Οι μονοφασικοί ηλεκτροκινητήρες 220V χρησιμοποιούνται ευρέως σε μια ποικιλία βιομηχανικού και οικιακού εξοπλισμού: αντλίες, πλυντήρια ρούχων, ψυγεία, τρυπάνια και εργαλειομηχανές.
Ποικιλίες
Υπάρχουν δύο πιο δημοφιλείς ποικιλίες αυτών των συσκευών:
- Συλλέκτης.
- Asynchronous.
Τα τελευταία είναι πιο απλά στο σχεδιασμό, αλλά έχουν μια σειρά από μειονεκτήματα, μεταξύ των οποίων είναι δυσκολίες στην αλλαγή της συχνότητας και της φοράς περιστροφής του ρότορα.
Συσκευή κινητήρα επαγωγής
Η ισχύς αυτού του κινητήρα εξαρτάται από τα σχεδιαστικά χαρακτηριστικά και μπορεί να κυμαίνεται από 5 έως 10 kW. Ο ρότορας του είναι ένα βραχυκυκλωμένο τύλιγμα - ράβδοι αλουμινίου ή χαλκού, οι οποίες είναι κλειστές στα άκρα.
Κατά κανόνα, ένας μονοφασικός ασύγχρονος κινητήρας είναι εξοπλισμένος με δύο περιελίξεις μετατοπισμένες κατά 90° μεταξύ τους. Σε αυτή την περίπτωση, η κύρια (εργασία) καταλαμβάνει σημαντικό μέρος των αυλακώσεων και η βοηθητική (εκκίνηση) - τα υπόλοιπα. Το όνομα σουο μονοφασικός ασύγχρονος ηλεκτροκινητήρας έλαβε μόνο επειδή έχει μόνο μία περιέλιξη που λειτουργεί.
Αρχή λειτουργίας
Το εναλλασσόμενο ρεύμα που ρέει μέσω της κύριας περιέλιξης δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο που αλλάζει περιοδικά. Αποτελείται από δύο κύκλους του ίδιου πλάτους, η περιστροφή των οποίων συμβαίνει ο ένας προς τον άλλο.
Σύμφωνα με το νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, η μαγνητική ροή που αλλάζει στις κλειστές στροφές του ρότορα σχηματίζει ένα ρεύμα επαγωγής που αλληλεπιδρά με το πεδίο που το δημιουργεί. Εάν ο ρότορας βρίσκεται σε ακίνητη θέση, οι ροπές των δυνάμεων που ασκούνται σε αυτόν είναι οι ίδιες, με αποτέλεσμα να παραμένει ακίνητος.
Όταν ο ρότορας περιστρέφεται, η ισότητα των ροπών δυνάμεων θα παραβιαστεί, αφού η ολίσθηση των στροφών του σε σχέση με τα περιστρεφόμενα μαγνητικά πεδία θα γίνει διαφορετική. Έτσι, η δύναμη Ampère που ενεργεί στις στροφές του ρότορα από το άμεσο μαγνητικό πεδίο θα είναι σημαντικά μεγαλύτερη από την πλευρά του αντίστροφου πεδίου.
Στις στροφές του ρότορα, το ρεύμα επαγωγής μπορεί να συμβεί μόνο ως αποτέλεσμα της τομής τους με τις γραμμές δύναμης του μαγνητικού πεδίου. Η περιστροφή τους πρέπει να πραγματοποιείται με ταχύτητα ελαφρώς μικρότερη από τη συχνότητα περιστροφής του πεδίου. Στην πραγματικότητα, από εδώ προήλθε το όνομα ασύγχρονος μονοφασικός ηλεκτροκινητήρας.
Λόγω της αύξησης του μηχανικού φορτίου, η ταχύτητα περιστροφής μειώνεται, το ρεύμα επαγωγής στις στροφές του ρότορα αυξάνεται. Αυξάνει επίσης τη μηχανική ισχύ του κινητήρα και την ισχύ AC που καταναλώνει.
Διάγραμμα σύνδεσης και εκκίνησης
Φυσικά, χειροκίνηταΤο στύψιμο του ρότορα κάθε φορά που ξεκινάτε τον κινητήρα είναι άβολο. Επομένως, χρησιμοποιείται μια περιέλιξη εκκίνησης για την παροχή της αρχικής ροπής εκκίνησης. Δεδομένου ότι σχηματίζει ορθή γωνία με την περιέλιξη εργασίας, για να σχηματιστεί ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο, το ρεύμα πρέπει να μετατοπιστεί σε φάση σε σχέση με το ρεύμα στην περιέλιξη εργασίας κατά 90 °.
Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με τη συμπερίληψη ενός στοιχείου μετατόπισης φάσης στο κύκλωμα. Ένα τσοκ ή αντίσταση δεν μπορεί να παρέχει μετατόπιση φάσης 90 °, επομένως είναι πιο σκόπιμο να χρησιμοποιηθεί ένας πυκνωτής ως στοιχείο μετατόπισης φάσης. Αυτό το μονοφασικό κύκλωμα κινητήρα έχει εξαιρετικές ιδιότητες εκκίνησης.
Εάν ένας πυκνωτής λειτουργεί ως στοιχείο μετατόπισης φάσης, ο ηλεκτροκινητήρας μπορεί να αναπαρασταθεί δομικά:
- Με πυκνωτή λειτουργίας.
- Με πυκνωτή εκκίνησης.
- Με πυκνωτή λειτουργίας και εκκίνησης.
Η δεύτερη επιλογή είναι η πιο κοινή. Σε αυτή την περίπτωση, παρέχεται μια σύντομη σύνδεση της περιέλιξης εκκίνησης με έναν πυκνωτή. Αυτό συμβαίνει μόνο κατά την εκκίνηση και μετά απενεργοποιούνται. Αυτή η επιλογή μπορεί να εφαρμοστεί χρησιμοποιώντας ένα ρελέ χρόνου ή κλείνοντας το κύκλωμα όταν πατηθεί το κουμπί εκκίνησης.
Ένα τέτοιο σχήμα για τη σύνδεση ενός μονοφασικού ηλεκτροκινητήρα χαρακτηρίζεται από ένα μάλλον χαμηλό ρεύμα εκκίνησης. Ωστόσο, στην ονομαστική λειτουργία, οι παράμετροι είναι χαμηλές λόγω του γεγονότος ότι το πεδίο του στάτορα είναι ελλειπτικό (είναι ισχυρότερο προς την κατεύθυνση των πόλων).
Σχέδιο με μόνιμα συνδεδεμένο πυκνωτή εργασίας μέσαΣτην ονομαστική λειτουργία λειτουργεί καλύτερα, ενώ τα χαρακτηριστικά εκκίνησης είναι μέτρια. Η επιλογή με πυκνωτή εργασίας και εκκίνησης, σε σύγκριση με τους δύο προηγούμενους, είναι ενδιάμεση.
Συλλεκτικός κινητήρας
Σκεφτείτε έναν μονοφασικό ηλεκτροκινητήρα τύπου συλλέκτη. Αυτός ο ευέλικτος εξοπλισμός μπορεί να τροφοδοτηθεί με ρεύμα DC ή AC. Χρησιμοποιείται συχνά σε ηλεκτρικά εργαλεία, πλυντήρια και ραπτομηχανές, μηχανές κοπής κρέατος - όπου απαιτείται όπισθεν, περιστροφή του σε συχνότητα άνω των 3000 στροφών ανά λεπτό ή ρύθμιση συχνότητας.
Οι περιελίξεις του ρότορα και του στάτορα του ηλεκτροκινητήρα συνδέονται σε σειρά. Το ρεύμα τροφοδοτείται μέσω βουρτσών σε επαφή με τις πλάκες συλλέκτη, στις οποίες ταιριάζουν τα άκρα των περιελίξεων του ρότορα.
Το αντίστροφο πραγματοποιείται αλλάζοντας την πολικότητα της σύνδεσης του ρότορα ή του στάτορα στο ηλεκτρικό δίκτυο και η ταχύτητα περιστροφής ρυθμίζεται αλλάζοντας το ρεύμα στις περιελίξεις.
Ελαττώματα
Ο μονοφασικός ηλεκτροκινητήρας συλλέκτη έχει τα ακόλουθα μειονεκτήματα:
- Παρεμβολές ραδιοφώνου, δύσκολη στη λειτουργία, σημαντικό επίπεδο θορύβου.
- Η πολυπλοκότητα του εξοπλισμού, είναι σχεδόν αδύνατο να τον επισκευάσετε μόνοι σας.
- Υψηλό κόστος.
Σύνδεση
Για να συνδεθεί σωστά ένας κινητήρας σε μονοφασικό δίκτυο, πρέπει να πληρούνται ορισμένες απαιτήσεις. Όπως ήδη αναφέρθηκε, υπάρχει μια σειρά από κινητήρες ικανούςλειτουργούν από μονοφασικό δίκτυο.
Πριν από τη σύνδεση, είναι σημαντικό να βεβαιωθείτε ότι η συχνότητα και η τάση δικτύου που αναγράφονται στη θήκη αντιστοιχούν στις κύριες παραμέτρους του ηλεκτρικού δικτύου. Όλες οι εργασίες σύνδεσης πρέπει να εκτελούνται μόνο με απενεργοποιημένο κύκλωμα. Οι φορτισμένοι πυκνωτές θα πρέπει επίσης να αποφεύγονται.
Πώς να συνδέσετε έναν μονοφασικό κινητήρα
Για να συνδέσετε τον κινητήρα, είναι απαραίτητο να συνδέσετε τον στάτορα και τον οπλισμό (ρότορα) σε σειρά. Οι ακροδέκτες 2 και 3 είναι συνδεδεμένοι και οι άλλοι δύο πρέπει να συνδεθούν στο κύκλωμα 220 V.
Λόγω του γεγονότος ότι οι μονοφασικοί ηλεκτροκινητήρες 220V λειτουργούν σε κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος, εμφανίζεται μια μαγνητική εναλλασσόμενη ροή στα μαγνητικά συστήματα, η οποία προκαλεί το σχηματισμό δινορευμάτων. Γι' αυτό το μαγνητικό σύστημα του στάτορα και του ρότορα είναι κατασκευασμένο από ηλεκτρικά φύλλα χάλυβα.
Η σύνδεση χωρίς μονάδα ελέγχου με ηλεκτρονικά μπορεί να οδηγήσει στο γεγονός ότι τη στιγμή της εκκίνησης δημιουργείται ένα σημαντικό ρεύμα εισόδου και εμφανίζεται σπινθήρας στον συλλέκτη. Η αντιστροφή της φοράς περιστροφής του οπλισμού πραγματοποιείται αλλάζοντας τη σειρά σύνδεσης όταν ο οπλισμός ή τα καλώδια του ρότορα αντιστρέφονται. Το κύριο μειονέκτημα αυτών των κινητήρων είναι η παρουσία βουρτσών, οι οποίες θα πρέπει να αντικαθίστανται μετά από κάθε μακρά λειτουργία του εξοπλισμού.
Τέτοια προβλήματα δεν υπάρχουν στους ασύγχρονους κινητήρες, αφού δεν έχουν συλλέκτη. Το μαγνητικό πεδίο του ρότορα σχηματίζεται χωρίς ηλεκτρικές συνδέσεις λόγω του εξωτερικού μαγνητικού πεδίου του στάτορα.
Σύνδεση μέσω μαγνητικού εκκινητή
Ας εξετάσουμε πώς μπορείτε να συνδέσετε έναν μονοφασικό ηλεκτροκινητήρα μέσω ενός μαγνητικού εκκινητή.
1. Επομένως, πρώτα απ 'όλα, είναι απαραίτητο να επιλέξετε έναν εκκινητή με μαγνητικό ρεύμα με τέτοιο τρόπο ώστε το σύστημα επαφής του να μπορεί να αντέξει το φορτίο ενός ηλεκτροκινητήρα.
2. Οι εκκινητές, για παράδειγμα, διαιρούνται με μια τιμή από το 1 έως το 7 και όσο μεγαλύτερος είναι αυτός ο δείκτης, τόσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα που μπορεί να αντέξει το σύστημα επαφής αυτών των συσκευών.
- 10A – 1.
- 25A – 2.
- 40A – 3.
- 63A – 4.
- 80A – 5.
- 125A – 6.
- 200A – 7.
3. Αφού προσδιοριστεί το μέγεθος του εκκινητή, είναι απαραίτητο να δώσετε προσοχή στο πηνίο ελέγχου. Μπορεί να είναι σε 36B, 380B και 220B. Συνιστάται να σταματήσετε στην τελευταία επιλογή.
4. Στη συνέχεια, συναρμολογείται το μαγνητικό κύκλωμα εκκίνησης και συνδέεται το τμήμα ισχύος. 220V είναι είσοδος στις ανοιχτές επαφές, ένας ηλεκτροκινητήρας συνδέεται στην έξοδο των επαφών ισχύος της μίζας.
5. Τα κουμπιά "Stop - Start" είναι συνδεδεμένα. Η ισχύς τους τροφοδοτείται από την είσοδο των επαφών ισχύος της μίζας. Για παράδειγμα, η φάση συνδέεται με το κουμπί "Διακοπή" της κλειστής επαφής, μετά από αυτό πηγαίνει στο κουμπί έναρξης της ανοιχτής επαφής και από την επαφή του κουμπιού "Έναρξη" σε μία από τις επαφές της μαγνητικής πηνίο εκκίνησης.
6. Το "Zero" συνδέεται στη δεύτερη έξοδο της μίζας. Για να σταθεροποιήσετε τη θέση ενεργοποίησης του μαγνητικού εκκινητή, είναι απαραίτητο να μεταφέρετε το κουμπί εκκίνησης της κλειστής επαφής στο μπλοκεπαφές της μίζας που τροφοδοτεί με ρεύμα από το κουμπί "Stop" στο πηνίο.
