Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

За да се разбере как да се свърже определен тип електрически мотор, е необходимо да се разберат принципите на неговото функциониране и конструктивни характеристики. Има много различни видове електродвигатели. Чрез свързване към променливотоково захранване те са трифазни, двуфазни или еднофазни. Според метода на захранването, намотките на ротора са разделени на синхронни и асинхронни.

Принцип на действие

Принципът на електрическия мотор демонстрира най-простия опит, който всички ние показахме в училище - въртенето на рамката с тока в полето на постоянен магнит.

Рамката с ток е аналог на ротора, стационарният магнит - статора. Ако към рамката се подава ток, той ще се обърне перпендикулярно на посоката на магнитното поле и ще замръзне в тази позиция. Ако направите въртенето на магнита, рамката ще се върти със същата скорост, която е синхронно с магнита. Имаме синхронен двигател. Но имаме магнит - това е статор и по дефиниция е неподвижен. Как да се върти магнитното поле на стационарен статор?

Първо, заменете постоянния магнит със серпентина с ток. Това е навиването на статора ни. Както е известно от същата училищна физика, намотката с ток създава магнитно поле. Последното е пропорционално на величината на тока, а полярността зависи от посоката на тока в бобината. Ако приложим променлив ток към намотката, получаваме променливо поле.

Магнитното поле е векторно количество. Променливият ток в мрежата има синусоидална форма.

Ще помогнем на много ясна аналогия с часовника. Какви вектори постоянно се въртят пред очите ни? Това са часовникови ръце . Представете си, че в ъгъла на стаята виси часовник. Втората ръка се върти, правейки един пълен оборот в минута. Стрелката е вектор на единица дължина.

Сянката, която стрелката хвърля върху стената, се променя като синус с период от 1 минута, а сянката се хвърля на пода като косинус. Или синус, изместен във фаза с 90 градуса. Но векторът е равен на сумата от неговите прогнози. С други думи, стрелката е равна на векторната сума на нейните сенки.

Двуфазен синхронен двигател

Поставете две намотки на статора под ъгъл 90 градуса, т.е. взаимно перпендикулярно. Дайте им синусоидален променлив ток. Фазите на токовете се изместват с 90 градуса . Имаме два вектора, взаимно перпендикулярни, вариращи в синусоидален закон с фазово изместване на 90 градуса. Общият вектор ще се върти по посока на часовниковата стрелка, правейки един пълен оборот за период от честота на променлив ток.

Имаме двуфазен синхронен двигател. Къде да получите токове, изместени във фаза на захранване на намотките? Вероятно не всеки знае, че в началото разпределителните мрежи на променлив ток са двуфазни. И едва по-късно, не без борба, отстъпи място на трифазна. Ако не се предадат, тогава нашият двуфазен електродвигател може да бъде свързан директно към две фази.

Но трифазните мрежи спечелиха, за което бяха разработени трифазни електродвигатели. Двуфазните електродвигатели намират своето използване в еднофазни мрежи под формата на кондензаторни двигатели.

Трифазен синхронен двигател

Съвременните АС разпределителни мрежи се правят в трифазна схема.

  • Три синусоиди с фазово изместване от една трета от периода или 120 градуса един спрямо друг се предават едновременно по мрежата.
  • Трифазният двигател се различава от двуфазен двигател, тъй като не разполага с две, а с три намотки на статора, завъртян на 120 градуса.
  • Три намотки, свързани с трите фази, създават общо въртящо се магнитно поле, което завърта ротора.

Трифазен асинхронен двигател

Токът в ротора на синхронния двигател се захранва от източник на енергия. Но от същата училищна физика знаем, че токът в бобината може да бъде създаден от променливо магнитно поле. Можете просто да затворите краищата на намотката на ротора. Можете дори да оставите само един завой, както в рамката. И нека тока индуцира въртящото се магнитно поле на статора.

  1. В момента на стартиране роторът е неподвижен и полето на статора се върти.
  2. Полето в кръга на ротора се променя, предизвиквайки електрически ток.
  3. Роторът ще започне да изпреварва статорното поле. Но никога няма да навакса, тъй като в този случай токът в него ще престане да се индуцира.
  4. При асинхронен двигател роторът винаги се върти по-бавно от магнитното поле.
  5. Разликата в скоростта се нарича приплъзване. Свързването на асинхронен двигател не изисква подаване на ток към намотката на ротора.

Синхронните и асинхронните електродвигатели имат своите предимства и недостатъци, но факт е, че повечето двигатели, използвани днес в индустрията, са асинхронни трифазни двигатели.

Еднофазен асинхронен двигател

Ако оставим късо съединение на ротора и една серпентина на статора, ще получим невероятен дизайн - асинхронен еднофазен двигател.

На пръв поглед изглежда, че такъв двигател не трябва да работи. В края на краищата няма ток в ротора и магнитното поле на статора не се върти. Но ако натискате ротора във всяка посока с ръката си, двигателят ще работи! И ще се върти в посоката, в която е натиснал по време на стартирането.

Възможно е да се обясни работата на този двигател чрез представяне на стационарното променливо магнитно поле на статора като сума от две полета, които се въртят един към друг. Докато роторът е неподвижен, тези полета се уравновесяват, така че еднофазен асинхронен двигател не може да стартира самостоятелно. Ако роторът се движи от външна сила, той ще се върти по пътя с един вектор и към другия.

А преминаващ вектор ще издърпа ротора зад себе си, контра векторът ще се спре.

Може да се покаже, че поради разликата между скоростите на брояча и опашката влиянието на преминаващия вектор ще бъде по-силно и двигателят ще работи в асинхронен режим.

Схема за включване

Възможно е да се свържат натоварвания към трифазна мрежа според две схеми - звезда и триъгълник. Когато звездата е свързана, началото на намотките е свързано, а краищата са свързани с фазите. Когато триъгълникът е включен, краят на една намотка е свързан с началото на друг.

В схемата със звезда, намотките са с фазово напрежение 220 V. При включване от делта, под линейно 380 V.

Когато триъгълникът е включен, двигателят развива не само повече енергия, но и големи пускови токове. Затова понякога се използва комбинирана схема - започвайки със звезда, след това превключвайки се на триъгълник.

Посоката на въртене се определя от реда на фазовото свързване. За да промените посоката, достатъчно е да смените две фази.

Еднофазна мрежова връзка

Трифазен двигател може да бъде свързан към еднофазна мрежа, макар и със загуба на мощност, ако една от намотките е свързана чрез кондензатор за фазово изместване. Въпреки това, с това включване, двигателят губи голяма част от своите параметри, така че този режим не се препоръчва.

220 волта връзка

За разлика от трифазния, двуфазен двигател първоначално е бил предназначен за включване в еднофазна мрежа. За да се получи фазово изместване между намотките, работният кондензатор се включва, следователно двуфазните двигатели се наричат също кондензаторни двигатели.

Капацитетът на работния кондензатор се изчислява по формулите за номиналния режим на работа. Но ако режимът е различен от номиналния, например при стартиране, балансът на намотките се нарушава . За да се осигури режим на стартиране в момента на стартиране и ускорение паралелно на работника, се включва допълнителен пусков кондензатор, който трябва да се изключи, когато изходът достигне номиналната скорост.

Как да се даде възможност на еднофазен асинхронен двигател

Ако не е необходим автоматичен старт, асинхронен еднофазен двигател има най-простата комутационна верига. Особеност на този тип е невъзможността за автоматично стартиране.

За автоматично пускане се използва втората задействаща се намотка, както при двуфазен електродвигател. Стартовата намотка е свързана само чрез стартовия кондензатор и след това трябва да бъде изключена ръчно или автоматично.

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория:

Инструменти