Jak změnit rotaci jednofázového kondenzátorového motoru?

Zpravidla jsou naše domy, garáže a další hospodářské budovy napojeny na zdroj 220V, což je jednofázová síť. V tomto ohledu jsou všichni spotřebitelé navrženi tak, aby fungovali z jednofázové sítě vyrobené se dvěma vodiči, z nichž jeden je neutrální a druhý fázový. Provoz mnoha elektrických spotřebičů zahrnuje jednofázové elektromotory, jejichž připojení zahrnuje některé jemnosti.

Jak se rozhodnout pro typ motoru

Pokud je motor nový, nebudou žádné zvláštní problémy, protože jeho typový štítek označuje typ motoru a další údaje. Pokud byl motor opraven, pak je určení jeho typu spojeno s určitými obtížemi: ​​deska by se mohla jednoduše ztratit nebo mechanicky poškodit. Proto je v takových případech lepší vědět, jak nezávisle určit typ motoru.

Kolektorové motory

Určení, zda je motor komutátorový nebo asynchronní, není vůbec obtížné, protože mají různé struktury. Charakteristickým rozdílem mezi komutátorovým motorem je přítomnost kartáčů, které jsou stacionární, a také komutátoru, který se otáčí a sestává ze sady měděných desek. Na tyto desky jsou přitlačeny kartáče, které přenášejí elektrický proud do vinutí kotvy motoru.

Výhodou takových motorů je, že rychle zrychlují a umožňují vám dosáhnout vysokých rychlostí. Změnou polarity je navíc možné změnit směr otáčení zařízení. Neméně důležitý je fakt, že si můžete snadno organizovat ovládání otáček motoru s jejich nastavením v širokém rozsahu.

Značnou nevýhodou komutátorových motorů je jejich zvýšená hlučnost při provozu, zejména ve vysokých otáčkách. Co se týká nízkých otáček, lze výkon těchto motorů považovat za vcelku přijatelný. Je třeba také vzít v úvahu, že tření kartáčů a komutátoru vede k opotřebení kartáčů i komutátoru. V důsledku toho musíte vyměnit kartáče nebo brousit komutátor. Pokud nebudete neustále sledovat stav kartáčů a komutátoru, je vysoká pravděpodobnost, že zařízení bude muset být opraveno.

Asynchronní motory

Konstrukce asynchronního motoru je poněkud odlišná od konstrukce komutátorového motoru i přesto, že má také stator a rotor (kotvu), zatímco asynchronní motory mohou být buď jednofázové, nebo třífázové. Elektrické spotřebiče pro domácnost jsou zpravidla vybaveny jednofázovými asynchronními motory.

Výhodou asynchronních motorů je, že jsou tišší, proto se instalují do domácích spotřebičů, jejichž provoz je spojen s kritickými hladinami hluku při dlouhodobém provozu.

Existují dva typy asynchronních motorů – kondenzátorové a se startovacím vinutím (bifilární). Startovací vinutí je potřebné pouze pro nastartování motoru, po kterém se vypne a nepodílí se na provozu motoru.

Kondenzátorové motory se vyznačují tím, že přídavné vinutí kondenzátoru pracuje nepřetržitě. Toto vinutí je posunuto vůči pracovnímu vinutí o 90 stupňů. Díky této konstrukci je možné měnit směr otáčení motoru. Přítomnost kondenzátoru na motoru naznačuje, že se jedná o kondenzátorový motor.

Pokud změříte odpor rozběhového a provozního vinutí, snadno určíte typ asynchronního motoru. Startovací vinutí je zpravidla vyrobeno z tenčího drátu a jeho odpor je několikanásobně větší než vinutí pracovní. Normální provoz takových motorů je zajištěn speciálním spínacím zařízením. Kondenzátorové motory se spouštějí běžným spínačem, páčkovým spínačem nebo tlačítkem.

Možnosti připojení pro jednofázové asynchronní motory

Motory se startovacím vinutím

Pro ovládání provozu asynchronního motoru se spouštěcím vinutím bylo vyvinuto speciální tlačítko. Skládá se ze tří kontaktů, z nichž jeden se po zapnutí zařízení vypne. Toto tlačítko se nazývá „PNVS“ a obsahuje střední kontakt, který se po zapnutí nezablokuje, a dva vnější kontakty, které se uzamknou.

Pokud má motor spouštěcí vinutí, může mít 3 nebo 4 svorky. Změřením jejich odporu můžete zjistit, který konec nebo které 2 konce souvisí se startovacím vinutím.

U motoru se 3 svorkami je jeden konec startovacího vinutí již připojen k pracovnímu vinutí. Jak bylo uvedeno výše, pracovní vinutí má vždy menší odpor ve srovnání s vinutím startovacím. U motoru se 4 svorkami bude muset být spouštěcí vinutí připojeno k pracovnímu vinutí nezávisle na spouštěcím tlačítku. V důsledku toho získáte také 3 výstupy, které se podílejí na provozu motoru:

• Jeden konec od pracovního vinutí.
• Druhý konec je z počátečního vinutí.
• Třetí konec je společný (spojení pracovního a startovacího vinutí).

Proto se připojení takových motorů od sebe neliší, stačí najít vinutí a připojit je k relé PNVS.

• Připojení jednofázového motoru se startovacím vinutím pomocí tlačítka PNVS.

Správné připojení:

Tři vodiče vycházející z motoru jsou připojeny takto: vodič představující startovací vinutí je připojen ke střednímu (hornímu) kontaktu a zbývající dva k vnějším (také horním) kontaktům. Na vnější kontakty (spodní) je přivedeno napájení 220 V, přičemž střední spodní kontakt je propojen propojkou s bočním kontaktem (spodní), který zahrnuje pracovní vinutí, nikoli však společné, které představuje připojení pracovního a startovací vinutí. Jinak motor prostě nenastartuje.

Kondenzátorové motory

Existují tři možnosti (schéma) připojení kondenzátorových motorů k síti 220V. Bez kondenzátorů nebude motor fungovat. Nespustí se a bude vydávat bzučivý zvuk. Takový dlouhodobý provoz může vést k přehřátí a selhání.

První obvod je spojen se začleněním kondenzátoru do výkonového obvodu vinutí kondenzátoru. Takové schéma snadno nastartuje motor, ale jeho provoz je spojen s nízkou účinností. Obvod, kde je kondenzátor připojen k napájecímu obvodu pracovního vinutí, má nejlepší ukazatele účinnosti, ale vznikají problémy se spouštěním motoru. Proto se první okruh používá pro těžké startovací podmínky, pokud není vyžadován vysoký výkon.

Obvod se dvěma kondenzátory

Třetí možnost připojení zahrnuje instalaci 2 kondenzátorů, takže obvod představuje něco mezi dvěma výše popsanými možnostmi. Obvod je umístěn uprostřed a jeho zapojení je detailněji znázorněno na fotografii níže. K implementaci takového schématu přepínání budete potřebovat tlačítko NVDS. Druhý kondenzátor je nutné pouze krátce připojit při zrychlování motoru. Po odpojení startovacího kondenzátoru zůstanou v provozu dvě vinutí a startovací vinutí musí být připojeno přes kondenzátor.

Jiná schémata zapojení nevyžadují tlačítko PNVS, protože připojení kondenzátorů je pevné po celou dobu provozu elektromotoru. Proto stačí použít klasický jistič s pevnými kontakty.

Existují 2 typy jednofázových asynchronních motorů – bifilární (se startovacím vinutím) a kondenzátorové. Jejich rozdíl je v tom, že u bifilárních jednofázových motorů startovací vinutí funguje pouze do zrychlení motoru. Poté se vypíná speciálním zařízením – odstředivým spínačem nebo spouštěcím relé (v ledničkách). To je nutné, protože po přetaktování to snižuje efektivitu.

U kondenzátorových jednofázových motorů běží vinutí kondenzátoru neustále. Dvě vinutí – hlavní a pomocné, jsou vůči sobě posunuty o 90°. Díky tomu můžete změnit směr otáčení. Kondenzátor u takových motorů je obvykle připevněn ke skříni a lze jej podle této funkce snadno identifikovat.

Schéma zapojení pro jednofázový motor přes kondenzátor

Při připojení jednofázového kondenzátorového motoru existuje několik možností pro schémata zapojení. Bez kondenzátorů elektromotor hučí, ale nestartuje.

• 1 obvod – s kondenzátorem v napájecím obvodu spouštěcího vinutí – startuje dobře, ale během provozu výkon, který produkuje, není zdaleka jmenovitý, ale mnohem nižší.
• 3, spojovací obvod s kondenzátorem v připojovacím obvodu pracovního vinutí poskytuje opačný efekt: nepříliš dobrý výkon při spuštění, ale dobrý výkon. V souladu s tím se první obvod používá v zařízeních s těžkým startem as pracovním kondenzátorem – pokud jsou zapotřebí dobré výkonové charakteristiky.
• Schéma 2 – připojení jednofázového motoru – nainstalujte oba kondenzátory. Ukazuje se něco mezi výše popsanými možnostmi. Toto schéma se používá nejčastěji. Je na druhém obrázku. Při organizaci tohoto obvodu potřebujete také tlačítko typu PNVS, které připojí kondenzátor pouze během doby startu, dokud motor „nezrychlí“. Pak zůstanou připojena dvě vinutí s pomocným vinutím přes kondenzátor.

Schéma zapojení pro třífázový motor přes kondenzátor

Zde je napětí 220 voltů rozloženo do 2 sériově zapojených vinutí, kde každé je dimenzováno na toto napětí. Výkon se tedy ztrácí téměř dvakrát, ale takový motor lze použít v mnoha zařízeních s nízkým výkonem.

Maximálního výkonu motoru 380 V v síti 220 V lze dosáhnout pomocí zapojení do trojúhelníku. Kromě minimálních ztrát výkonu zůstávají nezměněny také otáčky motoru. Zde se každé vinutí používá pro své vlastní provozní napětí, tedy výkon.

Je důležité si zapamatovat: třífázové elektromotory mají vyšší účinnost než jednofázové motory 220 V. Pokud je tedy k dispozici vstup 380 V, nezapomeňte jej připojit – zajistíte tak stabilnější a ekonomičtější provoz zařízení. Ke spuštění motoru nebudete potřebovat různé startéry a vinutí, protože ve statoru se ihned po připojení do sítě 380 V objeví točivé magnetické pole.

Online výpočet kapacity kondenzátoru motoru

Zadejte data pro výpočet kondenzátorů – výkon motoru a účinnost

Existuje speciální vzorec, který lze použít k přesnému výpočtu požadované kapacity, ale snadno si vystačíte s online kalkulačkou nebo doporučeními odvozenými z mnoha experimentů:

Pracovní kondenzátor se odebírá rychlostí 0,8 μF na 1 kW výkonu motoru;
Spouštěč je vybrán 2-3krát více.

Kondenzátory musí být nepolární, to znamená ne elektrolytické. Provozní napětí těchto kondenzátorů musí být minimálně 1,5x vyšší než napětí sítě, to znamená, že pro síť 220 V bereme kondenzátory s provozním napětím 350 V a vyšším. Pro usnadnění startování hledejte ve startovacím obvodu speciální kondenzátor. Ve svém označení mají slova Start nebo Starting.

Startovací kondenzátory pro motory

Tyto kondenzátory lze vybrat metodou od nejmenšího po největší. Po takto zvolené průměrné kapacitě můžete postupně přidávat a sledovat provozní režim motoru, aby se nepřehříval a měl dostatek výkonu na hřídeli. Také startovací kondenzátor se vybírá přidáváním, dokud se nerozběhne plynule bez prodlev.

Při běžném provozu třífázových asynchronních elektromotorů s kondenzátorovým rozběhem, připojených na jednofázovou síť, se předpokládá, že s rostoucími otáčkami hřídele se bude kapacita kondenzátoru měnit (snižovat). V okamžiku rozběhu asynchronních motorů (zejména se zátěží na hřídeli) v síti 220 V je potřeba zvýšená kapacita kondenzátoru s fázovým posunem.

Změna směru pohybu motoru

Pokud po připojení motor funguje, ale hřídel se neotáčí požadovaným směrem, můžete tento směr změnit. To se provádí změnou vinutí pomocného vinutí. Tuto operaci lze provést dvoupolohovým spínačem, jehož centrální kontakt je připojen k výstupu z kondenzátoru a ke dvěma vnějším vývodům z „fáze“ a „nuly“.

Čtěte více: Barevné značení fází

Reverzace jednofázového motoru

Jednofázový je asynchronní motor, jehož stator má pouze jedno pracovní vinutí, přímo napájené z jedné fáze sítě. V jednofázovém motoru je také pomocné (startovací) vinutí, které se používá pouze v okamžiku, kdy se motor rozběhne, aby dal rotoru počáteční impuls ve skutečnosti se zapíná startovací vinutí, aby se přivedl; rotor ze své rovnovážné polohy, jinak by se bez vnější pomoci nepohnul ze svého místa a musel by být tlačen jiným způsobem.

Jako každý motor má i jednofázový motor rotor, který se otáčí, a stator, který je stacionární a slouží pouze k vytvoření časově proměnného magnetického pole. Pracovní a spouštěcí vinutí jsou na statoru umístěny navzájem v pravém úhlu a pracovní vinutí zabírá dvakrát více štěrbin než spouštěcí vinutí.

Dá se říci, že v okamžiku spuštění takový motor pracuje jako dvoufázový a poté se přepne do jednofázového provozního režimu. Rotor jednofázového asynchronního motoru je v provedení nejrozšířenější – klec nakrátko (typ „klece nakrátko“) nebo válcový (dutý).

Co by se stalo, kdyby na statoru nebylo vůbec žádné startovací vinutí, nebo by tam bylo, ale nepoužívalo se. V tomto případě by se při zapnutí motoru v pracovním vinutí objevilo pulzující magnetické pole a rotor by byl vystaven měnícímu se magnetickému toku, který by do něj pronikl.

Pokud je však rotor zpočátku nehybný a náhle přivedeme střídavý proud pouze na pracovní vinutí, rotor se nepohne, protože celkový točivý moment (proti směru a směru hodinových ručiček) bude roven nule, navzdory EMF indukovanému v rotoru, a není důvod k rotaci, protože výsledné ampérové ​​síly se navzájem přesně kompenzují.

Ale je to úplně něco jiného, ​​pokud je rotor tlačený – pak se bude dále otáčet stejným směrem jako startovací tlak, protože nyní, nejen podle zákona elektromagnetické indukce, se v rotoru indukuje EMF a odpovídající vzniknou proudy, které se podle Ampérova zákona budou od magnetického pole odpuzovat, ale také (protože rotor již rotuje) bude výsledný moment ve směru tlaku větší než moment proti směru tlaku. . Výsledkem je pokračující rotace rotoru.

Aby spouštěcí vinutí mohlo v počátečním okamžiku rotor tlačit, musí být nejen prostorově posunuto vůči pracovnímu vinutí, ale také proud v něm musí být fázově posunut vůči proudu pracovního vinutí. vinutí, pak bude kombinované působení těchto dvou statorových vinutí ekvivalentní nejen pulzujícímu magnetickému poli, ale již rotujícímu magnetickému poli. A to je právě to, co je potřeba pro zrychlení rotoru v okamžiku rozběhu jednofázového motoru.

Čtěte více: Označení fáze a nuly

Pro fázový posun proudu ve startovacím vinutí se zpravidla používá kondenzátor požadované kapacity, zapojený do série se startovacím vinutím a vytvářející fázový posun o 90 stupňů. Toto je standardní řešení pro motory s dělenou fází.

Jakmile je motor nastartován, obsluha stiskne spínací tlačítko, které napájí obvod startovacího vinutí, a jakmile otáčky dosáhnou požadované hodnoty odpovídající nominální hodnotě při dané frekvenci sítě, tlačítko uvolní. .

Pro získání zpětného chodu jednofázového motoru s rozběhem kondenzátoru stačí zajistit stav, kdy je rozběhový impuls přiveden v jiném směru, než byl původně přiveden. Toho je dosaženo změnou relativního pořadí fází pracovního a startovacího vinutí.

K zajištění těchto podmínek je nutné přepnout pracovní nebo spouštěcí vinutí, to znamená změnit „polaritu“ připojení jeho svorek k síti nebo k síti a ke kondenzátoru. To není obtížné implementovat, protože jednofázový motor má svorkovnici, ke které je připojen každý konec jak spouštěcího, tak provozního vinutí. Pracovní vinutí má menší aktivní odpor než spouštěcí vinutí, takže je snadné jej najít pomocí multimetru. Nejlepším řešením je umístit přívody startovacího vinutí na dvoupólový mžikový spínač.

Kutilské reverzibilní zapojení jednofázového asynchronního motoru

Před výběrem schématu zapojení pro jednofázový asynchronní motor je důležité určit, zda provést reverzaci. Pokud pro správnou funkci budete často potřebovat změnit směr otáčení rotoru, pak je vhodné zorganizovat reverzaci pomocí tlačítkové stanice. Pokud vám stačí jednosměrná rotace, pak postačí nejjednodušší obvod bez možnosti přepínání. Co ale dělat, když se po připojení přes něj rozhodnete, že je ještě potřeba změnit směr?

Formulace problému

Předpokládejme, že asynchronní jednofázový motor, již připojený pomocí startovací-nabíjecí kapacity, má zpočátku otáčení hřídele ve směru hodinových ručiček, jako na obrázku níže.

Ujasněme si důležité body:

• Bod A označuje začátek počátečního vinutí a bod B jeho konec. Hnědý vodič je připojen k počáteční svorce A a zelený vodič je připojen ke koncové svorce.
• Bod C označuje začátek pracovního vinutí a bod D jeho konec. Červený vodič je připojen k počátečnímu kontaktu a modrý vodič je připojen ke konečnému kontaktu.
• Směr otáčení rotoru je označen šipkami.

Dali jsme si za úkol reverzovat jednofázový motor bez otevření jeho pouzdra tak, aby se rotor začal otáčet opačným směrem (v tomto příkladu proti pohybu hodinové ručičky). Dá se to řešit třemi způsoby. Pojďme se na ně podívat blíže.

Možnost 1: opětovné připojení pracovního vinutí

Chcete-li změnit směr otáčení motoru, můžete pouze zaměnit začátek a konec pracovního (trvale zapnutého) vinutí, jak je znázorněno na obrázku. Možná si myslíte, že k tomu budete muset otevřít pouzdro, vyjmout vinutí a otočit jej. Není třeba to dělat, protože stačí pracovat s kontakty zvenčí:

1. Z pouzdra by měly vycházet čtyři dráty. 2 z nich odpovídají počátkům pracovního a startovacího vinutí a 2 jejich koncům. Určete, který pár patří pouze k pracovnímu vinutí.
2. Uvidíte, že k tomuto páru jsou připojeny dvě čáry: fáze a nula. S vypnutým motorem změňte fázi změnou fáze z počátečního kontaktu vinutí na konečný a nula – z konečného na počáteční. Nebo naopak.

Ve výsledku dostaneme diagram, kde si body C a D vzájemně mění místa. Nyní se rotor asynchronního motoru bude otáčet v opačném směru.

Přečtěte si více: Jaký je rozdíl mezi uzemněním a uzemněním?

Možnost 2: opětovné připojení startovacího vinutí

Druhým způsobem, jak uspořádat zpětný chod 220voltového asynchronního motoru, je zaměnit začátek a konec startovacího vinutí. To se provádí analogicky s první možností:

1. Ze čtyř vodičů vycházejících z motorové skříně zjistěte, který z nich odpovídá odbočkám vinutí startéru.
2. Zpočátku byl konec B spouštěcího vinutí připojen k začátku C pracovního vinutí a začátek A byl připojen ke spouštěcímu nabíjecímu kondenzátoru. Jednofázový motor můžete obrátit připojením kapacity ke svorce B a začátku C na začátek A.

Po výše popsaných akcích získáme diagram jako na obrázku výše: body A a B si vyměnily místa, což znamená, že se rotor začal otáčet v opačném směru.

Možnost 3: změna startovacího vinutí na pracovní vinutí a naopak

Zpětný chod jednofázového motoru na 220 V je možné uspořádat pomocí výše popsaných metod pouze tehdy, pokud z pouzdra vycházejí odbočky z obou vinutí se všemi začátky a konci: A, B, C a D. Často jsou však motory v které jim výrobce záměrně nechal mimo jen 3 kontakty. Tím ochránil zařízení před různými „domácími produkty“. Ale stále existuje cesta ven.

Obrázek výše ukazuje schéma takového „problematického“ motoru. Z pouzdra vycházejí pouze tři dráty. Jsou označeny hnědou, modrou a fialovou barvou. Zelená a červená čára odpovídající konci B startovacího vinutí a začátku C pracovního vinutí jsou vnitřně propojeny. Bez rozebrání motoru se k nim nedostaneme. Proto není možné změnit rotaci rotoru pomocí jedné z prvních dvou možností.

V tomto případě postupujte takto:

1. Vyjměte kondenzátor z počáteční svorky A;
2. Připojte jej ke konečné svorce D;
3. Odbočky se spouštějí z vodičů A a D, stejně jako fáze (můžete ji obrátit pomocí klíče).

Podívejte se na obrázek výše. Nyní, když připojíte fázi ke kohoutu D, rotor se otáčí jedním směrem. Pokud je fázový vodič převeden na větev A, pak lze změnit směr otáčení v opačném směru. Reverzaci lze provést ručním odpojením a připojením vodičů. Použití klíče vám usnadní práci.

Důležité! Poslední verze schématu reverzibilního zapojení pro asynchronní jednofázový motor je nesprávná. Lze jej použít pouze při splnění následujících podmínek:

• Délka startovacího a pracovního vinutí je stejná;
• Jejich průřezová plocha si navzájem odpovídá;
• Tyto dráty jsou vyrobeny ze stejného materiálu.

Všechny tyto veličiny ovlivňují odpor. Ve vinutích musí být konstantní. Pokud se náhle délka nebo tloušťka drátů od sebe liší, poté, co uspořádáte zpětný chod, se ukáže, že odpor pracovního vinutí bude stejný jako předtím pro počáteční vinutí a naopak. To může také způsobit, že se motor nespustí.

Varování! I když jsou délka, tloušťka a materiál vinutí stejné, provoz se změněným směrem otáčení rotoru by se neměl prodlužovat. To může vést k přehřátí a selhání motoru. Účinnost také ponechává mnoho přání.

Je snadné obrátit 220V asynchronní motor, pokud jsou konce vinutí odkloněny z pouzdra ven. Je obtížnější to zorganizovat, když existují pouze tři závěry. Třetí způsob reverzace, který jsme uvažovali, je vhodný pouze pro krátkodobé připojení motoru k síti. Pokud práce se zpětným chodem slibuje, že bude dlouhá, pak doporučujeme otevřít spínací skříňku pomocí metod popsaných ve variantách 1 a 2: je to pro jednotku bezpečné a účinnost je zachována.