Реверсивное подключение однофазного асинхронного двигателя своими руками

Реверсивное подключение однофазного асинхронного двигателя своими руками

Перед выбором схемы подключения однофазного асинхронного двигателя важно определить, сделать ли реверс. Если для полноценной работы вам часто нужно будет менять направление вращения ротора, то целесообразно организовать реверсирование с использованием кнопочного поста. Если одностороннего вращения вам будет достаточно, то подойдет самая простая схема без возможности переключения. Но что делать, если после подсоединения по ней вы решили, что направление нужно все же поменять? Однофазный двигатель 220В — как поменять направление вращения?

Как можно инвертировать однофазный двигатель для вращения в другую сторону

Реверс однофазного двигателя — важная часть его работы, которая широко используется в самых разных системах с электродвижками. Мы рассмотрим ,Каким образом происходит запуск ротора в обратную сторону ,что такое противовключение и как его осуществляют в домашних условиях.

Асинхронные двигатели переменного тока широко используются во многих отраслях, где используются электрические машины. Благодаря высокому КПД, простоте конструкции и в обслуживании, такие моторы заняли прочную энергетическую нишу. При этом они различаются по количеству фаз, на которые влияет число обмоток и многие другие факторы. Наиболее широко распространены трёх- и однофазные двигатели, причём последние не только имеют упрощённый принцип работы, но и способны подключаться к сети 220 Вольт без каких-либо преобразователей. В этой статье мы рассмотрим принцип работу однофазного двигателя и каким образом можно заставить его вращаться в принципиально обратную сторону

Схемы подключения асинхронного и синхронного однофазных двигателей

Сегодня мы рассмотрим подключение однофазного двигателя переменного тока. К таким относят асинхронные и синхронные моторы, питающиеся от одной фазы, которая обычно имеет напряжение 220 Вольт. Они очень распространены в бытовой сфере и мелком производстве, частном предпринимательстве.

Как изменить вращение однофазного электродвигателя с конденсатором

По общепринятым нормам, обеспечит запуск 30 раз в час длительностью 3 секунды каждый. Модели различаются между собой по мощности, частоте вращения, высоте оси вращения, КПД.

Чтобы исключить межвитковое короткое замыкание, используют термореле, которое при достижении критической температуры отключает дополнительную обмотку. Если они будут меняться, то и все параметры будут не постоянными, для стабильности формы линий магнитного поля можно установить несколько конденсаторов с различными емкостями.

Такие, шли на некоторых моделях стиральных машин, да и не только. Можно рукой раскрутить вал и подать напряжение сети, тогда двигатель наберёт обороты. Подключение электродвигателя от старой стиральной машинки через конденсатор.

Ротор имеет короткозамкнутые витки. Реверс направления движения двигателя Не исключено, что после подключения однофазные электродвигатели будут вращаться в направлении, обратном необходимому.

Сложность схемы заключается в том, что емкость конденсатора для выравнивания магнитного поля подбирается с учетом токовых нагрузок. Конденсаторная обмотка, отличаясь от пусковой, работает непрерывно.

То есть если вспомогательная обмотка однофазного двигателя пусковая, ее подключение будет происходить только на время пуска, а если вспомогательная обмотка конденсаторная, то ее подключение будет происходить через конденсатор, который остается включенным в процессе работы двигателя.

Представляет собой асинхронный электромотор , на неподвижной составляющей которого имеется одна рабочая обмотка, подключаемая к источнику однофазного переменного тока. Запускается и работает через конденсатор; RSIR.

Пусковая обмотка наматывается двойным проводом, снижая реактивное сопротивление.

Как подключить двигатель от СТИРАЛЬНОЙ МАШИНЫ к 220 БЕЗ КОНДЕНСАТОРА

Однофазный двигатель 220В — постановка задачи

Предположим, что у уже подсоединенного с использованием пускозарядной емкости асинхронного однофазного двигателя изначально вращение вала направлено по часовой стрелке, как на картинке ниже (однофазный двигатель 220В)

Схема подключения однофазного двигателя

Уточним важные моменты:

• Точкой А отмечено начало пусковой обмотки, а точкой В – ее окончание. К начальной клемме A подсоединен провод коричневого, а к конечной – зеленого цвета.
• Точкой С помечено начало рабочей обмотки, а точкой D – ее окончание. К начальному контакту подсоединен провод красного, а к конечному – синего цвета.
• Направление вращения ротора обозначено с помощью стрелок.

Ставим перед собой задачу – сделать реверс однофазного двигателя без вскрытия его корпуса так, чтобы ротор начал вращаться в другую сторону (в данном примере против движения стрелки часов). Ее можно решить тремя способами. Рассмотрим их подробнее.

Реверс трехфазных асинхронных машин

Направление движения вращающегося магнитного поля асинхронных электродвигателей зависит от порядка подачи фаз, независимо от того как соединены его статорные обмотки – звездой или треугольником. Например, если фазы A, B, C подать на входные клеммы 1, 2 и 3 соответственно, то вращение пойдет (предположим) по часовой стрелке, а если на клеммы 2, 1, и 3, то против нее. Схема подключения через магнитный пускатель избавит вас от необходимости откручивать гайки в клеммной коробке и производить физическую перестановку проводов.

Трехфазные асинхронные машины на 380 вольт принято подключать магнитным пускателем, в котором три контакта находятся на одной раме и замыкаются одновременно, подчиняясь действию так называемой втягивающей катушки – магнитного соленоида, работающего как от 380, так и от 220 вольт. Это избавляет оператора от близкого контакта с токоведущими частями, что при токах свыше 20 ампер может быть небезопасно.

Для реверсивного пуска используется пара пускателей. Клеммы питающего напряжения на входе соединяются по прямой схеме: 1–1, 2–2, 3–3. А на выходе встречно: 4–5, 5–4, 6–6. Чтобы избежать короткого замыкания при случайном одновременном нажатии двух кнопок «Пуск» на пульте управления, напряжение на втягивающие катушки подается через дополнительные контакты противоположных пускателей. Так, чтобы при замкнутой основной группе контактов линия, которая идет на соленоид соседнего прибора, была разомкнута.

На пульте управления устанавливается трехкнопочный пост с однопозиционными – одно действие за одно нажатие – кнопками: одна «Стоп» и две «Пуск». Разводка проводов в нем следующая:

• один фазный провод подается на кнопку «Стоп» (она всегда нормально замкнута) и перемычками с нее на кнопки «Пуск», которые всегда нормально разомкнуты.
• С кнопки «Стоп» два провода на дополнительные контакты пускателей, которые при их срабатывании замыкаются. Так обеспечивается блокировка.
• С кнопок «Пуск» перекрестно по одному проводу на дополнительные контакты пускателей, которые при их срабатывании размыкаются.

Подробнее о схемах подключения магнитных пускателей для трехфазных электродвигателей читайте здесь.

Использование схемы «звезда-треугольник»

Сравнительно редко используется комбинированная схема подключения, известная как «звезда-треугольник». Она позволяет производить плавный пуск при схеме звезда, а в процессе основной работы включается треугольник, обеспечивающий максимальную мощность агрегата.

Данная схема подключения довольно сложная, требующая использования сразу трех магнитных пускателей, устанавливаемых в соединения обмоток. Первый МП включается в сеть и с концами обмоток. МП-2 и МП-3 соединяются с противоположными концами обмоток. Подключение треугольником выполняется ко второму пускателю, а подключение звездой – к третьему. Категорически запрещается одновременное включение второго и третьего пускателей. Это приведет к короткому замыканию между фазами, подключенными к ним. Для предотвращения подобных ситуаций между этими пускателями устанавливается блокировка. Когда включается один МП, у другого происходит размыкание контактов.

Работа всей системы происходит по следующему принципу: одновременно с включением МП-1, включается МП-3, подключенный звездой. После плавного пуска двигателя, через определенный промежуток времени, задаваемый реле, происходит переход в обычный рабочий режим. Далее происходит отключение МП-3 и включение МП-2 по схеме треугольника.

Вариант 2: переподключение пусковой намотки (однофазный двигатель 220В)

Второй способ организовать реверс асинхронного мотора 220 Вольт – поменять местами начало и конец пусковой обмотки. Делается это по аналогии с первым вариантом:

1. Из четырех проводов, выходящих из коробки мотора, выясните, какие из них соответствуют отводкам пусковой намотки.
2. Изначально конец В пусковой обмотки соединялся с началом С рабочей, а начало А подключалось к пускозарядному конденсатору. Сделать реверс однофазного двигателя можно, подключив емкость к выводу В, а начало С с началом А.

Переподключение пусковой намотки

После описанных выше действий получаем схему, как на рисунке выше: точки А и В поменялись местами, значит ротор стал обращаться в противоположную сторону.

В чём состоит принцип реверсивного движения

Поскольку принцип работы электродвигателя переменного тока построен на вращении магнитных полей в определённом направлении, то и для его изменения придётся менять магнитные поля. Сам принцип работы реверса невероятно прост — необходимо поменять местами провода, отвечающие за основное вращение и запуск. Поскольку каждый из них подключён как к плюсу, так и к минусу, смена проводом полностью инвертирует полярность магнитного поля. В свою очередь это значит, что двигаться оно начнёт в обратном направлении, увлекая за собой ротор, а вместе с этим и всю систему в принципе.

Как запускается

1. Фактически, двигатель запускает магнитное поле. Оно начинает вращать ротор – подвижный элемент мотора. Создается оно с помощью двух обмоток: рабочей и пусковой. Пусковая (вспомогательная) по размеру меньше. К электросети ее подключают через индуктивность или емкость. Включается она только в момент запуска. Маломощные моторы обладают замкнутой накоротко пусковой обмоткой.
2. Осуществление запуска делается с помощью нажатия на кнопку пуска. Ее удерживают несколько секунд, пока ротор разгоняется.
3. Когда кнопка запуска отпускается, перестает работать пусковая обмотка, то есть двигатель переходит в двухфазный режим работы. Его поддерживает соответствующая компонента переменного магнитного поля.
4. Пусковая обмотка работает достаточно малое количество времени. Обычно, не более трех секунд. Если увеличить время работы вспомогательной обмотки, двигатель перегреется, что станет причиной возгорания изоляции или поломки всего мотора. Своевременное нажатие пусковой кнопки очень важный момент в работе с однофазным двигателем.
5. В электродвигателях обычно имеется центробежный выключатель или тепловое реле. Это повышает надежность корпуса машины.
6. Центробежный выключатель нужен для отключения вспомогательной обмотки во время набора скорости ротором. Пользователь в это не вмешивается, так как процесс полностью автоматизирован.
7. Тепловое реле нужно, чтобы отключить обе обмотки в случае их перегрева.

Реверс однофазных синхронных машин

Для запуска этим моторам необходима вторая обмотка на статоре, в цепь которой включен фазосдвигающий элемент, обычно бумажный конденсатор. Реверсировать можно только те, у которых обе статорных обмотки равнозначны – по диаметру провода, числу витков, а также при условии, что одна из них не отключается после набора оборотов.

Суть схемы реверсирования в том, что фазосдвигающий конденсатор будет подключаться то к одной из обмоток, то к другой. Для примера рассмотрим асинхронный однофазный двигатель АИРЕ 80С2 мощностью 2,2 кВт.

В его клеммной коробке шесть резьбовых выводов, обозначенных литерами с цифрами W2 и W1, U1 и U2, V1 и V2. Чтобы двигатель вращался по часовой стрелке, коммутация производится следующим образом:

• Сетевое напряжение подается на клеммы W2 и V1.
• Концы одной обмотки соединяются с клеммами U1 и U2. Чтобы ее запитать, они соединяются перемычками по схеме U1–W2 и U2–V1.
• Концы второй обмотки подключают к клеммам W2 и V2.
• Фазосдвигающий конденсатор подключают к клеммам V1 и V2.
• Клемма W1 остается свободной.

Вариант 3: смена пусковой обмотки на рабочую, и наоборот

Организовать реверс однофазного мотора 220В теми способами, что описаны выше, можно только при условии, что из корпуса выходят отводки от обеих обмоток со всеми началами и концами: А, В, С и D. Но часто встречаются моторы, в которых производитель намеренно оставил снаружи только 3 контакта. Этим он обезопасил устройство от различных «самоделок». Но все же выход есть.

Смена пусковой обмотки на рабочую, и наоборот

На рисунке выше изображена схема такого, «проблемного», мотора. У него выходят из корпуса только три провода. Они помечаются коричневым, синим и фиолетовым цветами. Зеленая и красная линии, соответствующие концу В пусковой и началу С рабочей намотки, соединены между собой внутри. Доступ к ним без разборки двигателя мы получить не сможем. Поэтому изменить вращение ротора одним из первых двух вариантов не представляется возможным.

В этом случае поступают так:

1. Снимают конденсатор с начального вывода А;
2. Подсоединяют его к конечному выводу D;
3. От проводов А и D, а также фазы, пускают отводки (можно сделать реверс с использованием ключа).

Схема подключения однофазного двигателя

Посмотрите на рисунок выше. Теперь, если подключить фазу к отводку D, то ротор вращается в одну сторону. Если же фазный провод перекинуть на ветку A, то можно изменить направление вращения в противоположную сторону. Реверс можно осуществлять, вручную разъединяя и соединяя провода. Облегчить работу поможет использование ключа.

Важно понимать

Важно! Последний вариант реверсивной схемы подключения асинхронного однофазного мотора неправильный. Его можно использовать, только если соблюдаются условия:

• Длина пусковой и рабочей намоток одинакова;
• Площадь их поперечного сечения соответствует друг другу;
• Эти провода изготавливаются из одного и того же материала.

Все эти величины влияют на сопротивление. Оно у обмоток должно быть постоянным. Если вдруг длина или толщина проводов отличаются друг от друга, то после того, как вы организуете реверс, окажется, что сопротивление рабочей намотки станет таким же, как было раньше у пусковой, и наоборот. Это может стать и причиной того, что мотор не сможет запуститься.

Внимание! Даже если длина, толщина и материал обмоток совпадают, работа при измененном направлении вращения ротора не должна быть продолжительной. Это чревато перегревом и выходом из строя двигателя. КПД при этом тоже оставляет желать лучшего.

Осуществить реверс асинхронного мотора 220В просто, если концы обмоток отводятся из корпуса наружу. Сложнее его организовать, когда выводов всего три. Рассмотренный нами третий способ реверсирования подходит только для кратковременного включения двигателя в сеть. Если работа с обратным вращением обещает быть продолжительной, то мы рекомендуем вскрыть коробку для переключения методами, описанными в 1 и 2 варианте: так безопасно для агрегата, и сохраняется КПД.

Схема реверса — реализация на практике

Чтобы ротор начал вращаться в противоположную сторону, необходимо поменять вторую и третью фазу местами. Отметим, что сначала он будет продолжать двигаться в первоначальном направлении по инерции, и лишь спустя некоторое время перейдёт в состояние равновесия, из которого сменит направленность.

Полярность пусковой обмотки, необходимой для задания направления, можно выполнить по схеме с использованием специального управляющего тумблера. Прежде всего его необходимо подобрать, исходя из разрешённого напряжения мотора и токовой нагрузке, а также необходимых зафиксированных положений — 2 или 3. Ток на тумблер стоит выводить от стартовой обмотки, поскольку она работает не так долго и в целом экономит ресурс. Таким образом можно сократить расходы на обслуживание всей системы и контактной группы в частности.

Специалисты советуют выполнять реверс асинхронного двигателя следующим образом:

• если пуск предполагается тяжёлый, то его можно упростить при помощи добавочного конденсатора. Это актуально только для схем, которые используют подключение с самовозвратом ПНВ. Тогда тумблер реверса будет осуществлять включение только если ротор заторможен, но не во время работы, повышая эффективность и стабильность системы;
• посадочное место тумблера для реверса должно быть защищено от случайного срабатывания. Поскольку это сопровождается огромными скачками тока, подобное позволит сэкономить энергию и моторесурс двигателя;
• если механизм не выполняет реверс нужным образом, то после подключения нужно проверить правильность подключения проводов — нередко клеммы путают и вся схема сбивается. Также работоспособность зависит от целостности проводки.

С учётом того факта, что даже мельчайшие проблемы могут привести к сбою работы реверса, важно хорошо проверить весь механизм перед запуском. Это позволить избежать поломок и аварийных ситуаций.

Обзор конструкции

Три основные составляющие двигателя – ротор, статор и корпус. Кожух обеспечивает защитные функции, предупреждает повреждения на статоре и роторе. Также позволяет закрепить подвижную, стационарную часть асинхронной машины.

Статор размещен неподвижно в двигателе, содержит станину и магнитопровод. Под воздействием пресса магнитный проводник фиксируется к станине и формирует электромагнитное ядро. Магнитное поле, создаваемое в ядре, беспрерывно вращается. Тонкие листы магнитопровода выполнены из электротехнической листовой стали, крепление пластин способствует образованию пазов и зубцов статора. Шихтованный сердечник, выступающий дополнительным элементом статора, также создан из статорных пластин. Листы сердечника соединяются сваркой, прессом и кольцевыми шпонками – аналогично образован магнитопровод.

Обмотка ротора представлена короткозамкнутыми кольцами, внешне напоминающими колеса беличьих клеток. Включает латунные или медные стержни, приваренные к короткозамкнутым кольцам на торцах. Кольца вбиты в пазы. Статор и ротор разделен воздушной прослойкой.

Обмотка двигателей с фазным ротором в начале изолирована, концы припаяны к контактным кольцам, позволяющим подключить пуско-регулирующий реостат. Цепь ротора получает дополнительное сопротивление, дает возможность регулировать частоту вращения и уменьшения пусковых токов.

Коллекторные однофазные двигатели и их особенности

Однофазный двигатель является наиболее распространённым в бытовых условиях двигателем, который часто воспроизводят своими руками. Причина этого кроется в однофазной сети на 220В, подведённой к большинству мастерских, домов и частных участков. Однако перед началом работы важно определить, какого типа перед вами мотор — коллекторный или асинхронный. В большинстве ситуацию на механизме присутствует маркировка, но если в вашу руки он попал после ремонта или перестройки, то надёжнее будет обратить внимание на наличие щёток в механизме, расположенных возле коллектора, а также медного барабана, который разделён на равные секции.

Коллекторные двигатели исключительно однофазные и весьма распространены в бытовой технике. Из их преимуществ стоит выделить:

• быстрый старт — сразу после подачи электричества мотор начинает разгоняться с большим числом оборотов;
• удобство реверса — благодаря системе, обратить движение ротора в обратную сторону не составляет труда. Для этого нужно поменять полярность магнитного поля;
• регулировка скорости вращения — меняя амплитуду напряжения и угла отсечки, можно контролировать интенсивность работы ротора.

По этим причинам коллекторные двигатели находят своё применение в бытовой и строительной технике. Однако они имеют и ряд недостатков:

• высокая шумность — при выходе на большие обороты движок начинает очень сильно шуметь. Это сглаживается на малых вращениях, но не так часто;
• сложность техобслуживания — коллекторный двигатель нужно регулярно проверять и чистить. Графит от стирающихся щёток загрязняет токоприёмник и выводит всю систему из строя.

Строение и принцип работы асинхронных двигателей мы уже рассматривали выше. В отличие от коллекторных, такие движки работают практически незаметно даже при большом числе оборотов. Поэтому их используют в технике, которой критично иметь низкие шумовые пределы при продолжительной работе — например, холодильники, кондиционеры и климатические системы.

Подбирайте конденсаторы грамотно

Для правильного подбора конденсатора нужно знать, какой емкостью он должен обладать. Для этого существует очень сложная формула, но в бытовых условиях будет достаточно и соблюдения нескольких рекомендаций ниже:

• если устройство будет выполнять функцию рабочего конденсатора, его нужно выбирать из расчета 0,7-0,8 мкФ на 1 кВт мощности привода;
• если функция будет пусковой, то емкость конденсатора должна быть в 2-3 раза больше.

Рабочее напряжение всех конденсаторов обязательно должно быть на 150% больше, чем рабочее напряжение сети. То есть для сети на 200 В, нужно брать устройство с напряжением минимум 330 В. Для пусковых конденсаторов существуют специальные маркировки со словами Start (Starting). Запуск двигателя с таким прибором будет проходить гораздо лучше, но покупать их необязательно.

Подписка на рассылку

Чтобы механизмы на производстве или в быту, будь-то дерево или металлообрабатывающие станки, консольный насос, конвейерная лента, кран-балка, заточной станок, электрическая газонокосилка, кормоизмельчитель или другое устройство работали без поломок, необходимо, в первую очередь, чтобы вал электродвигателя вращался в правильную сторону.
Во избежание ошибок и не допуска вращения вала механизма в противоположную сторону согласно пункту 2.5.3 «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» на корпусе самого механизма и приводном двигателе должны быть нанесены стрелки направления вращения электродвигателя.

Направление вращения вала электродвигателя

Определение направления вращения электродвигателя выполняется со стороны единственного конца вала. В том случае если двигатель имеет два конца вала, то вращение определяют со стороны вала, который имеет больший диаметр. Согласно ГОСТ 26772-85 правому направлению соответствует движение вала по часовой стрелке. У наиболее распространенных трехфазных двигателей с короткозамкнутым ротором вращение вала в правую сторону будет осуществляться, если последовательность фаз, по которым подается напряжение на концы обмоток статора, будет соответствовать алфавитной последовательности их маркировки – U1, V1, W1.

Для однофазных двигателей с короткозамкнутым ротором вращение вала по часовой стрелке будет выполняться при условии, когда фаза будет подаваться на конец рабочей обмотки.

Изменение направления вращения вала в трехфазных электродвигателях

Эксплуатация некоторых механизмов требует левостороннего вращения вала. Зная, как изменить направление вращения электродвигателя, это можно сделать без какой-либо доработки или переделки самого приводного двигателя. Для смены направления движения нужно:

Если эксплуатация двигателя требует постоянного переключения двигателя с правостороннего вращения на левостороннее, его подключение осуществляют по специальной схеме,

Реверс однофазного электродвигателя

Запустить вращение однофазного асинхронного электродвигателя можно переподключив фазу на начало рабочей обмотки.

Зная, как поменять направление вращения электродвигателя, можно подключить однофазный электродвигатель с возможностью переключения правостороннего вращения на левостороннее с помощью трехконтактного переключателя.

Чтобы изменить направление вращения двигателя постоянного тока, нужно изменить направление вращающего момента М = смФ/я. Это можно сделать, изменив направление тока в обмотке якоря или направление магнитного потока в обмотке возбуждения. При одновременном изменении направления тока якоря и магнитного потока в обмотке возбуждения направление вращения не изменяется. Схемы соединений для изменения направления вращения представлены на рис. 6.1.

Реверс конденсаторного двигателя

Из-за особенностей механизма, конденсаторный движок подключает реверс только при наличии конденсаторов. Если исключить их из системы, мотор будет включаться, но запуска не произойдёт, так как не генерируется достаточная для старта сила.

Первая схема включает конденсатор, установленный в цепи питания пусковой обмотки. Имея отличный старт, такой механизм сильно проседает в мощности, которая оказывается ниже номинальной. Вторая схема подключения действует обратным образом — подключая конденсатор в цепь рабочей обмотки, вы получаете сравнительно тяжёлый старт, но рабочие характеристики остаются на высоком уровне. Таким образом обе схемы находят своё применение в разных условиях — первая нужна для устройств с тяжёлым пуском, а вторая в устройствах, которым жизненно необходимо рабочие характеристики.

Третий вариант предусматривает установку сразу двух конденсаторов. Чаще всего выбирают именно этот вариант, поскольку он берёт лучшее от обеих схем — отличный старт и приличные рабочие характеристик, но взамен требует более тщательной настройки, регулярного техобслуживания и специальной кнопки ПНВС. При работе активными остаются обе обмотки, и пусковая, и рабочая, причём первая даже при отключении продолжает работать через конденсатор.

Ключевым моментом в реализации реверса при помощи конденсаторов — их правильный выбор. Чтобы правильно рассчитать их характеристики, специалисты используют сложную формулу с несколькими переменными. Однако на практике всё оказывается проще, если соблюдать пару рекомендаций:

• для рабочего конденсатора следует выбирать характеристики в районе 70-80 мкФ на 1 кВт полной мощности двигателя;
• для пускового конденсатора такие показатели должны быть в 2, а то и 3 раза выше;
• напряжение конденсатора должно превосходить напряжение сети минимум в полтора раза. Например, для стандартной однофазной сети в 220 В следует подобрать ёмкость в 330, 380 В или больше.

Отметим, что на рынке электроники присутствуют специализированные конденсаторы, изначально рассчитанные под старт. Они имеют соответствующую маркировку и обеспечивают плавный пуск.

Разница между асинхронными и коллекторными электродвигателями

Самый простой способ понять отличия между двигателями можно по специальному шильдику – табличек, на который есть все данные о машине. Но если электродвигатель уже подвергался ремонту, доверять этой информации уже нельзя, ведь кто знает, что может вас ждать под корпусом. Так что всегда лучше узнавать нужную информацию опытным путем.

Основные неисправности

Искрение, возникающее между щетками и коллектором – самый главный вопрос, требующий внимания. Чтобы избежать неисправностей более серьезных, таких как их отслаивание и деформация или перегрев ламелей, сработавшуюся щетку необходимо заменить.

Помимо этого, возможно замыкание между обмотками якоря и статора, вызывающее сильное искрение на переходе коллектор-щетка или значительное падение магнитного поля.

Чтобы продлить срок службы двигателя, необходимо соблюдение двух условий – профессиональный изготовитель и грамотный пользователь, т.е. строгое соблюдение режима работы.

Видео: Коллекторный электрический двигатель

Мы вновь возвращаемся в мир занимательного — как электротехника, так как считаю, что эти знания нам просто всем необходимы в нашей повседневной жизни.

Читать также: Почему паяльник не нагревается

Устройство коллекторных движков

Главное отличие асинхронных и коллекторных двигателей заключается в их устройстве. У коллекторного двигателя в конструкции всегда будут щетки, которые располагаются возле коллектора. Медный барабан, который разделен на секции – тоже один из главных признаков двигателя коллекторного типа.

Их выпускают только однофазными и часто ставят в бытовые приборы. Это связано с возможностью получения большего количества оборотов как на старте, так и после завершения пуска. Они очень удобные, ведь менять их направление легко. Для этого требуется лишь смена полярности. Поменять скорость вращения тоже не сложно: нужно изменить амплитуду напряжения, которое питает прибор.

Главный недостаток коллекторного движка – высокий шум при работе на высокой скорости. Недостатки коллекторных 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.

Еще один минус использования коллекторного электродвигателя – постоянное трение, которое происходит из-за щеток, требует более регулярного техобслуживания. Его отсутствие может привести к полной остановке работы мотора.

Особенности подключения

Как было сказано выше, не каждый частотный преобразователь может работать с однофазным двигателем, поскольку при его подключении третья (неподключенная) фаза фактически будет в обрыве, что вызовет ошибку. Поэтому необходимо внимательно ознакомиться с документацией к ПЧ — производитель должен явно указать, что имеется возможность подключения и работы однофазной нагрузки.

Поскольку однофазный двигатель содержит конденсатор, при изменении рабочей частоты не удастся обеспечить нужный сдвиг фаз, и двигатель на пониженных частотах (менее 30 Гц) будет перегреваться. Это следует учитывать при выборе диапазона рабочих частот и способа охлаждения привода.

При однофазном подключении двигателя оперативный реверс через панель управления или настройки ПЧ невозможен. Поменять направление вращения можно, изменив схему подключения обмоток внутри двигателя.

Постановка задачи

Предположим, что у уже подсоединенного с использованием пускозарядной емкости асинхронного однофазного двигателя изначально вращение вала направлено по часовой стрелке, как на картинке ниже.

Уточним важные моменты:

Выводы

Как можно заметить, реверс однофазного двигателя не является чем-то сложным — наоборот, он широко используется во многих системах и механизмах как часть работы движка. Однако в тех случаях, когда обратное вращение не предусмотрено, приходится искать альтернативный способ реверсировать вращение. В зависимости от конструкции мотора, сделать это можно без разбора всего механизма. Важно только проводить работу с большим вниманием к деталям и со знанием дела, начертить схему, чтобы не возникало проблем и аварийных ситуаций в будущем.

Защита электродвигателей

Автоматы защиты электродвигателя трёхфазного предохраняют от тока короткого замыкания, от длительных перегрузок, от дисбаланса фаз в электропитании или внутри электродвигателя. Это приводит к перегреву двигателя и к отказам в работе. Защитное устройство автоматически отключит двигатель при появлении нештатной ситуации.

Часто применяется защита электродвигателя при помощи универсальных мотор-автоматов. Эти устройства имеют модульную конструкцию и управляют работой силовых контакторов, а некоторые мотор-автоматы разрешают точно регулировать параметры защитного отключения.

При выборе асинхронных машин и в процессе их эксплуатации следует учитывать характеристики асинхронного электродвигателя. Только при этом условии можно добиться наиболее эффективного использования установки.

Преимущества машин и недостатки

К достоинствам относят:

Недостатки связаны и использованием щеточно-коллекторного перехода, влекущего:

Схема подключения коллекторного двигателя с реверсом

Чтобы осуществить реверс коллекторного двигателя, необходимо знать:

1. Не на каждом коллекторном моторе можно осуществить реверс. Если на корпусе указана стрелка вращения, то его нельзя применять в реверсивных устройствах.
2. Все двигатели, имеющие высокие обороты предназначены для вращения в одну сторону. Например, у электродвигателя, устанавливаемого в болгарках.
3. У двигателя, который имеет небольшие обороты, вращение может осуществляться в разные стороны. Такие моторы смонтированы в электроинструментах, например, электродрелях, шуруповертах, стиральных машинах и т.п.

На рисунке представлена схема универсального коллекторного двигателя, который может работать как от постоянного, так и переменного тока.

Чтобы изменилось вращение ротора, достаточно поменять полярность напряжения на обмотке ротора или статора, как и в двигателях постоянного тока, от которых универсальные машины практически не отличаются.

Если просто изменить полярность подводящего напряжения на коллекторном двигателе, направление вращения ротора не изменится. Это необходимо учитывать при подключении электродвигателя к сети.

Также следует знать, что в моторах большой мощности коммутируют обмотку якоря. При переключении обмоток статора возникает напряжение самоиндукции, которое достигает величин, способных вывести двигатель из строя.

Конструктора-любители в своих поделках применяют различные типы двигателей. Зачастую они используют щеточный электродвигатель от стиральной машинки автомат. Это удобные моторчики, которые можно подключать непосредственно к сети 220 вольт. Они не требуют дополнительных конденсаторов, а регулировку оборотов можно легко производить с помощью стандартного диммера. На клеммную колодку выводятся шесть или семь выводов.

Зависит от типа двигателя:

• Два идут на щетки коллектора.
• От таходатчика на колодку приходит пара проводов.
• Обмотки возбуждения могут иметь два или три провода. Третий служит для изменения скорости вращения.

Чтобы выполнить реверс двигателя от стиральной машины, следует поменять местами выводы обмотки возбуждения. Если имеется третий вывод, то его не используют.

Смена направления движения привода

По факту, пусковая обмотка в двигателе нужна для того, чтобы заставить ротор двигаться, ведь он может начать вращение только с посторонней помощью. Иначе его не запустить.

Обе обмотки, рабочая и пусковая, располагаются на статоре, как уже было сказано, перпендикулярно друг другу. Но вот рабочая фаза места занимает в два раза больше, чем пусковая. Ротор в таком двигателе имеет наиболее простую конструкцию. Как правило, это «беличья клетка».

А что было бы при отсутствии вспомогательной обмотки на статоре однофазного двигателя 220В? Что если не подавать туда ток? В таком случае, во время подключения привода к сети в главной обмотке будет возникать магнитное поле и оно будет пульсировать. Ротор при этом начинает пронизывать изменяющийся магнитный поток. Вот только если ротор не был в движении с самого начала, а подача переменного тока будет идти только в главную обмотку, то деталь и не заработает. Все потому что вращательный момент по часовой стрелке и против будет нулевым, то есть причин для начала вращения не будет. Даже несмотря на то, что в роторе будет индуцироваться ЭДС.

А вот есть ротор и вал немного подтолкнуть, он будет продолжать вращаться в заданном стартовым толчком направлении. На это будет две причины:

• возникновение ЭДС и соответствующих токов в роторе, которые отталкиваются от магнитного поля согласно закону Ампера;
• величина результирующего момента по направлению толчка будет больше, чем против его направления.

Как итог – ротор продолжит вращаться.

Чтобы получить реверс однофазного двигателя 220В с емкостью, нужно лишь позаботиться о подаче пускового толчка в противоположном от изначального направления. Этого можно достигнуть, изменить относительный порядок, в котором чередуются фазы в рабочих и пусковых обмотках.

Чтобы обеспечить подобные условия, потребуется переключение одной из двух обмоток. Другими словами, «полярность» включения выводов обмотки в сеть и конденсатор нужно изменить. Реализация достаточно проста, ведь на однофазных движках всегда есть клеммники, куда выводятся все концы обмоток. Главная обмотка характерна маленьким сопротивлением относительно пусковой, так что обнаружить их с мультиметром в режиме омметра очень легко.

Лучше всего вывести концы вспомогательной обмотки на переключатель с двумя полюсами без фиксации.

Для чего нужен реверс двигателя?

Многие механические действия в бытовых и промышленных устройствах, осуществляются с помощью асинхронного движка. В связи, с чем часто возникает необходимость изменения направления движения, исходя из выполняемых задач. Иногда функция реверса для механизма является постоянной, а иногда — временной.

1. К первой разновидности относятся все грузоподъемные механизмы краны, электроприводы запорно-регулирующих устройств и исполнительных механизмов, работающих в режиме «открыть/закрыть».
2. К другой разновидности реверса, относят механизмы, в которых данная функция используется очень редко, обычно в аварийных случаях: конвейеры, эскалаторы, насосные агрегаты.

Функцию реверса в электродвигателе иногда используют для торможения, поскольку при отсоединении его от электросети, ротор, располагая значительной инерционностью, продолжает свою работу. Такой кратковременный пуск реверса вызывает процесс торможения движка. Данный способ еще называют противовключением.

Однофазный

Теперь поговорим еще об одном виде асинхронных электродвигателей. Это однофазные конденсаторные машины переменного тока. У них две обмотки, из которых, после пуска, работает только одна из них. Такие двигатели имеют свои особенности. Рассмотрим их на примере модели АВЕ-071-4С.

По-другому они еще называются асинхронными двигателями с расщепленной фазой. У них на статоре намотана еще одна, вспомогательная обмотка, смещенная относительно основной. Пуск производится при помощи фазосдвигающего конденсатора.

Схема однофазного асинхронного двигателя

Из схемы видно, что электрические машины АВЕ отличаются от своих трехфазных собратьев, а также от коллекторных однофазных агрегатов.

Всегда внимательно читайте, что написано на бирке! То, что выведено три провода, абсолютно не значит, что это для подключения на 380 в. Просто спалите хорошую вещь!

Включение в работу

Первое, что нужно сделать, это определить, где середина катушек, то есть, место соединения. Если наш асинхронный аппарат в хорошем состоянии, то это сделать будет проще – по цвету проводов. Можно посмотреть на рисунок:

Если все так выведено, то проблем не будет. Но чаще всего приходится иметь дело с агрегатами, снятыми со стиральной машины неизвестно когда, и неизвестно кем. Здесь, конечно, будет сложнее.

Стоит попробовать вызвонить концы при помощи омметра. Максимальное сопротивление – это две катушки, соединенные последовательно. Помечаем их. Дальше, смотрим на значения, которые показывает прибор. Пусковая катушка имеет сопротивление больше, чем рабочая.

Теперь берем конденсатор. Вообще, на разных электрических машинах они разные, но для АВЕ это 6 мкФ, 400 вольт.

Если точно такого нет, можно взять с близкими параметрами, но с напряжением, не ниже 350 В!

Давайте обратим внимание: кнопка на рисунке служит для пуска асинхронного электродвигателя АВЕ, когда он уже включен в сеть 220! Другими словами, должно быть два выключателя: один общий, другой – пусковой, который, после его отпускания, отключался бы сам. Иначе спалите аппарат.

Если нужен реверс, то он делается по такой схеме:

Если все сделано правильно, тогда будет работать. Правда, есть одна загвоздка. В борно могут быть выведены не все концы. Тогда с реверсом будут сложности. Разве что разбирать и выводить их наружу самостоятельно.

Вот некоторые моменты, как подсоединять асинхронные электрические машины к сети 220 вольт. Схемы несложные, и при некоторых усилиях вполне возможно все это сделать собственными руками.

Реверс трехфазного двигателя, подключенного к сети с одной фазой

Смена направления вращения ротора двигателя с одной рабочей фазой выполняется гораздо легче, чем трехфазного. Тем не менее в жизни бывают ситуации, когда необходимо осуществить реверс трехфазного двигателя, подключенного в однофазную сеть. Что же делать в такой ситуации? Вначале скажем, что такая возможность есть.

И все же при наличии дома трехфазного двигателя на 380 В, не спешите включать его в розетку. Чтобы использование трехфазного двигателя в однофазной сети было безопасным, схема и подключение электропривода нуждаются в значительном совершенствовании.

Подключение трехфазного двигателя в сеть с напряжением 220 В требует переключения обмоток и подключения в цепь конденсатора.

Пример реверсивного двигателя

Яркий пример реверсивного двигателя – однофазный двигатель асинхронного типа РД 09. Электропривод РД 9 впервые был выпущен в Советском Союзе и до сих применяется, когда производят дозаторы подачи жидких или сыпучих веществ/материалов, игровые автоматы, следящие системы в автоматизированных приборах.

Главные особенности 09:

• реверсивный электродвигатель переменного тока;
• многоступенчатый цилиндрический зубчатый редуктор;
• размещение двигателя и редуктора в одном корпусе;
• продолжительный режим работы.