Как отличить пусковую и рабочую обмотку однофазного двигателя

Содержание

Пусковая и рабочая обмотка однофазного двигателя: как отличить?

Для определения типа обмотки однофазного двигателя достаточно взглянуть на маркировку на шильдике и схему. Но бывают ситуации, когда любые маркировочные определения отсутствуют, что, в свою очередь, существенно усложняет задачу. К тому же вид обмотки электродвигателя, который уже ремонтировали, лучше определять самостоятельно, во избежание неприятных неожиданностей.

Как быстро проверить коллекторный двигатель: как прозвонить однофазный мотор, проверка

Проверка коллекторного двигателя может осуществляться собственноручно. Но это возможно, если позволяет техническая возможность. Для тестирования нужно использовать мультиметр, способный работать в нескольких режимах.

Большая часть существующих электродвигателей относится к классу коллекторных агрегатов. Их размещают в стиральных машинах, пылесосах, электроприборах и даже в детских игрушках. Коллекторные моторы отличительны таким фактом, как наличие неподвижных обмоток и обмоток, расположенных непосредственно на валу. Подача напряжения осуществляется путем применения графитных щеток. Через определенное время механизмы начинают неправильно работать. Но перед тем, как проверить коллекторный двигатель, нужно знать особенности конструкции. Чаще всего поломка кроется в коллекторном узле, а именно в якоре.

Силовые установки относятся к синхронному типу. Процесс производства предполагает использование современных технологий, устойчивых к внешнему воздействию окружающей среды материалов. Но даже с учетом этого коллекторные установки могут выйти из строя. Это обусловлено ненадлежащей спецификой эксплуатации, несвоевременным техническим обслуживанием деталей.

Что такое пусковая обмотка

Несмотря на свое название, однофазные двигатели имеют двухфазную обмотку: основную и вспомогательную, именно последняя делит электрические моторы небольшой мощности на виды. Так, встречаются бифилярные и конденсаторные электродвигатели, и если первые имеют пусковую обмотку, то вторые обладают пусковым конденсатором. И если у второго вида второстепенная обмотка все время находится в рабочем состоянии, то у первого она отключается от сети сразу после того, как мотор наберет нужный разгон. Таким образом, вспомогательная катушка включается на короткий промежуток времени.

Сопротивление обмоток. Начнем с основ

Прежде чем говорить о сопротивлении обмоток статора в однофазном двигателе, нужно иметь понятие о сопротивлении в общем.

Типовая конструкция электрических моторов

Конструкционное исполнение электромоторов одинаковое для всех классификаций. Силовые механизмы оснащены неподвижным элементом – статором, и вращающимся – ротором, в некоторых видах – якорем. Формирование кругового движения ротора происходит путем воздействия магнитного поля неподвижного компонента на вращающийся элемент (ВЭ).

В статорных обмотках протекают электрические токи. Если обмотки исправны, тогда по ним проходят номинальные расчетные токи. Последние создают магнитное поле наиболее оптимальной величины. Поломка провоцирует ухудшение сопротивления проводников, что приводит к созданию короткого замыкания, межвиткового замыкания, токов утечек. Все упомянутое отрицательным образом сказывается на функциональных возможностях прибора.

Между статичным и вращающимся элементами предусмотрен минимальный зазор, отделяющий детали коллекторного двигателя (КД). Он нарушается:

  • разбитыми или изношенными подшипниками;
  • абразивными и механическими частицами, попадавшими внутрь;
  • производственным браком, неправильным техническим обслуживанием с последующей некачественной сборкой.

Соприкосновение статора и ротора запускает разрушительные процессы – формируется дополнительный механический износ. Это усложняет диагностику и ремонт электрических установок с коллекторными узлами. Сюда же относится попытка разборки сборки агрегатов «кустарными» инструментами. Для обслуживания необходимо использовать специальное оборудование, предотвращающее повреждение валовых граней.

После осуществления разборки проверяются люфты, свободный ход подшипников – их чистота, количество смазки, посадка. Виду особой конструкции КД, дополнительно проверяются пластины, щетки – части могут быть сильно изношенными, что влияет на работоспособность мотора, оснащенного коллекторным узлом.

Достоинства и недостатки

Основными плюсами являются:

  • простота конструкции;
  • повсеместная доступность однофазных сетей переменного тока 220 В при частоте 50 Гц (практически во всех районах).

К минусам можно отнести следующие обстоятельства:

  • невысокий пусковой момент двигателя;
  • низкая эффективность.

Электросопротивление, понятие проводимости

Все тела, пропускающие через себя электроток, могут оказывать этому току некое сопротивление. Свойственное проводникам препятствование тому, чтобы через них проходил ток, и получил название электросопротивления.

Сопротивление металла электричеству объясняется электронной теорией. Двигаясь по проводнику, электроны постоянно встречаются с атомами и остальными электронами. Их взаимодействие между собой приводит к потере некоторого количества энергии со стороны электронов. Они буквально сопротивляются своему движению. Величина сопротивления разных проводников будет разной. Все зависит от их атомного строения.

Таким же образом можно объяснить и сопротивление электрическому току, которое оказывают жидкости и газы. Разница лишь в том, что таких материалах и веществах его оказывают не электроны, а частицы молекул, имеющие определенный заряд.

В вычислениях сопротивление принято обозначать с помощью букв R (r).

Единицей измерения электросопротивления в Международной системе единиц является Ом.

Ом – это сопротивление столба из ртути длиной 106, 3 см и сечением 1 мм2 (при условии, что температура составляет 0° С).

Допустим, сопротивление, оказываемое проводником, равна 4 Ом. Записать это нужно следующим образом: R = 4 Ом; r = 4 Ом.

Чтобы измерять большие электросопротивления, существует официальная единица мегаом. 1 мегаом = 1000 000 Ом.

Чем больше величина электросопротивления конкретного проводника, тем хуже через него проходит электроток. Это правило действует и в обратную сторону. Чем меньше проводник «сопротивляется», тем легче току через него проходить.

Из этого можно сделать логичный вывод: со стороны возможности тока проходить через материал, рассматривают две взаимосвязанные величины: электросопротивление и электропроводность.

Электропроводность говорит о способности вещества или материала к пропусканию тока через себя.

Электропроводность – это обратное значение электросопротивления. Следовательно, выразить ее можно как 1/R. Обозначают ее, как правило, с помощью буквы g.

Классификация КД

По виду используемого электроснабжения бывают:

  • моторы, работающие на постоянном токе – простое конструкционное исполнение, высокий пусковой момент, плавная частотная регулировка;
  • универсальные – способны работать от постоянного и переменного источника электроподпитки. Имеют компактные габариты, несложное управление, незначительную цену.

Производитель указывает технические характеристики агрегата на табличке. Она крепится к корпусу. Но модернизация, ремонт, изменение перемотки – факторы, вызывающие изменение паспортной информации. Этот нюанс нужно учитывать при проведении ремонта.

В бытовом электроснабжении от 220В задействуют:

  • коллекторные установки, оснащенные щеточным механизмом;
  • асинхронный однофазный агрегат;
  • трехфазные синхронные и асинхронные электрические машины.

В электросистемах 380В используются трехфазные синхронные, асинхронные электрические моторы. Они имеют различные конструкции, но функционируют по общим принципам электротехники, что позволяет использовать одинаковые методы проверки. Последние заключаются в замерах электрохарактеристик косвенными/прямыми способами.

Характеристики рабочей обмотки

Основной или рабочей обмоткой является та, которая работает постоянно, создавая магнитное поле. Как следствие, она обладает большим сечением проводника и меньшим активным сопротивлением из-за постоянной нагрузки. Однако, несмотря на всю ее значимость, она не может работать без пускового механизма, которым и является вспомогательная катушка.

Принцип действия

Обмотки статора при помощи переменного тока образуют магнитные поля. Они имеют одинаковую амплитуду и частоту, но действуют в разных направлениях, поэтому статический ротор начинает вращаться.

Если в двигателе отсутствует пусковой механизм, ротор останавливается, потому что результирующий крутящий момент равен нулю. В случае, когда ротор начинает вращаться в одном направлении, соответствующий крутящий момент становится выше, когда вал двигателя продолжает вращаться в заданном направлении.

Измерение сопротивления обмотки электроприводов

Электрические двигатели, производимые сегодня, отличаются своей высокой надежностью. Они могут работать десятилетиями, если их грамотно и вовремя обслуживать. В понятие обслуживания однофазного двигателя входит смазка подшипников, их своевременная замена, а также контроль за состоянием обеих обмоток статора.

Как отличить на однофазном двигателе

Однофазные двигатели оснащаются двумя типами обмотки для того, чтобы их ротор мог вращаться, поскольку только одной для этого недостаточно. Поэтому перед подключением двигателя необходимо разобраться, какой моток является основным, а какой вспомогательным. Сделать это можно несколькими способами.

По цветовой маркировке

К какому типу относится конкретный моток, можно определить по цветовой маркировке во время визуального осмотра двигателя. Как правило, красные провода относятся к рабочему типу, а вот синие – вспомогательному.

Но во всех правилах есть свои исключения, поэтому всегда необходимо обращать внимание на бирку электродвигателя, на которую наносится расшифровка всех маркировок.

Однако если двигатель уже был в ремонте или на нем отсутствует бирка, данный способ проверки является не эффективным. В первом случае во время ремонтных работ могло полностью поменяться внутреннее содержимое мотора, а во втором – нет возможности безошибочно расшифровать цветные обозначения. К тому же иногда маркировка может вообще отсутствовать. Поэтому в таких ситуациях, лучше прибегнуть к другому, более достоверному способу.

Зачем проверять сопротивление обмоток в электроприводе

Измерять сопротивление обмоток необходимо, даже если двигатель долгое время стоял без дела. Любые изменения в температурном режиме или влажности помещения могут оказывать влияние на изменчивые свойства машины. Сопротивление может снизиться под влиянием влаги, так что перед подключением мотора к сети обязательно нужна проверка сопротивления обмотки.

Существуют правила технической эксплуатации электрических установок потребителей, которые требуют проведения замеров сопротивления перед включением прибора после ремонта (текущего или капитального), а еще во время плановых испытаний. Они должны проводиться каждые три года.

Сопротивление после любого из ремонтов также помогает понять, насколько качественно была выполнена работа.

Подписка на рассылку

Электродвигатели, используемые для комплектации бытовых приборов, в большинстве случаев относятся к группе однофазных и подразделяются на коллекторные и электрические машины с короткозамкнутым ротором.

Виды однофазных электродвигателей


Наиболее распространен последний тип моделей. В свою очередь, он разделяется на две группы:

Однофазное напряжение, подаваемое на обмотки статора с одной рабочей катушкой, создает пульсирующее, а не вращающееся магнитное поле. Поэтому ротор не способен самостоятельно начать вращение из состояния покоя и требует дополнительного начального воздействия. Его обеспечивает
пусковая обмотка асинхронного двигателя, включаемая только на время, необходимое для выхода электродвигателя на рабочие обороты, и отключаемая центробежным переключателем, установленным на валу.
Однако, для обеспечения начального «толчка» дополнительная катушка к питающей сети также подключается через конденсатор.

Как найти пусковую обмотку


Для правильного подключения двигателя к сети необходимо определить назначение обмоток. Следует помнить, что рабочая катушка двигателя всегда будет иметь меньшее сопротивление, так как для ее намотки используется провод большего диаметра. Визуально различить разницу в размерах практически невозможно. Поэтому для распознавания обмоток достаточно с помощью мультиметра выполнить несколько измерений.
Самый простой вариант, когда у двигателя для подключения к сети выведены концы обеих катушек. В этом случае берется любой из четырех выводов и последовательно прозванивается с оставшимися концами для определения пар, связанных между собой. После чего просто измеряется сопротивление обмоток. Четырехвыводные двигатели имею большое преимущество, поскольку позволяют организовать реверсивное подключение.

Более сложной разновидностью является двигатель с тремя выводами.

В этом случае пусковая и рабочая обмотки двигателя изначально соединены между собой. Первым делом нужно найти вывод, который подключен к месту их соединения. Для этого определяется сопротивление между выводами 1-2; 2-3 и 1-3. Пара, у которой будут наибольшие показания прибора, соответствует концам соединенных между собой катушек. Значит, оставшийся свободный контакт является «срединной» точкой. Теперь необходимо последовательно измерить сопротивление между этим выводом и другими концами обмоток, тем самым разделив их на рабочую и пусковую. Минусом трехпроводного подключения является невозможность реверсивного использования двигателя.

Зная, как определить назначение обмоток, можно без ошибок запустить однофазный двигатель и избежать его поломки.

Приборы, которыми измеряют сопротивление

Для начала скажем о том, что измерение величины сопротивления всех обмоток проводят относительно корпуса и между самими обмотками.

Чтобы измерить сопротивление обмоток в статоре однофазного двигателя относительно корпуса используют мегаомметр. Этот прибор позволяет получить наиболее точные результаты, он удобен и компактен. Состоит мегаомметр из собственно омметра и генератора постоянного электротока (он магнитоэлектрический).

Чтобы проверить сопротивление между обмотками, достаточно использовать мультиметр. Вот алгоритм проверки:

  1. Сначала проверьте, нет ли замыкания на корпус. Помните, что значения на мультиметре всегда приблизительные.
  2. Переведите мультиметр в режим омметра, установите максимальные значения измерений.
  3. Один щуп присоедините к корпусу двигателя. Если контакт есть, то можно присоединять и второй. Следите за показаниями.
  4. Если не заметили сбоев, коснитесь одним из щупов вывода фаз.
  5. Если изоляция качественная, вы увидите очень высокий показатель на экране. Значение сопротивления может доходить до тысяч мегаом.

Если сопротивление обмоток измеряется в электродвигателе, номинально напряжение которого равно 3000 В (или меньше), нужно использовать мегаомметр, напряжение которого 1000 В. А если номинальное напряжение машины больше 3000 В, то понадобиться тестер, способный выдерживать напряжение 2500 В.

Фазосдвигающий элемент однофазного асинхронного двигателя нужно обязательно отключить от обмотки перед началом их обследования.

Механизм работы и схема включения

Практически движки этого типа являются двухфазными, но так как они подключаются к однофазной сети и в работе принимает участие лишь одна обмотка (2-ая служит только для запуска), то их принято называть однофазными.

Сходу после включения к сети рабочей обмотке электромотора, в короткозамкнутом роторе создается пульсирующее магнитное поле, чего очевидно недостаточно для его вращения. Ротор нужно «толкнуть» – грубо говоря крутануть, чтоб поле стало вращающимся. Сделать это можно просто рукою, при этом в какую сторону мы «толкнем», в том направлении электрический двигатель и будет вращаться.

Принципиально! Применять руку в качестве пускового устройства не стоит, так как это чрезвычайно небезопасно даже при относительно маломощном моторе. Если очень охото поэкспериментировать, в качестве подопытного лучше взять совершенно слабые моторы, сообщим, от старых проигрывателей, не запамятывая про то, что они рассчитаны на 127 В.

Для исходного толчка предназначена 2-ая обмотка – пусковая. Чтоб запустить движок, довольно на эту обмотку краткосрочно подать то же напряжение, что и на рабочую, но через фазосдвигающий конденсатор. После того, как движок запустится, пусковую обмотку сразу отключают. При другом варианте она стремительно перегреется и сгорит.

Стандартная схема включения однофазного асинхронного мотора через пусковой конденсатор

Есть и еще одна схема, в какой пусковая обмотка подключена повсевременно и после реализации собственной функции пусковой, преобразуется во вторую рабочую.

Как определить рабочую и пусковую обмотки однофазного электродвигателя

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

Меня часто спрашивают о том, как можно отличить рабочую обмотку от пусковой в однофазных двигателях, когда на проводах отсутствует маркировка.

Каждый раз приходится подробно разъяснять, что и как. И вот сегодня я решил написать об этом целую статью.

В качестве примера возьму однофазный электродвигатель КД-25-У4, 220 (В), 1350 (об/мин.):

Вот его внешний вид.

Как видите, маркировка (цветовая и цифровая) на проводах отсутствует. На бирке двигателя можно увидеть, какую маркировку должны иметь провода:

В первую очередь я Вам покажу, как определить рабочую и пусковую обмотки однофазного двигателя, а затем соберу схему его включения. Но об этом будет следующая статья. Перед тем как приступить к чтению данной статьи рекомендую Вам прочитать: подключение однофазного конденсаторного двигателя.

1. Сечение проводов

Визуально смотрим сечение проводников. Пара проводов, у которых сечение больше, относятся к рабочей обмотке. И наоборот. Провода, у которых сечение меньше, относятся к пусковой.

Зная основы электротехники, можно с уверенностью сказать: чем больше сечение проводов, тем меньше их сопротивление, и наоборот, чем меньше сечение проводов, тем больше их сопротивление.

В моем примере разница в сечении проводов не видна, т.к. они тонкие и на глаз их отличить не возможно.

2. Измерение омического сопротивления обмоток

Даже если разницу в сечении проводов видно не вооруженным глазом, то я Вам все равно рекомендую измерять величину сопротивления обмоток. Таким образом, мы заодно и проверим их целостность.

Для этого воспользуемся цифровым мультиметром М890D. Сейчас я не буду рассказывать Вам о том, как пользоваться мультиметром, об этом читайте здесь:

Снимаем изоляцию с проводов.

Затем берем щупы мультиметра и производим замер сопротивления между двух любых проводов.

Если на дисплее нет показаний, то значит нужно взять другой провод и снова произвести замер. Теперь измеренное значение сопротивления составляет 300 (Ом).

Это мы нашли выводы одной обмотки. Теперь подключаем щупы мультиметра на оставшуюся пару проводов и измеряем вторую обмотку. Получилось 129 (Ом).

Делаем вывод: первая обмотка — пусковая, вторая — рабочая.

Чтобы в дальнейшем не запутаться в проводах при подключении двигателя, подготовим бирочки («кембрики») для маркировки. Обычно, в качестве бирок я использую, либо изоляционную трубку ПВХ, либо силиконовую трубку (Silicone Rubber) необходимого мне диаметра. В этом примере я применил силиконовую трубку диаметром 3 (мм).

По какому принципу работает

  1. Ток порождает импульсное магнитное поле в статичной части двигателя. Магнитное поле можно рассматривать как два отдельный с одинаковыми амплитудами и частотами.
  2. Если ротор неподвижен, появляющиеся из-за действия поля моменты равных нулю, хоть и разнонаправленны.
  3. Если ротор начал движение, соответствующий момент начнет преобладать. Это не даст элементу двигаться в другую сторону.
  4. Если необходимые механизмы для запуска ротора отсутствуют, запуститься он не сможет, что приводит к возникновению нулевых моментов.

Пуск выполняет магнитное поле, сформированное благодаря присутствию в статоре двух обмоток: рабочей и пусковой. Объем пусковой меньше, чем рабочей. Дополнительная обмотка подключена к сети, как правило, через емкость. Включается она только на момент запуска двигателя. Если мотор обладает небольшой мощностью, пусковая фаза в нем наверняка замкнута накоротко.

Запускает мотор кнопка, которую нужно удерживать 2-3 секунды. В это время двигатель разгоняется до своей нормальной скорости. Когда клавиша отпускается, отключается пусковая обмотка. Двигатель переходит в однофазный режим работы.

Если нажать пусковую кнопку больше, чем на три секунды, изоляция обмотки может перегреться или даже загореться. Это, конечно, приведет к поломке агрегата, а пожар может нести угрозу здоровью и жизни людей. Более продолжительное время пребывания под нагрузкой может послужить причиной к перегреву, возгоранию изоляции и неисправности приспособления.

Для увеличения надежности машины в ее корпус монтируют центробежный выключатель и тепловое реле. Первый механизм нужен для автоматического отключения пусковой обмотки, когда ротор наберет нужную скорость. Второй механизм служит для отключения перегревшихся обмоток.

Как определить рабочую и пусковую обмотки, измерив сопротивление их выводов

Чтобы измерить величину сопротивления обмоток в однофазном двигателе вам нужен мультиметр, включенный в режиме измерения Ом (омметра).

Провода, выглядывающие из электропривода (любую пару) соединяем с щупами на мультиметре, меряем значение.

Если видите на экране цифру один, повторите измерение с любым другим концом.

Запишите величину сопротивления, которое показала выбранная вами пара. Затем щупы мультиметра (все еще в режиме омметра) цепляйте к двум другим выводам, то есть ко второй паре проводов, произведите замер.

Полученные данные тоже обязательно запишите и сравните с первым результатом.

Сопротивление исправной рабочей обмотки всегда будет показывать меньшее значение, чем у вспомогательной. Допустим, вторая пара проводов, показала сопротивление больше. Тогда можно смело утверждать, что первая пара проводов говорит о принадлежности к рабочей обмотке, а вторая, соответственно, к пусковой. И наоборот.

Обозначьте обе обмотки, чтобы впоследствии, когда снова нужен будет ремонт или обычная проверка, не пришлось проделывать все это снова.

Маркировать концы проводов (выводы) можно по современным стандартам:

  • знаками U1-U2 помечают главную обмотку;
  • знаками B1-B2 помечают вспомогательную обмотку.

Такие обозначения ставятся в тех случаях, когда из двигателя видно четыре вывода, как в вышеописанной ситуации. Однако, на вашем пути может встретиться двигатель, с тремя выводами. Что вы должны делать в такой ситуации?

Итак, замеры каждого из вывода будут приблизительно такими: 10 Ом, 25 Ом и 15 Ом. После того как завершите эти измерения найдите тот вывод, который с двумя другими выводами покажет 10 и 15 Ом. Это провод от рабочей обмотки. Вывод, показывающий сопротивление 10 Ом тоже главный, а тот, что дал результат 15 Ом – пусковой. Он должен быть соединен со вторым главным с помощью конденсатора.

Иногда первоначальные измерения могут показать 10 Ом, 10 Ом и 20 Ом. Это норма, такие обмотки тоже существуют, их тоже ставят на самые разные бытовые электроприборы. Особенность такого двигателя заключается в том, что какая конкретно обмотка будет выполнять роль вспомогательной, а какая главной абсолютно не важно. Просто одну из них (с ролью вспомогательной) подключают через конденсатор.

Подведем итог

Сопротивление обмоток – важнейший фактор в работе с электродвигателями. Его своевременное измерение (трижды в год и сразу после ремонта), наряду с остальным техобслуживанием, помогает продолжить работу асинхронной однофазной машины.

С помощью мультиметра, работающего в режиме измерения Ом, можно быстро определить, какая обмотка рабочая, а какая пусковая.

Сопротивление также помогает проверить работоспособность и конденсатора, и обмоток.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий