Схема плавного запуска трехфазного двигателя, выполненная на базе микросхем КР1182ПМ1

Перспективы развития

Производство
грузовых автомобилей является сложным
комплексным процессом, в котором
участвуют, помимо автомобильных заводов,
большое количество предприятий,
выпускающих приборы электрооборудования,
шины, лакокрасочные и обивочные материалы
и многое другое. В настоящее время
автомобильные заводы постоянно работают
над повышением качества продукции,
улучшая эксплуатационные свойства
выпускаемых ими автомобилей.

Горьковский
автомобильный завод не является
исключением. В структуру ОАО «ГАЗ»
входят крупные заводы по производству
штампов и пресс-форм, дизельных двигателей,
коробок скоростей, мощные конструкторская
и технологическая базы. Предприятие
специализируется на производстве легких
и средних грузовиков, микроавтобусов,
легковых автомобилей среднего класса,
спецтехники. «ГАЗ» — единственная
в России компания, одновременно
выпускающая автомобили столь широкой
гаммы.

«ГАЗ» активно
сотрудничает в разработке новой продукции
с мировыми фирмами. В настоящее время
реализован ряд совместных проектов с
зарубежными партнерами «INGERSOLL — RAND»
(производство высококачественного
инструмента), «HADEN» (создание
окрасочных комплексов), «СZ»
(производство турбокомпрессоров для
дизельных двигателей), «BOSCH»
(производство электрооборудования для
автомобилей), «LEAR» (производство
сидений). Запущен на полную мощность
окрасочный комплекс «HADEN-2».
Технические возможности комплекса
позволяют окрашивать кузова легковых
автомобилей до 12 цветов. Имеется
возможность окрашивать кузова двухслойными
эмалями с металлоэффектом.

Реконструкции
производства и внедрение новейших
технологий позволяет заводу выпускать
автомобили, удовлетворяющие современным
требованиям. Все выпускаемые автомобили
соответствуют нормам экологической
безопасности ЕВРО-1, идет подготовка
производства к ЕВРО-2.

Поскольку ГАЗ-53А
снят с производства, то говорить о
перспективах его развития невозможно.
Новый грузовой автомобиль средней
грузоподъемности должен удовлетворять
следующим требованиям:

выразительный
дизайн, компактность, рациональное
использование внутреннего пространства
и оптимальное сочетание цена/качество,
безопасность, оснащение стандартным
оборудованием, управляемость.

Безопасность
движения складывается из множества
факторов. К элементам активной
безопасности, которые предупреждают
возникновение аварий, прежде всего,
относятся способность автомобиля
«держать» дорогу, замедляться и
ускоряться согласно желанию водителя,
а также маневренность и обзорность.

Как известно,
усталость за рулем является одной из
главных причин аварий на дороге. Новый
автомобиль должен оградить водителя
и пассажиров от усталости и раздражающих
факторов. Диапазон регулировок
положения рулевого колеса и кресла
водителя должен обеспечивать
оптимальное положение для человека
любого телосложения.

Также автомобиль
должен обладать высоким уровнем
пассивной безопасности, т.е. способностью
защитить водителя и пассажиров в
случае аварии. Это может быть достигнуто
за счет применения таких средств
защиты, как ремни безопасности, подушки
безопасности, а также активные
подголовники, защищающие шейные
позвонки при ударе сзади.

Включение стартера

При традиционном запуске водитель под­ключает напряжение аккумуляторной бата­реи (ключ зажигания в положении запуска) к реле стартера. Ток реле (около 30 А у лег­ковых автомобилей, около 70 А у грузовых) создает в реле определенную мощность. Она толкает шестерню стартера к зубчатому венцу маховика и активирует первичный ток стар­тера (200-1000 А у легковых автомобилей, около 2000 А у грузовых).

Стартер выключается при размыкании вы­ключателя зажигания, прерывающем подачу напряжения на реле стартера.

Автоматическая система пуска двигателя

Высокие требования к двигателям в плане комфорта, безопасности, качества и акустики привели к распространению автоматических систем пуска двигателей. Автоматическая система пуска двигателя отличается от тра­диционной дополнительными компонентами (рис. «Автоматическая система пуска двигателя» ). Это одно или несколько балластных реле, а также аппаратные и программные компоненты (например, ЭБУ двигателя) для управления запуском.

Водителю больше не нужно непосред­ственно контролировать ток реле стартера; ключ зажигания используется для отправки сигнала на блок управления, который затем выполняет серию проверок перед началом запуска. Проверки могут быть разными, на­пример:

  • Проверка полномочий водителя на запуск двигателя (противоугонная);
  • Проверка выключенного состояния ДВС (предотвращает зацепление шестерни стартера с зубчатым венцом вращающе­гося маховика);
  • Проверка достаточности заряда аккуму­ляторной батареи (относительно темпе­ратуры двигателя) для запуска двигателя;
  • У автоматических коробок передач — про­верка нейтрального положения, у меха­нических коробок передач — проверка состояния муфты сцепления (разомкнута ли муфта).

После успешного выполнения проверки блок управления инициирует запуск. При запуске система сравнивает обороты ДВС с обо­ротами устойчивой работы ДВС (которые могут также зависеть от температуры ДВС). Как только двигатель набирает устойчивые обороты, ЭБУ выключает стартер. Это всегда позволяет максимально сократить время запуска, уменьшить уровень шума и износ стартера.

Этот процесс можно также взять за основу для реализации функции «пуск-стоп», когда ДВС выключается при остановке автомо­биля — например, на светофоре, и автома­тически заводится, когда это необходимо. В результате значительно экономится топливо, особенно в городском цикле.

В то же время ДВС также необходимо опти­мизировать для получения быстрой пусковой реакции. Нужен стартер с характеристиками, продлевающими срок службы, гарантирую­щий более быстрый и менее шумный запуск. Для уменьшения износа и уровня шума не­обходимо оптимизировать конструкцию шестерни и геометрию зубчатого венца ма­ховика.

Для функции «пуск-стоп» необходима система управления более высокого уровня, система управления электроэнергией с опре­делением заряда аккумуляторной батареи. Могут также потребоваться меры по стаби­лизации электрической системы автомобиля в фазе запуска для предотвращения непри­емлемого падения напряжения. Поэтому сис­тема управления и система запуска должны быть согласованы. Уровень и длительность падения напряжения должны быть ограни­чены, а система управления должна оставаться работоспособной даже при значитель­ном падении напряжения питания.

В следующей статье я расскажу об исполнительных механизмах автомобиля.

Устройство стартера автомобиля

Основным узлом системы запуска двигателя является стартер. Представляет собой электродвигатель постоянного тока напряжением 12 вольт и развивающий на холостом ходу примерно 5000 об\мин.


СХЕМА СТАРТЕРА: 1-коллектор; 2-задняя крышка; 3- корпус стартера; 4 – тяговое реле; 5 – якорь реле; 6 – крышка со стороны привода; 7 – рычаг; 8 – кронштейн рычага; 9 – уплотнительная прокладка; планетарная шестерня; 11 – шестерня привода; 12 – вкладыш крышки; 13 – ограничительное кольцо; 14 – вал привода; 15 – обгонная муфта; 16 – поводковое кольцо; 17 – опора вала привода с вкладышем; 18 – шестерня с внутренним зацеплением; 19 – водило; 20 – центральная шестерня; 21 – опора вала якоря; 22 – постоянный магнит; 23 – якорь; 24 – щеткодержатель; 25 – щетка;

Основная задача стартера — сообщить коленчатому валу двигателя ту минимально необходимую частоту вращения (50-100 мин), при которой двигатель начнет устойчиво работать. При понижении температуры окружающего воздуха для пуска двигателя необходимы повышенные обороты коленчатого вала.

Итак, водитель расположился за рулем автомобиля, выполнил все необходимые подготовительные операции и теперь приступает к пуску двигателя.

Для этого он поворачивает ключ в замке зажигания до момента замыкания контактов электроцепи стартера, после чего раздается характерный, всем знакомый шум включившегося стартера и двигатель пускается.

Что же происходит в этот короткий промежуток времени со стартером? Рассмотрим этапы его работы подробнее:

1. Подготовительный этап — стыковка стартера с коленчатым валом двигателя.

После того как водитель ключом замкнул в замке зажигания соответствующие контакты, якорь тягового реле под действием магнитного поля обмоток через рычаг перемещает муфту привода до зацепления шестерни с венцом маховика двигателя.

2. Основной этап — пуск двигателя.

Подвижный контакт тягового реле замыкает цепь «аккумуляторная батарея-стартер», после чего начинается работа стартера в качестве электродвигателя: его якорь через шестерню вращает коленчатый вал двигателя, обеспечивая его пуск.

3. Заключительный этап — расстыковка стартера с коленчатым валом работающего двигателя.

После пуска двигателя водитель отпускает ключ зажигания и тяговое реле под действием возвратной пружины расстыковывает коленчатый вал двигателя со стартером, возвратив шестерню в первоначальное положение (втянув в себя).

Если после пуска двигателя стартер будет продолжать работать (например, обучающийся вождению не отпустит своевременно ключ зажигания или по какой-либо другой причине), то для того, чтобы стартер не вышел из строя, в его конструкции предусмотрена специальная муфта, которая передает вращение только в одну сторону: от стартера к маховику двигателя. Муфта не позволит двигателю, набравшему значительные обороты (800-6000 мин’), вывести стартер из строя.

4. Система освещения и сигнализации

Приборы освещения
необходимы при движении автомобиля
в темное время суток и в условиях
недостаточной видимости. Они обозначают
габаритные размеры транспортных средств,
обеспечивают освещение дороги и
внутренних пространств автомобиля. К
приборам освещения относятся фары,
габаритные фонари (подфарники), задние
фонари, контрольные лампы, лампы
внутреннего освещения, а также устройства
для их включения.

Приборы сигнализации
служат для информирования других
водителей и пешеходов обо всех изменениях
направления движения автомобиля, его
торможениях и остановках, а также для
предупреждения об опасности.

К приборам
сигнализации
относятся передние и
задние указатели поворотов, лампы
стоп-сигналов, лампы включения заднего
хода, звуковой сигнал.

Где искать причину

Зная принцип работы всей схемы можно легко выделить те элементы цепи, проблемы с которыми могут возникнуть проблемы. К ним можно отнести:

  • аккумулятор;
  • провода и места их соединения;
  • замок зажигания;
  • втягивающее реле;
  • силовой электродвигатель;

Именно в таком порядке и следует проверять цепь при поиске причины.

Аккумулятор

Начнем с АКБ. Одной из причин не включающегося стартера является разрядка батареи. В результате её энергии просто не хватает, чтобы электродвигатель заработал, хотя на срабатывание реле его достаточно (отсюда и слышно щелчки). Косвенным признаком разряженного аккумулятора является сильное потускнение контрольных ламп приборной доски при попытках включить стартер.

Вторая проблема с аккумуляторной батареей – ненадежная фиксация клемм или сильное их окисление. Из-за этого контакт недостаточен из-за чего возникает сильное сопротивление, поэтому на стартер не поступает требуемого количества энергии.

Если с АКБ все в порядке – переходим к проводам. В первую очередь следует проверить надежность крепления и целостность «плюсового» провода к АКБ и выводу реле, а также «массы» двигателя. Примечательно, что многие автолюбители почему-то игнорируют проверку крепления «массы», поэтому долго и не могут найти причину.

Видео: Щелкает, не крутит стартер Максус LDV Maxus

Проводка, замок зажигания

Переходим к проводам питания втягивающего реле, идущим на замок. Здесь, кстати можно поступить проще, проверив сразу всю цепь одной несложной операцией:

  1. Ставим машину на «нейтральную» передачу и затягиваем ручник.
  2. Открываем капот и обеспечиваем доступ к выводам втягивающего реле.
  3. Берем отвертку или небольшой ключ и при помощи их замыкаем между собой выводы питания электродвигателя.

Если в результате замыкания выводов стартер начнет крутить, вероятнее всего есть потери напряжения в цепи питания или в самом реле. В этом случае сначала проверяем замок зажигания. Кстати, проверять проводку этой цепи нет особого смысла, поскольку если реле срабатывает, то напряжение все же подается.

Основной причиной в замке является подгорание контактов. Из-за этого напряжения, достаточного для удержания якоря – недостаточно, хотя для втягивания его хватает. Обычно подгорание проявляется в виде многократных щелчков без включения электродвигателя.

Втягивающее реле

Проблема может крыться и в самом реле. И здесь тоже зачастую виной становиться подгорание, но уже пятаков (клемм силовых выводов). В результате при замыкании из-за налета возникает большое сопротивление, поэтому напряжения для включения электродвигателя недостаточно.

Иногда неисправность возникает по причине подклинивания якоря в каком-то положении. Из-за этого он не доходит до упора, поэтому контакты не замыкаются.

Устранение проблемы по большей части проводится заменой неисправного элемента. Особенно это касается замка, поскольку после разборки и зачистки контактов, собрать все правильно достаточно проблематично. Что касается реле, то можно попробовать его восстановить, но обычно после ремонта узел служит не долго.

Бывают и сугубо механические причины – завальцовывание краев зубьев шестерни бендикса, заклинивание в положении, при котором она доходит до маховика. По этой причине она не заходит в зацепления, при этом шестеренка не дает дойти якорю до упора и замкнуть контакты. «Лечится» все заменой шестеренки и прочисткой вала, по которому она перемещается.

Если все перечисленные элементы в исправном состоянии и каких-либо дефектов не замечено, остается только проверить силовой электродвигатель. И для этого придется его разобрать, предварительно сняв стартер с авто.

Ещё кое-что полезное для Вас:

Электродвигатель

В этом узле неисправности могут возникнуть как механические, так и электрические. В первом варианте поломок не так уж и много, а именно – износ опорных втулок якоря (ротора), из-за чего трение повышается настолько, что электромагнитному полю не удается его раскрутить, а также повреждения бендикса и его вилки включения. Устраняется эти проблемы заменой неисправных элементов.

Значительно хуже, если стартер не срабатывает по причине электрической поломки, среди которых можно выделить:

  1. Отгорание питающей шины.
  2. Износ щеток и выгорание ламелей коллектора.
  3. Замыкание или обрыв обмотки.

Первые две неисправности еще вполне устранимы. Путем замены поврежденных элементов удается восстановить работоспособность стартера.

А вот с обмоткой все значительно сложнее. При таких поломках ремонт зачастую не проводится (хотя обмотки все же можно перемотать), а стартер просто заменяется на новый.

Принцип работы электронного ключа

Если собрать обмотки асинхронного электродвигателя по схеме треугольника и подключить к напряжению однофазной сети 220 вольт, то через них станут протекать одинаковые токи, как показано на графике ниже.

Угловое смещение любой обмотки относительно других составляет 120 градусов. Поэтому магнитные поля от каждой из них будут складываться, устранять взаимное влияние.

Создаваемое результирующее магнитное поле статора не будет оказывать влияние на ротор: он останется в состоянии покоя.

Чтобы электродвигатель начал вращение необходимо через его обмотки пропустить сдвинутые на 120° токи, как это делается в нормальной трехфазной системе питания или за счет подключения частотного преобразователя. Тогда двигатель станет вырабатывать мощность с минимальными потерями, обладая наибольшим КПД.

Широко распространённые промышленные схемы запуска трехфазного двигателя в однофазной сети позволяет ему работать, но с меньшим КПД и большими потерями, что, чаще всего, вполне допустимо.

Оптимальными считаются схемы подключения обмоток в звезду или треугольник для пуска и работы с блоком конденсаторов.

Альтернативными методами являются:

  1. Механическая раскрутка ротора, например, за счет ручной намотки шнура на вал и резкого его прокручивания рывком при поданном напряжении;
  2. Сдвиг фаз токов за счет кратковременного использования электронного ключа, коммутирующего электрическое сопротивление одной обмотки.

Поскольку первый способ «намотал и дернул» не вызывает трудностей, то сразу анализируем второй.

На верхней схеме показан подключенный параллельно обмотке B электронный ключ «k». Это довольно условное обозначение принято для объяснения принципа работы электродвигателя за счет формирования токового импульса.

Как запускается двигатель

Обмотки статора подключены по схеме треугольника. На одну из них (A) подается напряжение 220 вольт. Параллельно ей подключена еще одна цепочка из двух последовательных обмоток (B+C).

По закону Ома напряжение сети создает в них токи. Их величина зависит от сопротивления. Все обмотки одинаковы. Поэтому в (A) ток больше, а (B+C) в 2 раза меньше по величине. Причем по фазе они совпадают. При такой ситуации они не способны создать вращающееся магнитное поле, достаточное для запуска ротора.

Параллельно обмотке (B) подключена электронная схема, обозначенная как ключ K. Он находится в разомкнутом состоянии, но кратковременно замыкается в момент достижения максимального напряжения на обмотке С.

Электронный ключ закорачивает обмотку В и падение напряжения на обмотке С скачком возрастает в два раза, что в итоге и обеспечивает сдвиг фаз токов в обмотках А и С

Важно отметить, что ток в обмотках (А) и (В+С) в этот момент равен нулю

Угол сдвига фаз φ, необходимый для запуска двигателя, достаточно выдержать в интервале 50÷70°, хотя идеальный вариант — 120.

Конструкция фазосдвигающего электронного ключа может собираться из разных деталей. Наиболее подходящие устройства для бытовых целей по мере их сложности представлены ниже.

Включение трехфазного двигателя в однофазную сеть с использованием электролитических конденсаторов

Схема включения трехфазного двигателя в однофазную сеть с использованием электролитических конденсаторов приведена на рис.7.

В приведенной схеме SA1 — переключатель направления вращения двигателя, SB1 — кнопка разгона двигателя, электролитические конденсаторы С1 и С3 используются для пуска двигателя, С2 и С4 — во время работы.

Подбор электролитических конденсаторов в схеме рис. 7 лучше производить с помощью токоизмерительных клещей. Измеряют токи в точках А, В, С и добиваются равенства токов в этих точках путем ступенчатого подбора емкостей конденсаторов. Замеры проводят при нагруженном двигателе в том режиме, в котором предполагается его эксплуатация.

Рисунок 7. Принципиальная схема включения трехфазного двигателя в однофазную сеть при помощи электролитических конденсаторов.

Диоды VD1 и VD2 для сети 220 В выбираются с обратным максимально допустимым напряжением не менее 300 В. Максимальный прямой ток диода зависит от мощности двигателя. Для электродвигателей мощностью до 1 кВт подойдут диоды Д245, Д245А, Д246, Д246А, Д247 с прямым током 10 А.

При большей мощности двигателя от 1 кВт до 2 кВт нужно взять более мощные диоды с соответствующим прямым током или поставить несколько менее мощных диодов параллельно, установив их на радиаторы.

Следует обратить внимание на то, что при перегрузке диода может произойти его пробой и через электролитический конденсатор потечет переменный ток, что может привести к его нагреву и взрыву

Принцип работы

От коленчатого
вала крутящий момент через сцепление
передается в коробку передач. Водитель
с помощью рукоятки выбирает необходимую
передачу. Далее крутящий момент передается
на карданную передачу, которая под
изменяющимся углом передает крутящий
момент на главную передачу. Затем
крутящий момент передается на дифференциал,
от него – на полуоси, от них – на задние
ведущие колеса, которые начинают
вращаться и, благодаря наличию сил
трения между колесами и дорогой возникает
сила тяги Рт.

Рт = (Ме * iтрм)
/r, КГС Ме = 7,16 *Ne/ne,
КГС*Н

где

Ме – крутящий
момент двигателя


– эффективная мощность двигателя, л/с


– частота вращения двигателя, мин

iтрм
– передаточное число трансмиссии,
равное произведению передаточного
числа коробки передач и передаточного
числа главной передачи

r–
радиус качения ведущего колеса, м

Под действием силы
тяги задний мост начинает двигаться,
через подвеску движение, затем на
подвеску переднего моста и автомобиль
начинает движение вперед.

Скорость движения
может регулироваться водителем двумя
способами: педалью газа или с помощью
коробки передач.

Движение назад
происходит включением в коробке передач
задней скорости.

Устройство системы пуска двигателя

В обычной системе пуска двигателя можно выделить три основных механизма

  1. Электромотор – создает вращающий момент.
  2. Система привода – передает вращение на двигатель.
  3. Электромагнитный включатель – приводит ведущую шестерню стартера в зацепление с ободом маховика, а также дает электрический ток в электромотор.

Рассмотрим электромотор системы пуска, создающий вращающий момент. Корпус электромотора выполнен из стали и имеет внешний вид цилиндра. Внутри корпуса имеются обмотки возбуждения, намотанные вокруг сердечников, прикрепленных к корпусу. Эти обмотки выполнены из толстой токопроводящей проволоки, способной выдержать сильный электрический ток. Обмотки генерируют электромагнитное поле, способное вращать якорь стартера. Одним из элементов якоря является сердечник, с канавками вдоль которого располагаются витки обмоток якоря. Оба конца каждой обмотки подключены к коллектору. Вращающие моменты, создаваемые каждой из обмоток, складываются, чтобы можно было вращать якорь, точнее вал якоря. Если посмотреть на стартер со стороны коллектора, то на якоре видно щеткодержатель.

Якорь стартера  состоит из вала, сердечника с пазами на которые устанавливается обмотка стартера. Для подробного изучения предлагаю воспользоваться схемой устройства якоря стартера.
Втягивающее реле  служит для подачи тока на мотор стартера и вводит бендикс в зацепление с маховиком для запуска двигателя. Устройство втягивающего реле, неисправности тягового реле. Как определить неисправности втягивающего реле?

Рассмотрим, как устроен щеткодержатель в щеткодержателе объединены 4 щетки, прижимаемые к коллектору. Две из четырех щеток находятся в изолированных оправках и соединены с обмотками якоря и далее через коллектор с обмотками возбуждения. Те и другие заземлены на корпус.

Схема пуска асинхронного двигателя

Всем привет. Тема сегодняшней статьи это схема пуска асинхронного двигателя. Как по мне, то эта схема самая простоя, какая только может быть в электротехнике. В этой статье я вам приготовил две схемы. На первом рисунке будет схема с предохранителем для защиты цепей управления, а на втором будет без предохранителя. Отличие этих схем в том, что предохранитель служит как дополнительный элемент для защиты цепи от короткого замыкания и так же как защита от самопроизвольного включения. К примеру, если вам нужно выполнить какие-то работы на электроприводе, то вы разбираете электрическую схему путём выключения автомата и дополнительно ещё нужно вынуть предохранитель и после этого уже можно приступать к работе.

И так рассмотрим первую схему. Для увеличения картинки нажмите на неё.

Рисунок 1. Пуск асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.

QF – любой автоматический выключатель.

KM – электромагнитный пускатель или контактор. Также этими буквами на картинке я обозначил катушку пускателя и блок-контакт пускателя.

SB1 – это кнопка стоп

SB2 – кнопка пуск

KK – любое тепловое реле, а также контакт теплового реле.

КК – тепловое реле, контакты теплового реле.

М – асинхронный двигатель.

Теперь опишем сам процесс запуска двигателя.

Всю эту схему можно условно разделить на силовую – это то что находится слева, и на схему управления – это то что находиться справа. Для начала на всю электрическую цепь нужно подать напряжение путём включения автомата QF. И напряжение подаются на неподвижные контакты пускателя и на цепь управления. Далее нажимаем кнопку пуска SB2, при этом действии напряжение подается на катушку пускателя и он втягивается и подаётся также напряжение на обмотки статора и электродвигатель начинает вращаться. Одновременно с силовыми контактами на пускателе замыкаются и блок-контакты КМ через которые подаётся напряжение на катушку пускателя и кнопку SB2 можно отпустить. На этом процесс запуска уже окончен, как Вы сами видите всё очень легко и просто.

Рисунок 2. Пуск асинхронного электродвигателя. В цепи управления нет предохранителя. Для увеличения картинки нажмите на неё.

Для того чтобы прекратить работу электродвигателя, достаточно всего лишь нажать на кнопку SB1. Этим действием мы разрываем цепь управления и прекращается подача напряжения на катушку пускателя, и силовые контакты размыкаются и как следствие пропадает напряжение на обмотках статора, и он останавливается. Останавливать так же легко, как и запускать.

Вот в принципе и вся схема пуска асинхронного двигателя. Если статья вам чем то помогла, то поделитесь нею в соц. сетях, а так же подпишитесь на обновления блога.

С уважением Семак Александр!

  • Устройство, принцип действия, способы регулирования частоты вращения, применение, достоинства и недостатки двигателя постоянного тока
  • Расчет тока электродвигателя
  • Неисправности электрических машин
  • Реверсивное управление асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором
  • Устройство и принцип действия асинхронных электродвигателей

Хочешь получать статьи этого блога на почту?

Всем привет. Тема сегодняшней статьи это схема пуска асинхронного двигателя. Как по мне, то эта схема самая простоя, какая только может быть в электротехнике. В этой статье я вам приготовил две схемы. На первом рисунке будет схема с предохранителем для защиты цепей управления, а на втором будет без предохранителя. Отличие этих схем в том,

Асинхронный или коллекторный как отличить

Вообще, отличить тип двигателя можно по пластине — шильдику — на которой написаны его данные и тип. Но это только в том случае, если его не ремонтировали. Ведь под кожухом может быть что угодно. Так что если вы не уверены, лучше определить тип самостоятельно.

Так выглядит новый однофазный конденсаторный двигатель

Как устроены коллекторные движки

Отличить асинхронный и коллекторный двигатели можно по строению. У коллекторных обязательно есть щетки. Они расположены возле коллектора. Еще обязательный атрибут движка этого типа — наличие медного барабана, разделенного на секции.

Такие двигатели выпускаются только однофазные, они часто устанавливаются в бытовой технике, так как позволяют получить большое число оборотов на старте и после разгона. Также они удобны тем, что легко позволяют менять направление вращения — необходимо только поменять полярность. Несложно также организовать изменение скорости вращения — изменением амплитуды питающего напряжения или угла его отсечки. Потому и используются подобные двигатели в большей части бытовой и строительной техники.

Строение коллекторного двигателя

Недостатки колелкторых двигателей — высокая шумность работы на больших оборотах. Вспомните дрель, болгарку, пылесос, стиральную машину и т.д.. Шум при их работе стоит приличный. На малых оборотах коллекторные двигатели не так шумят (стиральная машина), но не все инструменты работают в таком режиме.

Второй неприятный момент — наличие щеток и постоянного трения приводит к необходимости регулярного технического обслуживания. Если токосъемник не чистить, загрязнение графитом (от стирающихся щеток) может привести к тому, что соседние секции в барабане соединятся, мотор попросту перестанет работать.

Асинхронные

Асинхронный двигатель имеет стартер и ротор, может быть одно и трех фазным. В данной статье рассматриваем подключение однофазных двигателей, потому речь пойдет только о них.

Асинхронные двигатели отличаются невысоким уровнем шумов при работе, потому устанавливаются в технике, шум работы которой критичен. Это кондиционеры, сплит-системы, холодильники.

Строение асинхронного двигателя

Есть два типа однофазных асинхронных двигателей — бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные. Вся разница состоит в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле (в холодильниках). Это необходимо, так как после разгона она только снижает КПД.

В конденсаторных однофазных двигателях конденсаторная обмотка работает все время. Две обмотки — основная и вспомогательная — смещены относительно друг друга на 90°. Благодаря этому можно менять менять направление вращения. Конденсатор на таких двигателях обычно крепится к корпусу и по этому признаку его несложно опознать.

Более точно определить бифолярный или конденсаторный двигатель перед вами можно при помощи измерений обмоток. Если сопротивление вспомогательной обмотки меньше в два раза (разница может быть еще более значительная), скорее всего, это бифолярный двигатель и эта вспомогательная обмотка пусковая, а значит, в схеме должен присутствовать выключатель или пусковое реле. В конденсаторных двигателях обе обмотки постоянно находятся в работе и подключение однофазного двигателя возможно через обычную кнопку, тумблер, автомат.

Расчет параметров и элементов электродвигателя

Рисунок 1. Принципиальная схема включения трехфазного электродвигателя в сеть 220 В: С р — рабочий конденсатор; С п — пусковой конденсатор; П1 — пакетный выключатель.

Если, например, в паспорте электродвигателя указано напряжение его питания 220/380 В, то двигатель включают в однофазную сеть по схеме, представленной на рис. 1.

После включения пакетного выключателя П1 замыкаются контакты П1.1 и П1.2, после этого необходимо сразу же нажать кнопку «Разгон».

После набора оборотов кнопка отпускается. Реверсирование электродвигателя осуществляется путем переключения фазы на его обмотке тумблером SA1.

Емкость рабочего конденсатора Ср в случае соединения обмоток двигателя в «треугольник» определяется по формуле:

, где

  • Ср — емкость рабочего конденсатора, в мкФ;
  • I — потребляемый электродвигателем ток, в А;
  • U -напряжение в сети, В.

А в случае соединения обмоток двигателя в «звезду» определяется по формуле:

, где

  • Ср — емкость рабочего конденсатора, в мкФ;
  • I — потребляемый электродвигателем ток, в А;
  • U -напряжение в сети, В.

Потребляемый электродвигателем ток в вышеприведенных формулах, при известной мощности электродвигателя, можно вычислить из следующего выражения:

, где

  • Р — мощность двигателя, в Вт, указанная в его паспорте;
  • h — КПД;
  • cos j — коэффициент мощности;
  • U -напряжение в сети, В.

Рисунок 2. Принципиальная схема соединения электролитических конденсаторов для использования их в качестве пусковых конденсаторов.

Емкость пускового конденсатора Сп выбирают в 2…2,5 раза больше емкости рабочего конденсатора. Эти конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение в 1,5 раза больше напряжения сети.

Для сети 220 В лучше использовать конденсаторы типа МБГО, МБПГ, МБГЧ с рабочим напряжением 500 В и выше. При условии кратковременного включения в качестве пусковых конденсаторов можно использовать и электролитические конденсаторы типа К50-3, ЭГЦ-М, КЭ-2 с рабочим напряжением не менее 450 В.

Для большей надежности электролитические конденсаторы соединяют последовательно, соединяя между собой их минусовые выводы, и шунтируют диодами (рис. 2)

Общая емкость соединенных конденсаторов составит:

На практике величину емкостей рабочих и пусковых конденсаторов выбирают в зависимости от мощности двигателя. Значение емкостей рабочих и пусковых конденсаторов трехфазного электродвигателя в зависимости от его мощности при включении в сеть 220 В.

Мощность трехфазного
двигателя, кВт:

  • 0,4;
  • 0,6;
  • 0,8;
  • 1,1;
  • 1,5;
  • 2,2.

Минимальная емкость  рабочего
конденсатора Ср, мкФ:

  • 40;
  • 60;
  • 80;
  • 100;
  • 150;
  • 230.

Минимальная емкость пускового
конденсатора Ср, мкФ:

  • 80;
  • 120;
  • 160;
  • 200;
  • 250;
  • 300.

Следует отметить, что у электродвигателя с конденсаторным пуском в режиме холостого хода по обмотке, питаемой через конденсатор, протекает ток, на 20…30 % превышающий номинальный. В связи с этим, если двигатель часто используется в недогруженном режиме или вхолостую, емкость конденсатора Ср следует уменьшить. Может случиться, что во время перегрузки электродвигатель остановился, тогда для его запуска снова подключают пусковой конденсатор, сняв нагрузку вообще или снизив ее до минимума.

Емкость пускового конденсатора Сп можно уменьшить при пуске электродвигателей на холостом ходу или с небольшой нагрузкой. Для включения, например, электродвигателя АО2 мощностью 2,2 кВт на 1420 об./мин можно использовать рабочий конденсатор емкостью 230 мкФ, а пусковой — 150 мкФ. В этом случае электродвигатель уверенно запускается при небольшой нагрузке на валу.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector