы в нашей повседневной жизни.
Читать также: Как определить сечение кабеля на глаз
Типичные неисправности
Наибольшего внимания к себе требует щеточно-коллекторный механизм, в котором наблюдается искрение даже при работе нового двигателя. Сработанные щетки следует заменить для предотвращения более серьезных неисправностей: перегрева ламелей коллектора, их деформации и отслаивания. Кроме того, может произойти межвитковое замыкание обмоток якоря или статора, в результате которого происходит значительное падение магнитного поля или сильное искрение коллекторно-щеточного перехода.
Избежать преждевременного выхода из строя универсального коллекторного двигателя может грамотная эксплуатация устройства и профессионализм изготовителя в процессе сборки изделия.
Подключение однофазного коллекторного двигателя — переменного тока
В этой теме необходимо понять, — как именно подключается однофазный коллекторный двигатель переменного тока, допустим, после его ремонта. Электрическая схема рис.1 дает нам представление о характере электрических соединений, то-есть, здесь мы можем заметить, что две обмотки статора электродвигателя в электрической цепи состоят в последовательном соединении, а две обмотки ротора электродвигателя относительно внешнего источника напряжения — соединены параллельно и электрическая цепь для данного примера замыкается на обмотках ротора электродвигателя.
Кто разбирал из нас бытовые потребители электроэнергии как:
и далее, со мной согласятся, что для электрической схемы рис.1 недостает еще одного элемента — конденсатора. Следовательно, к данному названию типа двигателя можно еще добавить такое название как конденсаторный электродвигатель . Если следовать логическому мышлению, то конденсатор в схеме электродвигателя в обязательном порядке соединяется с пусковой обмоткой статора, который служит для первоначального сдвига ротора. Соответственно мы пришли к выводу, что конденсатор непосредственно должен состоять в последовательном соединении с пусковой обмоткой. Для примера, приведена схема однофазного двигателя с рабочей и пусковой обмотками статора, где сопротивление на каждой обмотке будет принимать свое значение рис.2.
В зависимости от типов асинхронных двигателей и их применения рис.3, существуют следующие схемы подключения к однофазной сети:
а) омический сдвиг фаз, биффилярный способ намотки пусковой обмотки;
б) емкостной сдвиг фаз с пусковым конденсатором;
в) емкостной сдвиг фаз с пусковым и рабочим конденсатором;
г) емкостной сдвиг фаз с рабочим конденсатором.
В схемах указаны следующие обозначения:
Перед подключением коллекторного однофазного двигателя, необходимо определить:
обмотки статора. Конденсатор, с его номинальными значениями по емкости и напряжению, и соответствующими данными для определенного типа двигателя, следует подключать к пусковой обмотке статора — последовательно. Сопротивление обмоток статора принимает следующие средние значения:
- рабочая обмотка 10-13 Ом;
- пусковая обмотка 30-35 Ом;
- общее сопротивление обмоток 40-45 Ом,
— для некоторых видов бытовой техники. Выполняя замеры сопротивлений на выводах проводов обмоток статора можно определить пусковую обмотку с ее средним значением. То-есть, сопротивление пусковой обмотки принимает среднее значение между рабочей обмоткой и общим сопротивлением двух обмоток — рабочей и пусковой.
Схема реверса трехфазного двигателя в однофазной сети
Довольно часто трехфазные электродвигатели используются в бытовых условиях и включаются в однофазную сеть. Для таких случаев предусмотрена реверсивная схема подключения электродвигателя в однофазной сети. Принцип действия такой схемы очень простой: для выполнения реверса используются конденсаторы, питание которых переключается между полюсами питающего напряжения. Управление схемой осуществляется кнопкой.
Поскольку питающее напряжение составляет 220 В, соединение обмоток двигателя будет выполнено звездой, а на клеммник подведено три вывода. На кнопке управления между клеммами устанавливается перемычка, после чего к одной из них подключается вывод конденсатора. Второй вывод конденсатора подключается к обмотке электродвигателя, не соединенной с сетью.
Затем переключатель соединяется с двигателем, затем подводится питающее напряжение. Готовую систему нужно включить и проверить работу реверса.
Управление коллекторным двигателем — без реостата
Для управления коллекторным двигателем — без реостата, вполне подойдет пакетный переключатель, с помощью которого осуществляется переключение контактной группы — в переключателе рис.4.
В этом примере, в зависимости от переключения позиции, будет изменяться направление вращения ротора электродвигателя, работа осуществляется с постоянной скоростью и оборотами двигателя, изменяется только полярность обмоток статора.
переключатель кулачковый пакетный
Для управления скоростью вращения ротора электродвигателя, можно воспользоваться симисторным регулятором скорости вращения. Данное электроустановочное изделие как и все остальные, подбирается с учетом номинальных значений по силе тока и напряжению, — учитывается подключаемая нагрузка мощность потребителя электрической энергии.
Мощность потребителя, как наглядно видно из формулы рис.5, это произведение силы тока и напряжения. Для чего вообще необходимо проводить преварительные вычисления? Нагрузка, как известно нам, подключается через автомат защитного отключения. Чтобы установить и подключить автомат защитного отключения, принимается во внимание расчет по силе тока нагрузки рис.6.
симисторный регулятор скорости вращения электродвигателя
В кратце, чтобы представить — что из себя представляет симисторный регулятор, опять-же нужно вспомнить основы электроники . Симистор, состоящий в схеме управления, выполняет функцию регулирующего элемента — для питания электродвигателя рис.7.
На рисунке показаны выводы симистра:
При поступлении импульса на вход G — симистор открывается рис.8, то-есть, выполняет роль электронного ключа — для питания электродвигателя.
На фотоснимке показано изображение электронного модуля управления. Электронный модуль управления встречается в стиральных машинах-автомат, работающих в заданом, автоматическом режиме.
электронный модуль управления стиральной машины индезит
Подключение коллекторного двигателя — через реостат
В этом схематическом изображении рис.9 показано подключение нагрузки к выводным клеммам генератора через реостат. Нагрузкой здесь является электрическая лампа накаливания. Реостат в электрической схеме состоит в последовательном соединении, нагрузка лампочка соединена в схеме параллельно. Таким-же образом, вместо данной нагрузки можно подключить коллекторный двигатель , работающий от источников электрической энергии, таких как:
либо от внешнего источника энергии, то-есть, от электрической сети. При подключении коллекторного двигателя нужно принимать во внимание электрическую схему обмоток статора, тип двигателя, как допустим для следующей схемы рис.10.
Электрическая схема представляет из себя схему универсального коллекторного двигателя , где двигатель может работать как от переменного так и от постоянного тока.
В свое время мною было изготовлено определенное количество электрических наждаков, электрические двигатели монтировались на платформу с последующим подключением, на вал ротора закреплялась насадка для установки наждачного круга, поэтому, в своей практике приходилось подключать различные типы электродвигателей.
Читать также: Приспособление для торцевого сверления
Приведенный пример по электрическим наждакам, — тема довольно-таки тоже занимательная и полезная для наших бытовых нужд.
Остается пожелать Вам успешного проведения ремонта для различных видов бытовой техники.
Статью писал технически не граматный дебил, схема бесколекторного двигателя а описание колекторного и наоборот.
Здравствуйте электрик. Какие схемы Вы подразумеваете с названиями: «безколлекторный и коллекторный двигатели»? По схемам дается пояснение подключения обмоток коллекторного двигателя. Представляться нужно не электриком, а указывать свое имя. У меня, к примеру, имеется имя, отчество и фамилия — Виктор Георгиевич Повага. Проживаю в Сибири, работаю по договору с Яндекс.Директ. В следующий раз, если от Вас поступит подобное письмецо, я обращусь в интернет-компании для Вашего розыска и затем, — перед судом будете доказывать «кто я такой». Всего Вам доброго «электрик».
Виктор Георгиевич ! Большое спасибо за полезную статью.
Здравствуйте. Я электрике ничего не понимаю, но мне нужно подключить электромотор постоянного тока ИП-22, в обычную сеть
Здравствуйте. В своей практике я не встречал такой тип электродвигателя ИП-22. Не пойму Вас о чем здесь идет речь — о пожарном извещателе ИП-22 или о электродвигателе? Укажите техническую характеристику на ваш электродвигатель и страну-производитель, чтобы я смог сориентироваться по вашему вопросу.
Добрый день, Виктор! Подскажите будет ли регулировать скорость вращения коллекторного двигателя УЛ-062-УХЛ4 симисторный преобразователь без снижения момента на валу? С этим вопросом справляются частотные преобразователи, но применение их для управления данной моделью двигателя не допустимы.
Приветствую Валентин. Скоростью вращения универсального коллекторного двигателя можно управлять симисторным регулятором мощности. Симисторный преобразователь можно понимать как симисторный стабилизатор напряжения.
Боюсь обидеть автора, но по моему, действительно с названиями типов двигателя путаница. Коллекторный и однофазный асинхронный — два разных типа двигателей. Конденсатор в коллекторном двигателе если и присутствует, то как не обязательный, в принципе, элемент. Чаще всего, иногда в сочетании с дросселями, для защиты сети от создаваемых двигателем помех (фильтр). Сам двигатель без конденсатора будет работать, можно лишь поспорить об эффекте искрогашения. Поэтому называть коллекторный двигатель конденсаторным — вводить в заблуждение. В асинхронном однофазном двигателе конденсатор служит для сдвига ФАЗЫ в пусковой обмотке. Без него — сдвига фазы, ротор действительно не начнет вращаться. После раскрутки до оборотов, близких к номинальным, двигатель будет работать и без пусковой обмотки, но с существенно меньшим вращающим моментом. Сдвига фазы можно достичь и другими путями — с помощью индуктивности или активной нагрузки. Вот тогда он и не будет асинхронным двигателем с КОНДЕНСАТОРНЫМ пуском (в этом конкретно случае).
Боюсь обидеть автора, но с названиями электродвигателей в самом деле путаница. В коллекторном электродвигателе конденсатор не является необходимым элементом. В цепи питания коллекторного электродвигателя может стоять конденсатор, часто в сочетании с индуктивностями, но это для защиты сети от помех, создаваемых коллектором двигателя (фильтр). Для работы двигателя он не обязателен. Можно поспорить только по поводу необходимости его для искрогашения. Поэтому называть коллекторный электродвигатель конденсаторным – не правильно. В асинхронном «однофазном» двигателе конденсатор в цепи пусковой обмотки служит для сдвига фазы в ней. И тоже это только вариант, правда, наиболее распространенный. Сдвига фазы можно достичь включением в цепь пусковой обмотки индуктивности или активного сопротивления. Так что уместнее говорить о конденсаторном пуске асинхронного электродвигателя в однофазной сети. Двигатель при этом правильнее назвать двухфазным. Одна фаза из сети, вторая искусственно сдвинутая. После пуска при достижении двигателем оборотов, близких к номинальным, пусковую обмотку можно отключить, двигатель будет работать, однако вращающий момент его будет существенно меньше.
Здравствуйте. Здесь я в общем-то поторопился высказать свое мнение, назвав коллекторный двигатель конденсаторным. Приятно было пообщаться с вами. С прошедшими праздниками вас.
Подскажите как подключить двигатель ул-062 к сети 220
Здравствуйте. Я не нашел схему на данный электродвигатель. Если верить той информации, которую мне удалось найти в интернете, то подключение двигателя (УЛ-062) выглядит следующим образом: к выводам контактов (на клеммной колодке) О1Я2 и С1Ш2 подключается переменное напряжение 220 Вольт, на другие два вывода контактов устанавливается перемычка (отрезок провода). Перед подключением, рекомендую проверить работу электродвигателя малым напряжением.
На клемной колодке 6 выводов, бывает и 8. Что куда подсоединять
Однофазные электродвигатели 220В широко используются в разнообразных бытовых и промышленных устройствах: холодильниках, стиральных машинах, насосах, дрелях, заточных и подобных им обрабатывающих станках. Их технические характеристики несколько уступают свойствам трехфазных двигателей. Существует два наиболее распространенных типа однофазных электродвигателей для сети переменного тока промышленной частоты:
Читать также: Как правильно степлер или стиплер
Первые более просты по своему устройству, но обладают рядом недостатков, главные из которых – трудности с изменением направления и частоты вращения ротора.
Далее рассмотрены однофазные асинхронные электродвигатели и коллекторные двигатели переменного тока.
Как изменить направление вращения однофазного асинхронного двигателя
Рис. 1 Схема подключения двигателя однофазного асинхронного двигателя с пусковым конденсатором.
Возьмем за основу уже подключенный однофазный асинхронный двигатель, с направлением вращения по часовой стрелке (рис.1).
- точками A, B условно обозначены начало и конец пусковой обмотки, для наглядности к этим точкам подключены провода коричневого и зеленого цвета соответственно.
- точками С, В условно обозначены начало и конец рабочей обмотки, для наглядности к этим точкам подключены провода красного и синего цвета соответственно.
- стрелками указано направление вращения ротора асинхронного двигателя
Задача.
Изменить направление вращения однофазный асинхронный двигатель в другую сторону – против часовой стрелки. Для этого достаточно переподключить одну из обмоток однофазного асинхронного двигателя – либо рабочую либо пусковую.
Вариант №1
Меняем направление вращения однофазного асинхронного двигателя, путем переподключения рабочей обмотки.
Рис.2 При таком подключении рабочей обмотки, относительно рис. 1, однофазный асинхронный двигатель будет вращаться в противоположную сторону.
Вариант №2
Меняем направление вращения однофазного асинхронного двигателя, путем переподключения пусковой обмотки.
Рис.3 При таком подключении пусковой обмотки, относительно рис. 1, однофазный асинхронный двигатель будет вращаться в противоположную сторону.
Важное замечание.
Такой способ изменить направление вращения однофазного асинхронного двигателя возможен только в том случае, если на двигателе имеется отдельные отводы пусковой и рабочей обмотки.
Рис.4 При таком подключении обмоток двигателя, реверс невозможен.
На рис. 4 изображен довольно распространенный вариант однофазного асинхронного двигателя, у которого концы обмоток В и С, зеленый и красный провод соответственно, соединены внутри корпуса. У такого двигателя три вывода, вместо четырех как на рис. 4 коричневый, фиолетовый, синий провод.
Вариант 3: смена пусковой обмотки на рабочую, и наоборот
Если эксплуатация двигателя требует постоянного переключения двигателя с правостороннего вращения на левостороннее, его подключение осуществляют по специальной схеме,
Мнение эксперта
It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике
Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»
Упрощенная схема подключения После описанных выше действий получаем схему, как на рисунке выше точки А и В поменялись местами, значит ротор стал обращаться в противоположную сторону. Спрашивайте, я на связи!
Однофазные асинхронные электродвигатели
Устройство и принцип действия
Мощность такого однофазного двигателя 220В может в зависимости от конструкции находиться в пределах от 5 Вт до 10 кВт. Его ротор – это обычно короткозамкнутая обмотка («беличья клетка») – медные или алюминиевые стержни, замкнутые с торцов.
Такой однофазный двигатель, как правило, имеет две смещенные на 90° друг относительно друга обмотки. Рабочая (главная) при этом занимает большую часть пазов статора, а пусковая (вспомогательная) – оставшуюся. И однофазным его называют потому, что у него лишь одна рабочая обмотка.
Переменный ток, протекающий по главной обмотке, создает периодически меняющееся магнитное поле. Его можно считать состоящим из двух круговых с одинаковой амплитудой, вращающихся навстречу друг другу.
По закону электромагнитной индукции в замкнутых витках ротора меняющийся магнитный поток создает индукционный ток, взаимодействующий с порождающим его полем. Если ротор неподвижен, моменты действующих на него сил одинаковы, вследствие чего ротор остается неподвижным.
Если же ротор начать вращать, то равенство моментов этих сил нарушится, поскольку скольжение его витков относительно вращающихся магнитных полей станет разным. Как следствие – сила Ампера, действующая на витки ротора со стороны прямого магнитного поля, будет значительно больше, чем со стороны обратного.
Индукционный ток в витках ротора может возникать лишь при пересечении ими силовых линий магнитного поля. А для этого они должны вращаться со скоростью, чуть меньшей, чем частота вращения поля (при одной паре полюсов – 3000 об/мин). Отсюда и название, которое получили такие электродвигатели, асинхронные.
При увеличении механической нагрузки скорость вращения уменьшается, возрастает величина индукционного тока в витках ротора. Как следствие – возрастают и механическая мощность двигателя, и мощность потребляемого им переменного тока.
Схема запуска и подключения
Понятно, что раскручивать вручную ротор при каждом запуске электродвигателя неудобно. Для создания первоначального пускового момента и используется пусковая обмотка. Поскольку она составляет с рабочей обмоткой прямой угол, для создания вращающегося магнитного поля ток в ней должен быть сдвинут по фазе относительно тока в рабочей обмотке тоже на 90°.
Добиться этого можно включением в цепь ее питания фазосмещающего элемента. Резистор или дроссель обеспечить фазовый сдвиг в 90° не могут, поэтому в большинстве ситуаций логично использование конденсатора в качестве фазосмещающего элемента. В этом случае однофазный электродвигатель обладает наилучшими пусковыми свойствами.
Когда фазовращающий элемент является конденсатором, однофазные электродвигатели конструктивно могут быть такими:
- с пусковым конденсатором (рис. а);
- с пусковым и рабочим (рис. б);
- только с рабочим конденсатором (рис. в).
Первый (наиболее распространенный) вариант предусматривает подключение пусковой обмотки с конденсатором ненадолго на время пуска, после чего они отключаются. Реализовать его можно с помощью реле времени, а то и просто за счет замыкания цепи во время нажатия пусковой кнопки. Эта схема запуска характеризуется сравнительно небольшим пусковым током, но в номинальном режиме характеристики невысоки. Причина в том, что поле статора является эллиптическим (в направлении полюсов оно сильнее, чем в перпендикулярном).
Схема с рабочим, постоянно включенным конденсатором лучше работает в номинальном режиме, но имеет посредственные пусковые характеристики. Вариант с пусковым и рабочим конденсатором является промежуточным между двумя описанными выше. Расчет значений их емкостей сравнительно прост: у рабочего 0,75 мкФ на 1 кВт мощности, у пускового – в 2,5 раза больше.
Реверс трехфазных асинхронных машин
Направление движения вращающегося магнитного поля асинхронных электродвигателей зависит от порядка подачи фаз, независимо от того как соединены его статорные обмотки – звездой или треугольником. Например, если фазы A, B, C подать на входные клеммы 1, 2 и 3 соответственно, то вращение пойдет (предположим) по часовой стрелке, а если на клеммы 2, 1, и 3, то против нее. Схема подключения через магнитный пускатель избавит вас от необходимости откручивать гайки в клеммной коробке и производить физическую перестановку проводов.
Трехфазные асинхронные машины на 380 вольт принято подключать магнитным пускателем, в котором три контакта находятся на одной раме и замыкаются одновременно, подчиняясь действию так называемой втягивающей катушки – магнитного соленоида, работающего как от 380, так и от 220 вольт. Это избавляет оператора от близкого контакта с токоведущими частями, что при токах свыше 20 ампер может быть небезопасно.
Для реверсивного пуска используется пара пускателей. Клеммы питающего напряжения на входе соединяются по прямой схеме: 1–1, 2–2, 3–3. А на выходе встречно: 4–5, 5–4, 6–6. Чтобы избежать короткого замыкания при случайном одновременном нажатии двух кнопок «Пуск» на пульте управления, напряжение на втягивающие катушки подается через дополнительные контакты противоположных пускателей. Так, чтобы при замкнутой основной группе контактов линия, которая идет на соленоид соседнего прибора, была разомкнута.
На пульте управления устанавливается трехкнопочный пост с однопозиционными – одно действие за одно нажатие – кнопками: одна «Стоп» и две «Пуск». Разводка проводов в нем следующая:
- один фазный провод подается на кнопку «Стоп» (она всегда нормально замкнута) и перемычками с нее на кнопки «Пуск», которые всегда нормально разомкнуты.
- С кнопки «Стоп» два провода на дополнительные контакты пускателей, которые при их срабатывании замыкаются. Так обеспечивается блокировка.
- С кнопок «Пуск» перекрестно по одному проводу на дополнительные контакты пускателей, которые при их срабатывании размыкаются.
Подробнее о схемах подключения магнитных пускателей для трехфазных электродвигателей читайте здесь.
Коллекторный двигатель переменного тока
Рассмотрим коллекторный двигатель переменного тока. Универсальные коллекторные электродвигатели могут питаться от источников как переменного, так и постоянного тока. Они часто используются в электроинструментах, швейных и стиральных машинах, мясорубках – там, где нужен реверс, регулировка частоты вращения ротора или его вращение с частотой более 3000 об/мин.
Обмотки статора и ротора коллекторного электродвигателя соединяются последовательно. К обмоткам ротора ток подводится через щетки, соприкасающиеся с пластинами коллектора, к которым подсоединяются концы обмоток ротора.
Реверс однофазного двигателя с коллектором осуществляется за счет изменения полярности включения в сеть обмоток статора или ротора, а скорость вращения можно регулировать, изменяя величину тока в обмотках.
Основные недостатки такого двигателя:
- высокая стоимость;
- сложность устройства, практическая невозможность самостоятельно осуществить его ремонт;
- значительный уровень шума, трудное управление, создание радиопомех.
Остается добавить, что при использовании устройств, содержащих однофазный электродвигатель, следует самое пристальное внимание уделить выбору его типа, схеме подключения, тому, как правильно осуществить расчет элементов.
Подключение коллекторного электродвигателя с реверсом
При выполнении реверса такого двигателя, нужно помнить, что:
- Не все коллекторные двигатели могут реверсироваться. При наличии стрелки, указывающей направление вращения, мотор реверсироваться не может.
- Двигатели с высокой вращательной скоростью могут работать только в одном направлении, к примеру, болгарки.
- Если обороты низкие, то менять направление можно (дрели, стиральные машины и тому подобное).
Выше показана схема коллекторного мотора с реверсом, работающего от различных видов тока. Для изменения направления, достаточно будет сменить полярность на роторной либо статорной обмотке, также как в моторах с током постоянной величины.
При простой смене полярности питающего напряжения, роторное вращение не поменяется. Это нужно брать во внимание при сетевом подсоединении коллекторного двигателя с реверсом.
Учитывайте, что в силовых агрегатах с высокой мощностью происходит коммутация якорной обмотки. Когда обмотки переключаются, начинает расти само индуцирующее напряжение, достигающее значений, приводящих к поломке мотора.
Домашние умельцы часто используют разные виды моторов для создания своих поделок. Это может быть щёточный двигатель, устанавливаемый на автоматические стиральные машины, которые довольно удобны, поскольку включаются прямо в домашнюю сеть двести двадцать вольт.
Им не нужны дополняющие конденсаторы, а частоту вращения можно изменять обычным регулятором мощности. На колодку с клеммами выходят 6-7 проводов.
Это зависит от вида мотора:
- Два проводника подаются на коллекторные щётки.
- Два провода от датчика оборотов.
- Возбуждающие обмотки имеют два либо три проводника. Третий проводник регулирует число оборотов.
Реверсирование мотора стиральной машинки выполняется перестановкой выводов возбуждающей обмотки. Третий вывод, при его наличии, не используется.
