Як підключити однофазний двигун

Сьогодні ми розглянемо підключення однофазного двигуна змінного струму. До таких відносять асинхронні і синхронні мотори, що харчуються від однієї фази, яка зазвичай має напругу 220 Вольт. Вони дуже поширені в побутовій сфері і дрібному виробництві, приватне підприємництво.

Підключення однофазного асинхронного двигуна

Для розгону асинхронного двигуна потрібно створити обертове магнітне поле. З цим легко справляється трифазний джерело живлення, де фази зрушені один щодо одного на 120 градусів. Але якщо мова йде про те, як підключити однофазний електродвигун, то постає проблема: без зсуву фаз вал не почне обертатися.

Усередині однофазного асинхронного мотора розташовуються дві обмотки: пускова і робоча. Якщо забезпечити зрушення фаз в них, то магнітне поле стане обертовим. А це головна умова для запуску електродвигуна. Зрушувати фази можна шляхом додаткового опору (резистора) або індуктивної котушки. Але найчастіше використовують ємності - пусковий і / або робочий конденсатори.

З пусковий ємністю

У більшості випадків схема включає в себе тільки пусковий конденсатор. Він активний лише під час запуску двигуна. Тому спосіб хороший, коли пуск обіцяє бути важким, в іншому випадку вал не зможе розганятися з-за невеликого початкового моменту. Після розгону пусковий конденсатор відключається, і робота триває без нього.

Схема підключення двигуна з допоміжною ємністю представлена на малюнку вище. Для її реалізації вам буде потрібно реле або, як мінімум, одна кнопка, яку ви будете затискати на 3 секунди під час запуску двигуна в хід. Допоміжний конденсатор разом з допоміжною обмоткою включаються в ланцюг лише на деякий час.

Така схема забезпечує оптимальний початковий крутний момент, якщо мають місце незначні кидки змінного струму під час пуску. Але є і недолік - при роботі в номінальному режимі технічні характеристики падають. Це обумовлено формою магнітного поля робочої обмотки: воно у неї овальне, а не круговий.

З робочою ємністю

Якщо пуск легкий, а робота важка, то замість пускового конденсатора знадобиться робочий. Схема підключення показана нижче. Особливість полягає в тому, що робоча ємність разом з робочою обмоткою включена в ланцюг постійно.

Схема забезпечує хороші характеристики при роботі в номінальному режимі.

З обома конденсаторами

Компромісне рішення - використання допоміжної і робочої ємності одночасно. Цей спосіб ідеальний, якщо двигун змінного струму пускається в хід вже з навантаженням, і сама робота важка для нього. Подивіться, схема нижче - це немов дві схеми (з робочої і допоміжної ємністю), накладені один на одного. При запуску на кілька секунд буде включатися пусковий механізм, а другий накопичувач буде активний весь час: від пуску до завершення роботи.

розрахунок ємностей

Найбільшу складність для початківців представляє розрахунок ємності конденсаторів. Професіонали підбирають їх дослідним шляхом, прислухаючись до мотору під час запуску і роботи. Так вони визначають, підходить накопичувач, або потрібно пошукати інший. Але з невеликою похибкою в більшості випадків ємність можна розрахувати так:

Для робочого накопичувача: 0,7-0,8 мкФ на 1000 Ват потужності електричного двигуна;
Для пускового конденсатора: більше в 2,5 рази.

Підключення однофазного синхронного електродвигуна

Незважаючи на складність конструкції синхронних двигунів, вони мають багато переваг перед асинхронними. Головне - це низька чутливість до перепадів напруги, що ведуть до різкого зменшення або збільшення сили струму. Не менш значущий і той факт, що синхронні мотори можуть працювати навіть з перевантаженням, не кажучи вже про оптимальний режим реактивної енергії і обертанні вала з постійною швидкістю. Однак підключення - трудомісткий процес, і це вже недолік.

метод розгону

Не можна пустити в хід однофазний синхронний двигун, просто подавши харчування на його обмотки. Тому що в момент включення напрямок струму живлення в статорних намотках відповідає малюнку (а). В цей час на ротор, який ще знаходиться в стані спокою, діє пара сил, яка буде намагатися крутити вал за годинниковою стрілкою. Але через половину періоду в статорних намотках ток поміняє свій напрямок. Тому пара сил буде вже діяти в зворотному напрямку, повертаючи вал проти годин стрілки, як на малюнку (б). Оскільки ротор має велику інертністю, він так і не зрушиться з місця.

Щоб змусити ротор обертатися, необхідно, щоб він встигав зробити хоча б половину обороту, щоб зміна напрямку струму не вплинуло на його обертання. Це можливо, якщо розігнати вал за допомогою сторонніх сил. Це можна зробити двома шляхами:

вручну;
З використанням другого двигуна.

Власною силою рук можна розігнати тільки малопотужні синхронні електродвигуни. А для середньо- і надпотужних агрегатів доведеться використовувати інший мотор.

При розгоні зі сторонньою силою ротор починає обертатися зі швидкістю, близькою до синхронної. Потім тільки включається обмотка збудження, і потім - статорна намотування.

Асинхронний пуск синхронного двигуна

Якщо в наконечниках на полюсах ротора укладені стрижні з металу, і вони з'єднані між собою з боків кільцями, то мотор повинен запускатися асинхронним методом. Ці стрижні грають роль допоміжної обмотки, яка є у асинхронного двигуна. При цьому намотування збудження закорачивается за допомогою розрядного резистора, а статорних обмотку підключають до мережі. Тільки так можна забезпечити такий же розгін, як і у асинхронного електродвигуна. Але після того, як швидкість обертання максимально наблизиться до синхронної (досить 95% від неї), намотування збудження з'єднують з джерелом постійного струму. Швидкість стає повністю синхронної, що тягне за собою зниження ЕРС індукції допоміжної обмотки аж до нуля. І вона автоматично вимикається.

Важливо! Допоміжні металеві стрижні повинні володіти високим активним опором. В іншому випадку пусковий момент буде недостатнім для розгону ротора. А закорочувати намотування збудження необхідно по одній простій причині: якщо цього не зробити, то у неї в момент пуску трапиться пробою, тому що вона задає обертання в тому ж напрям, що і пускова обмотка.

Схема і спосіб підключення вашого двигуна буде залежати від того, який він у вас: синхронний або асинхронний. В облік йде також потужність мотора, а також спосіб пуску: з навантаженням або без. Розібратися в малюнках вам допоможе елементарне розуміння механіки і електромагнітних явищ.