Silniki elektryczne jednofazowe 220V są szeroko stosowane w różnych urządzeniach przemysłowych i domowych: pompach, pralkach, lodówkach, wiertarkach i obrabiarkach.
Odmiany
Istnieją dwie najpopularniejsze odmiany tych urządzeń:
- Kolekcjoner.
- Asynchroniczny.
Te ostatnie są prostsze w konstrukcji, ale mają szereg wad, wśród których są trudności w zmianie częstotliwości i kierunku obrotów wirnika.
Urządzenie z silnikiem indukcyjnym
Moc tego silnika zależy od cech konstrukcyjnych i może wynosić od 5 do 10 kW. Jego wirnik to zwarte uzwojenie - aluminiowe lub miedziane pręty, które są zamknięte na końcach.
Z reguły jednofazowy silnik asynchroniczny jest wyposażony w dwa uzwojenia przesunięte względem siebie o 90°. W tym przypadku główny (roboczy) zajmuje znaczną część rowków, a pomocniczy (początkowy) - resztę. Twoje imięjednofazowy asynchroniczny silnik elektryczny otrzymał tylko dlatego, że ma tylko jedno uzwojenie robocze.
Zasada działania
Prąd przemienny przepływający przez uzwojenie główne wytwarza pole magnetyczne, które zmienia się okresowo. Składa się z dwóch okręgów o tej samej amplitudzie, których rotacja następuje względem siebie.
Zgodnie z prawem indukcji elektromagnetycznej, strumień magnetyczny zmieniający się w zamkniętych zwojach wirnika tworzy prąd indukcyjny, który oddziałuje z polem, które go generuje. Jeżeli wirnik znajduje się w położeniu stacjonarnym, to momenty działających na niego sił są takie same, w efekcie pozostaje on nieruchomy.
Kiedy wirnik się obraca, równość momentów sił zostanie naruszona, ponieważ ślizganie się jego obrotów w stosunku do wirujących pól magnetycznych będzie inne. Zatem siła Ampère'a działająca na zwoje wirnika od bezpośredniego pola magnetycznego będzie znacznie większa niż od strony pola odwróconego.
W zwojach wirnika prąd indukcyjny może wystąpić tylko w wyniku przecięcia się linii sił pola magnetycznego. Ich obrót powinien odbywać się z prędkością nieco mniejszą niż częstotliwość rotacji pola. Właściwie to stąd wzięła się nazwa asynchronicznego jednofazowego silnika elektrycznego.
Z powodu wzrostu obciążenia mechanicznego zmniejsza się prędkość obrotowa, wzrasta prąd indukcyjny w zwojach wirnika. Zwiększa również moc mechaniczną silnika i pobieraną przez niego moc prądu przemiennego.
Schemat połączenia i uruchamiania
Oczywiście ręcznieobracanie wirnika przy każdym uruchomieniu silnika jest niewygodne. Dlatego uzwojenie początkowe służy do zapewnienia początkowego momentu rozruchowego. Ponieważ tworzy ono kąt prosty z uzwojeniem roboczym, aby utworzyć wirujące pole magnetyczne, prąd musi być przesunięty w fazie względem prądu w uzwojeniu roboczym o 90 °.
Można to osiągnąć poprzez włączenie do obwodu elementu przesuwającego fazę. Dławik lub rezystor nie mogą zapewnić przesunięcia fazy o 90 °, dlatego bardziej celowe jest zastosowanie kondensatora jako elementu przesuwającego fazę. Ten jednofazowy obwód silnika ma doskonałe właściwości rozruchowe.
Jeśli kondensator działa jako element przesuwający fazę, silnik elektryczny można przedstawić strukturalnie:
- Z kondensatorem roboczym.
- Z kondensatorem rozruchowym.
- Z kondensatorem rozruchowym i rozruchowym.
Druga opcja jest najbardziej powszechna. W takim przypadku zapewnione jest krótkie połączenie uzwojenia początkowego z kondensatorem. Dzieje się tak tylko podczas rozruchu, potem wyłączają się. Ta opcja może być zaimplementowana za pomocą przekaźnika czasowego lub przez zamknięcie obwodu po naciśnięciu przycisku start.
Taki schemat podłączenia jednofazowego silnika elektrycznego charakteryzuje się dość niskim prądem rozruchowym. Natomiast w trybie nominalnym parametry są niskie ze względu na to, że pole stojana jest eliptyczne (jest silniejsze w kierunku biegunów).
Schemat z podłączonym na stałe kondensatorem roboczym wW trybie nominalnym sprawdza się lepiej, podczas gdy charakterystyka startowa jest przeciętna. Opcja z kondensatorem roboczym i rozruchowym, w porównaniu do dwóch poprzednich, jest pośrednia.
Silnik kolektora
Rozważmy jednofazowy silnik elektryczny typu kolektorowego. Ten wszechstronny sprzęt może być zasilany prądem stałym lub przemiennym. Stosowany jest często w elektronarzędziach, pralkach i maszynach do szycia, maszynkach do mięsa - tam gdzie wymagany jest bieg wsteczny, jego obroty z częstotliwością ponad 3000 obr/min lub regulacja częstotliwości.
Uzwojenia wirnika i stojana silnika elektrycznego są połączone szeregowo. Prąd dostarczany jest za pomocą szczotek stykających się z płytami kolektora, do których pasują końce uzwojeń wirnika.
Odwrotność odbywa się poprzez zmianę biegunowości połączenia wirnika lub stojana z siecią elektryczną, a prędkość obrotowa jest regulowana poprzez zmianę prądu w uzwojeniach.
Wady
Jednofazowy silnik elektryczny kolektora ma następujące wady:
- Zakłócenia radiowe, trudne w obsłudze, znaczny poziom hałasu.
- Złożoność sprzętu, jego naprawa jest prawie niemożliwa.
- Wysoki koszt.
Połączenie
Aby silnik w sieci jednofazowej był prawidłowo podłączony, muszą być spełnione pewne wymagania. Jak już wspomniano, istnieje wiele silników zdolnych do:działają z sieci jednofazowej.
Przed podłączeniem ważne jest, aby upewnić się, że częstotliwość sieci i napięcie wskazane na obudowie odpowiadają głównym parametrom sieci elektrycznej. Wszelkie prace związane z podłączeniem należy wykonywać wyłącznie w obwodzie pozbawionym napięcia. Należy również unikać naładowanych kondensatorów.
Jak podłączyć silnik jednofazowy
Aby podłączyć silnik, konieczne jest połączenie szeregowe stojana i twornika (wirnika). Zaciski 2 i 3 są połączone, a pozostałe dwa należy podłączyć do obwodu 220 V.
Z uwagi na to, że jednofazowe silniki elektryczne 220V pracują w obwodzie prądu przemiennego, w układach magnetycznych występuje zmienny strumień magnetyczny, który powoduje powstawanie prądów wirowych. Dlatego układ magnetyczny stojana i wirnika wykonany jest z blach elektrotechnicznych.
Podłączenie bez jednostki sterującej z elektroniką może prowadzić do tego, że w momencie rozruchu generowany jest znaczny prąd rozruchowy, aw kolektorze pojawia się iskrzenie. Odwrócenie kierunku obrotu twornika odbywa się poprzez zmianę kolejności połączeń, gdy przewody twornika lub wirnika są odwrócone. Główną wadą tych silników jest obecność szczotek, które należy wymieniać po każdej dłuższej pracy sprzętu.
Takie problemy nie występują w silnikach asynchronicznych, ponieważ nie mają one kolektora. Pole magnetyczne wirnika powstaje bez połączeń elektrycznych dzięki zewnętrznemu polu magnetycznemu stojana.
Połączenie za pomocą rozrusznika magnetycznego
Zastanówmy się, jak podłączyć jednofazowy silnik elektryczny za pomocą rozrusznika magnetycznego.
1. Przede wszystkim należy więc dobrać rozrusznik prądu magnetycznego w taki sposób, aby jego układ styków mógł wytrzymać obciążenie silnika elektrycznego.
2. Na przykład rozruszniki są podzielone przez wartość od 1 do 7, a im większy jest ten wskaźnik, tym większy prąd może wytrzymać układ styków tych urządzeń.
- 10A – 1.
- 25A – 2.
- 40A – 3.
- 63A – 4.
- 80A – 5.
- 125A – 6.
- 200A – 7.
3. Po ustaleniu wielkości rozrusznika należy zwrócić uwagę na cewkę sterującą. Może być na 36B, 380B i 220B. Wskazane jest zatrzymanie się na ostatniej opcji.
4. Następnie montowany jest obwód rozrusznika magnetycznego i podłączona jest sekcja mocy. 220V jest na wejściu do otwartych styków, silnik elektryczny jest podłączony do wyjścia styków mocy rozrusznika.
5. Przyciski "Stop - Start" są połączone. Ich moc jest dostarczana z wejścia styków mocy rozrusznika. Na przykład faza jest podłączona do przycisku „Stop” zamkniętego styku, a następnie przechodzi z niej do przycisku startu otwartego styku, a od styku przycisku „Start” do jednego ze styków magnetycznych cewka rozrusznika.
6. „Zero” jest podłączone do drugiego wyjścia rozrusznika. Aby ustalić pozycję włączenia rozrusznika magnetycznego, konieczne jest zboczenie przycisku startu zamkniętego styku do blokustyki rozrusznika dostarczającego zasilanie z przycisku „Stop” do cewki.
