Пусковая и рабочая обмотки электродвигателя: Поиск рабочей и пусковой катушки однофазного асинхронного электродвигателя | Полезные статьи

Подключение однофазного двигателя: схемы, проверка, видео

Чаще всего к нашим домам, участкам, гаражам подведена однофазная сеть 220 В. Поэтому оборудование и все самоделки делают так, чтобы они работали от этого источника питания. В этой статье рассмотрим, как правильно сделать подключение однофазного двигателя.

Содержание статьи

• 1 Асинхронный или коллекторный: как отличить
  • 1.1 Как устроены коллекторные движки
  • 1.2 Асинхронные
• 2 Схемы подключения однофазных асинхронных двигателей
  • 2.1 С пусковой обмоткой
  • 2.2 Конденсаторный
    • 2.2.1 Схема с двумя конденсаторами
    • 2.2.2 Подбор конденсаторов
    • 2.2.3 Изменение направления движения мотора

Асинхронный или коллекторный: как отличить

Вообще, отличить тип двигателя можно по табличке — шильдику — на которой написаны его данные и тип. Но это только в том случае, если его не ремонтировали. Ведь под кожухом может быть что угодно. Так что если вы не уверены, лучше определить тип самостоятельно.

Так выглядит новый однофазный конденсаторный двигатель

Как устроены коллекторные движки

Отличить асинхронный и коллекторный двигатели можно по строению. У коллекторных обязательно есть щетки. Они расположены возле коллектора. Еще обязательный атрибут движка этого типа — наличие медного барабана, разделенного на секции.

Такие двигатели выпускаются только однофазные, они часто устанавливаются в бытовой технике, так как позволяют получить большое число оборотов на старте и после разгона. Также они удобны тем, что легко позволяют менять направление вращения — необходимо только поменять полярность. Несложно также организовать изменение скорости вращения — изменением амплитуды питающего напряжения или угла его отсечки. Потому и используются подобные двигатели в большей части бытовой и строительной техники.

Строение коллекторного двигателя

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.

Второй неприятный момент — наличие щеток и постоянного трения приводит к необходимости регулярного технического обслуживания. Если токосъемник не чистить, загрязнение графитом (от стирающихся щеток) может привести к тому, что соседние секции в барабане соединятся, мотор попросту перестанет работать.

Асинхронные

Асинхронный двигатель имеет статор и ротор, может быть одно и трёхфазным. В данной статье рассматриваем подключение однофазных двигателей, потому речь пойдет только о них.

Асинхронные двигатели отличаются невысоким уровнем шумов при работе, потому устанавливаются в технике, шум работы которой критичен. Это кондиционеры, сплит-системы, холодильники.

Строение асинхронного двигателя

Есть два типа однофазных асинхронных двигателей — бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные. Вся разница состоит в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле (в холодильниках). Это необходимо, так как после разгона она только снижает КПД.

В конденсаторных однофазных двигателях конденсаторная обмотка работает все время. Две обмотки — основная и вспомогательная — смещены относительно друг друга на 90°. Благодаря этому можно менять направление вращения. Конденсатор на таких двигателях обычно крепится к корпусу и по этому признаку его несложно опознать.

Более точно определить бифилярный или конденсаторный двигатель перед вами, можно при помощи измерений сопротивления обмоток. Если сопротивление вспомогательной обмотки больше в два раза (разница может быть еще более значительная), скорее всего, это бифилярный двигатель и эта вспомогательная обмотка пусковая, а значит, в схеме должен присутствовать выключатель или пусковое реле. В конденсаторных двигателях обе обмотки постоянно находятся в работе и подключение однофазного двигателя возможно через обычную кнопку, тумблер, автомат.

Схемы подключения однофазных асинхронных двигателей

С пусковой обмоткой

Для подключения двигателя с пусковой обмоткой потребуется кнопка, у которой один из контактов после включения размыкается. Эти размыкающиеся контакты надо будет подключить к пусковой обмотке. В магазинах есть такая кнопка — это ПНВС. У нее средний контакт замыкается на время удержания, а два крайних остаются в замкнутом состоянии.

Внешний вид кнопки ПНВС и состояние контактов после того как кнопка «пуск» отпущена»

Сначала при помощи измерений определяем какая обмотка рабочая, какая — пусковая. Обычно вывод от мотора имеет три или четыре провода.

Рассмотрим вариант с тремя проводами. В этом случае две обмотки уже объединены, то есть один из проводов — общий. Берем тестер, измеряем сопротивление между всеми тремя парами. Рабочая имеет самое меньшее сопротивление, среднее значение — пусковая обмотка, а наибольшее — это общий выход (меряется сопротивление двух последовательно включенных обмоток).

Если выводов четыре, они звонятся попарно. Находите две пары. Та, в которой сопротивление меньше — рабочая, в которой больше — пусковая. После этого соединяем один провод от пусковой и рабочей обмотки, выводим общий провод. Итого остается три провода (как и в первом варианте):

• один с рабочей обмотки — рабочий;
• с пусковой обмотки;
• общий.

С этими тремя проводами и работаем дальше — используем для подключения однофазного двигателя.

Со всеми этими 

Все три провода подключаем к кнопке. В ней тоже имеется три контакта. Обязательно пусковой провод «сажаем на средний контакт (который замыкается только на время пуска), остальные два — на крайние (произвольно). К крайним входным контактам ПНВС подключаем силовой кабель (от 220 В), средний контакт соединяем перемычкой с рабочим (обратите внимание! не с общим). Вот и вся схема включения однофазного двигателя с пусковой обмоткой (бифилярного) через кнопку.

Конденсаторный

При подключении однофазного конденсаторного двигателя есть варианты: есть три схемы подключения  и все с конденсаторами. Без них мотор гудит, но не запускается (если подключить его по схеме, описанной выше).

Схемы подключения однофазного конденсаторного двигателя

Первая схема — с конденсатором в цепи питания пусковой обмотки — хорошо запускаются, но при работе мощность выдают далеко не номинальную, а намного ниже. Схема включения с конденсатором в цепи подключения рабочей обмотки дает обратный эффект: не очень хорошие показатели при пуске, но хорошие рабочие характеристики. Соответственно, первую схему используют в устройствах с тяжелым пуском (бетономешалки, например), а с рабочим конденсором — если нужны хорошие рабочие характеристики.

Схема с двумя конденсаторами

Есть еще третий вариант подключение однофазного двигателя (асинхронного) — установить оба конденсатора. Получается нечто среднее между описанными выше вариантами. Эта схема и реализуется чаще всего.  Она на рисунке выше в середине или на фото ниже более детально. При организации данной схемы тоже нужна кнопка типа ПНВС, которая будет подключать конденсатор только не время старта, пока мотор «разгонится». Потом подключенными останутся две обмотки, причем вспомогательная через конденсатор.

Подключение однофазного двигателя: схема с двумя конденсаторами — рабочим и пусковым

При реализации других схем — с одним конденсатором — понадобится обычная кнопка, автомат или тумблер. Там все соединяется просто.

Подбор конденсаторов

Есть довольно сложная формула, по которой можно высчитать требуемую емкость точно, но вполне можно обойтись рекомендациями, которые выведены на основании многих опытов:

• рабочий конденсатор берут из расчета 70-80 мкФ на 1 кВт мощности двигателя;
• пусковой — в 2-3 раза больше.

Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети 220 вольт берем емкости с рабочим напряжением 330 В и выше. А чтобы пуск проходил проще, для пусковой цепи ищите специальный конденсатор. У них в маркировке присутствует слова Start или Starting, но можно взять и обычные.

Изменение направления движения мотора

Если после подключения мотор работает, но вал крутится не в том направлении, которое вам надо, можно поменять это направление. Это делают поменяв обмотки вспомогательной обмотки. Когда собирали схему, один из проводов подали на кнопку, второй соединили с проводом от рабочей обмотки и вывели общий. Вот тут и надо перекинуть проводники.

Как все может выглядеть на практике

Асинхронный двигатель с пусковым конденсатором

1. Применение асинхронных двигателей в стиральных машинах

Асинхронные двигатели нашли широкое применение как в промышленности,так и в быту. В целом следует отметить два самых распространённых вида асинхронных двигателей — это конденсаторные (иногда их называют двухфазные) и трёхфазные.

Конденсаторные двигатели, которые мы будем рассматривать, часто применялись в стиральных машинах 80х-90х гг. выпуска. В таких машинках количество оборотов барабана при отжиме достигало всего лишь лишь 400-600 оборотов в минуту, реже 800 или 1000, где уже применялась электронная схема управления. В 2000-x годах, было выпущено крайне мало стиральных машин с такими двигателями. С развитием электронных технологий, конденсаторные асинхронные двигатели канули в прошлое, поскольку на смену им пришли более компактные и динамичные универсальные коллекторные двигатели, а также трёхфазные двигатели с частотным регулированием скорости. Для осуществления привода барабана стиральных машин, производителям пришлось по ряду причин отказаться от применения конденсаторных асинхронных двигателей. Но это не означает, что асинхронные двигатели и вовсе исключили из конструкции стиральных машин. Например в стиральных машинах с функцией сушки горячим воздухом,простейшие односкоростные конденсаторные двигатели применяются до сих пор в качестве приводов вентиляторов, которые обдувают ТЭН сушки, прогоняя горячий воздух в бак стиральной машины.

2. Устройство асинхронного двигателя

1. Крышки двигателя 2. Подшипники 3. Ротор 4. Статор 5. Крыльчатка охлаждения Рис.2 Устройство асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель имеет в своём составе две основные детали: статор и ротор, разделённые воздушным зазором. Статор (от латинского-стою) — неподвижная часть двигателя, взаимодействующая с подвижной частью-ротором. Активными частями статора являются обмотки и магнитопровод (сердечник). Обмотка статора в общем случае представляет собой многофазную обмотку, проводники которой равномерно уложены по окружности в пазы сердечника. Асинхронные двигатели для стиральных машин имеют две скорости вращения. В режиме стирки частота вращения на роторе двигателя составляет около 300 об/мин, а в режиме отжима (центрифугирования) 2800 об/мин. Поэтому, такие двигатели называют двухскоростные и для каждого режима работы применяется своя обмотка. Статор в рассматриваемом двигателе является электромагнитом, который создаёт магнитное поле.

3.

Принцип работы конденсаторного асинхронного двигателя

Для привода барабана в стиральных машинах всегда применялись двухскоростные конденсаторные асинхронные двигатели.
Конденсаторный двигатель — разновидность асинхронного двигателя, в обмотки которого включен конденсатор для создания сдвига фазы тока. Подключается в однофазную сеть посредством специальных схем. Работоспособная схема подключения такого двигателя содержит конденсатор (пусковой конденсатор), от чего и произошло название.

Давайте рассмотрим простейшую схему подключения конденсаторного двигателя на примере Рис.4

Одна из обмоток (её чаще называют рабочей) подключают напрямую к сети, а пусковую обмотку последовательно через конденсатор. Рабочая и пусковая обмотки геометрически сдвинуты друг относительно друга на определённый угол. Для работы асинхронных двигателей важно, чтобы частота вращения ротора не была равна частоте вращения магнитного поля, создаваемое током обмотки статора. Отсюда и название — асинхронный двигатель. Но однофазная обмотка на статоре не способна создавать вращающее круговое магнитное поле. Поэтому, для соблюдения условий работы асинхронного двигателя, необходимо, что бы и токи были сдвинуты по фазе. Конденсатор в цепи пусковой обмотки создаёт сдвиг фаз токов на электрический угол «фи»=90°. Магнитное поле статора воздействует на обмотку ротора и по закону электромагнитной индукции наводит в них ЭДС. В обмотке ротора под действием наводимой ЭДС возникает собственное магнитное поле и ток, которое вступает во взаимодействие с вращающимся магнитным полем статора. В результате на каждый зубец магнитопровода ротора действует сила, которая складываясь по окружности, создает вращающий электромагнитный момент, заставляющий ротор вращаться. Относительная разность скоростей вращения ротора и магнитного потока, создаваемого обмотками статора называется скольжение асинхронного двигателя.

А — рабочая обмотка В — пусковая обмотка С — пусковой конденсатор Простая схема подключения асинхронного двигателя через конденсатор Рис. 4

А теперь представьте, если бы в пусковой обмотке не было конденсатора. Тогда магнитное поле создаваемое статором, создавало бы такое же магнитное поле в роторе. При такой схеме подключения, двигатель можно представить лишь в качестве трансформатора и совпадающие по фазе токи не смогли бы создать вращающее круговое магнитное поле, а пусковой момент был бы настолько мал, что ротор оставался бы почти неподвижным.

4. Неисправности и диагностика. Пуск асинхронного двигателя стиральной машины

Характерный признак неисправности при работе конденсаторных асинхронных двигателей проявляется как правило в ослаблении вращающего момента, вследствие чего ротор двигателя, особенно под нагрузкой, не в силах совершить полный оборот.Из-за этого в стиральной машине, барабан с бельём совершает неполные покачивающие движения напоминающие колебание маятника. В подобных двигателях стиральных машин можно выделить несколько причин такой неисправности.

Самая распространённая причина — это потеря ёмкости пускового конденсатора, из-за чего сдвиг фаз токов пусковой и рабочей обмотки становится незначительным и не создаётся мощного вращающего момента ротора двигателя. Хотя при этом в режиме холостого хода (без нагрузки) двигатель может запускаться нормально. Подобная проблема не относится непосредственно к неисправности самого двигателя. В этом случае требуется только замена пускового конденсатора.

Другая причина — это межвитковое замыкание одной из обмоток двигателя. Причём поведение в работе двигателя иногда схоже с потерей ёмкости пускового конденсатора, но сопровождается сильным нагревом статорной обмотки, завышенным потребляемым током, иногда появляется запах гари и характерный гудящий звук. Иногда, при межвитковом замыкании в цепи обмоток режима отжима, обмотки режима стирки могут быть абсолютно исправны и работать нормально, и наоборот. В этом случае двигатель подлежит замене. Если нет возможности его заменить, то можно обратиться на предприятие где профессионально занимаются ремонтом электродвигателей.

Иногда при неисправности в двигателе одна или несколько обмоток могут быть в полном обрыве.

В остальных случаях проблем работы двигателей, можно выделить неисправности связанные с коммутирующими устройствами и модулями управления, но это мы не будем рассматривать в данном материале.

Для того, чтобы отличить неисправность непосредственно двигателя от неисправности коммутирующих его устройств, необходимо произвести измерения электрического сопротивления обмоток, в частности электрического пробоя обмоток на корпус статора, подключить двигатель напрямую измерив потребляемый рабочий ток. Данные о потребляемом токе указаны на шильдике двигателя, а электрические сопротивления и схема соединения обмоток указываются в сервисной инструкции для мастеров.

Ниже, на Рис.5 и Рис.6 приведена схема проверки двухскоростного асинхронного электродвигателя стиральной машины. Мы взяли самую сложную встречающуюся схему колодки двигателя с применением тахогенератора и термозащиты. Тахогенератор (Т) и термозащита (ТН) при проверке двигателя напрямую не подключаются к схеме. Для того,чтобы измерить ток в обмотках амперметр (A) подключается последовательно в разрыв цепи, но можно использовать и токовые клещи. Завышенный рабочий ток может свидетельствовать о межвитковом замыкании обмоток статора. Пусковой конденсатор (С), может быть общим для пусковых обмоток отжима и стирки. Но иногда используются и схемы с двумя пусковыми конденсаторами. Изменение направления вращения двигателя для режима стирки происходит путём изменения подключения полюсов обмоток. В режиме отжима двигатель вращается всегда в одну сторону.

5. Режимы работы и коммутация обмоток асинхронного двигателя в стиральных машинах

Как мы и говорили, в стиральных машинах всегда применяются две скорости вращения двигателя. В режиме стирки, двигатель вращается медленно, а в режиме отжима (центрифугирования) с большой скоростью. Коммутация обмоток асинхронного двигателя в стиральных машинах традиционно осуществляется при помощи электромеханического командного аппарата. В режиме стирки, двигатель вращается через определённую паузу с поочерёдным изменение направлением вращения. Это делается для того, что бы белье в барабане не перекручивалось. В режиме отжима двигатель вращается в постоянном направлении.

Как видно на представленных ниже фрагментах схемы ,контакты командоаппарата имеют несколько положений. Вывод двигателя номер 5 является общим для обеих обмоток и включается напрямую с общей шиной питания, а другие выводы двигателя запитаны через соответствующие контакты командоаппарата, тем самым создавая электрическую цепь. В этой схеме применяется один пусковой конденсатор, но в некоторых бывает и два конденсатора. Иногда, коммутация обмоток и управление двигателем (например в стиральных машинах Ardo TL80) осуществляется посредством электронного модуля с расположенными на нём симистором управления двигателем и контрольной цепью тахогенератора.

6. Преимущества и недостатки однофазных асинхронных двигателей

К преимуществам можно отнести: простоту конструкции, относительно высокий ресурс двигателя, низкий уровень шума по сравнению с коллекторными двигателями (речь о которых идёт в другой главе), практически не требует профилактического обслуживания, максимум требуется смазывание, либо замена подшипников.
К недостаткам можно отнести: большие габариты и массу двигателя, большой пусковой ток, применение нескольких обмоток для каждого режима работы двигателя, низкий КПД (коэффициент полезного действия), при неизменном габарите невозможно увеличить мощность двигателя, этим и объясняется его применение в стиральных машинах с низким числом оборотов барабана при отжиме, плохая управляемость электронными схемами.

7. Частые вопросы

• Для чего нужен конденсатор в цепи пусковой обмотки электродвигателя?

Конденсатор в асинхронных двигателях используется для сдвига фаз токов пусковой и рабочей обмотки, в результате чего возникает вращающееся магнитное поле. Сдвиг фаз обязательное условие для работы конденсаторных асинхронных однофазных двигателей.

• Какая ёмкость пускового конденсатора применяется для пуска асинхронных двигателей стиральных машин?

Для каждого типа двигателей индивидуально подбирается значение ёмкости конденсатора. Самые распространённые номиналы ёмкостей (ёмкость конденсатора измеряется в микрофарадах): 8,5 мкф, 11,5 мкф, 12,5 мкф, 14 мкф,16 мкф, 18 мкф, 20 мкф, 22 мкф и 25 мкф. Но самые распространённые 14 мкф и 16 мкф.

• Почему рабочее напряжение пускового (фазосдвигающего) конденсатора должно быть не менее 400 вольт?

Фазосдвигающий конденсатор устанавливается в цепи обмоток статора, которые обладают большой индуктивностью. При работе электродвигателя, особенно при его пуске и остановке, на обмотках высвобождается большая электродвижущая сила самоиндукции (ЭДС самоиндукции), в виде всплесков повышенного напряжения 300-600 вольт, приложенная именно к конденсатору. Если установить конденсатор с меньшим допустимым рабочим напряжением, то он выйдет из строя.

• Что произойдёт, если вместо конденсатора номинальной ёмкости предназначенного для оптимальной работы двигателя установить конденсатор большей или меньшей ёмкости?

Если величина ёмкости фазосдвигающего конденсатора выбрана больше, чем требуется при данных конкретных условиях работы электродвигателя, то двигатель будет быстро перегреваться. Если величина ёмкости выбрана меньше требуемой, то вращающий пусковой момент ослабнет, что может вызвать затруднённое вращение барабана с бельём в стиральной машине.

В электрической цепи с ёмкостным сопротивлением (конденсатором) ток опережает напряжение на угол «фи»=90°. Ток опережающий напряжение по фазе на 90°, называется реактивным или безваттным током, так как он не вызывает в цепи потребления мощности.

С включением последовательно пусковой обмотки и конденсатора, нарушается чисто ёмкостный (реактивный) характер цепи, в результате чего уменьшается угол сдвига фаз. Поэтому для каждого асинхронного однофазного двигателя ёмкость конденсатора пусковой обмотки подбирается таким образом,чтобы угол сдвига фаз тока относительно рабочей был близок к 90°.

Типичные неисправности и способы их предотвращения

Профилактическое обслуживание

16 мая 2018 г. 24 августа 2022 г.

Электродвигатели являются важным компонентом любого объекта. Тем не менее, электродвигатели могут быть подвержены любому количеству проблем, которые приводят к неисправностям и отказам двигателя. Сбои нарушают бизнес-операции, снижают производительность и отрицательно сказываются на результатах компании.

Тем не менее, мониторинг состояния электродвигателей обычно не является приоритетом для большинства организаций. Реактивное и профилактическое обслуживание всегда будет частью вашей деятельности. Тем не менее, важно перейти к программам профилактического обслуживания. Преимущества обнаружения, идентификации и оценки неисправностей электродвигателей заключаются в снижении количества отказов двигателя и времени непредвиденных простоев.

Чтобы обеспечить бесперебойную работу, внедрение программ профилактического обслуживания приводит к прогнозируемому и предписывающему обслуживанию в будущем. Чтобы добраться туда, вы должны понять основные причины отказов двигателя. Крайне важно определить наилучший план действий в случае возникновения сбоя. В рамках программы регулярного технического обслуживания средства диагностики и обслуживания следующего поколения, включающие подключенные инструменты, датчики и программное обеспечение, предлагают лучший способ контроля за состоянием электродвигателя.

Синий электродвигатель. Предоставлено: Getty Images

Что вызывает отказы обмотки электродвигателя?

Что вызывает отказ электродвигателей? Неблагоприятные условия эксплуатации — будь то электрические, механические или экологические — могут значительно сократить срок службы электродвигателя. Электромеханическое управление (EASA) приводит множество причин выхода из строя обмотки электродвигателя, в том числе:

• Электрические неисправности прерывают подачу питания на двигатель. Сюда входят отказы однофазных обмоток (соединенных звездой или треугольником), вызванные размыканием из-за перегоревшего предохранителя, разомкнутого контактора, обрыва линии питания или плохого соединения.
• Нарушения изоляции обычно вызваны загрязнением, истиранием, вибрацией или скачками напряжения. Включая обмотку, которая замкнута между фазами или между витками, имеет короткозамкнутую катушку, заземлена на краю паза или в пазе или имеет короткозамкнутое соединение.
• Термический износ изоляции одной фазы обмотки статора. Проблемы с изоляцией могут быть результатом неравного напряжения между фазами из-за несбалансированных нагрузок на источнике питания, плохого соединения на клемме двигателя или контакта с высоким сопротивлением. Также может иметь место термический износ во всех фазах обмотки статора, как правило, из-за требований нагрузки, превышающих номинальные характеристики двигателя, или из-за очень высоких токов в обмотке статора из-за заблокированного ротора. Это также может произойти в результате чрезмерных пусков или реверсов.
• Разболтанность и выход из строя подшипников. Другая распространенная неисправность возникает из-за механического трения, которое может быть результатом ослабления вала двигателя и/или подшипников двигателя. Наиболее распространенными механическими неисправностями являются дисбаланс валов, разболтанность, несоосность и подшипники. Часто эти механические неисправности связаны между собой: дисбаланс вала, ослабление крепления или несоосность, если их не устранить, вызовут повышенные нагрузки на подшипники, что приведет к их быстрому износу.

Техническое обслуживание, диагностика и предотвращение отказов электродвигателей

Индустрия 4.0 и дополненная реальность для отраслевой концепции. Рука держит планшет с приложением обслуживания A / R на экране для определения ремонта деталей машины с помощью холодильного контейнера на заводском фоне. Предоставлено: Adobe Stock

Процентные ставки и преимущества надежности и технического обслуживания по состоянию известны уже несколько десятилетий. Только недавно они объединились, чтобы сделать методы профилактической проверки, портативный мониторинг состояния, дистанционное управление и мониторинг, а также компьютеризированную систему управления техническим обслуживанием (CMMS) SaaS доступными и экономически эффективными. Эти инструменты обслуживания и обеспечения надежности следующего поколения поддерживают генерацию, сбор и консолидацию данных от датчиков, инструментов и существующих систем. Они также расширяют возможности удаленного мониторинга с помощью подключенных устройств, включая настольные компьютеры, планшеты или смартфоны.

Преимущества этих программных средств обслуживания включают:

• Облачная CMMS обеспечивает гибкий и простой в использовании метод управления активами, рабочими процессами и составлением отчетов.
• Подключенные инструменты и датчики предлагают всем ключевым заинтересованным сторонам доступ к необходимым им данным. Руководители предприятий, стремящиеся поддерживать работоспособность двигателей, инженеры, которые полагаются на точные данные для мониторинга состояния активов, и менеджеры по техническому обслуживанию, стремящиеся быть на шаг впереди отказов двигателей, могут получить доступ к данным.
• Инструменты интеграции данных и мобильности интегрируют сторонние системы, чтобы связать отделы технического обслуживания объектов с операционными показателями. Сочетание интеграции данных, управления и мобильного доступа дает обслуживающему персоналу и эксплуатационному персоналу возможность сопоставлять информацию об автоматизации процессов с операциями по техническому обслуживанию и учетными записями.

Использование этих инструментов и технологий может дать ключевое представление о состоянии электродвигателей. Как только основные причины выявлены и поняты, внедрение процедур профилактического обслуживания с помощью диагностических испытаний является лучшим способом устранения неисправностей обмотки электродвигателя.

Диагностика проблем

Чтобы диагностировать проблему, существует три шага в каждой категории, помогающие быстро и эффективно управлять рабочим процессом ремонта:

• Шаг 1: Выполнение видов отказов и анализ последствий для диагностики основной причины проблемы и проверьте машину на наличие проблем с серьезностью неисправности и рекомендацией по ремонту. Вибротестеры следует использовать для выявления механических неисправностей, а анализаторы двигателей – для электрических неисправностей.

• Шаг 2: Устраните основную причину проблемы. Замените подшипники, отбалансируйте вал и/или выровняйте валы.

Прежде чем вернуть машину в эксплуатацию, выполните быструю проверку, чтобы убедиться, что ремонт завершен.

Если вы подозреваете проблему с обмоткой электродвигателя, существуют три категории измерений, которые помогут определить вероятный источник неисправности: электрическая, механическая и тепловая.

Чтобы получить полную картину, оцените вероятные режимы отказа и сопоставьте правильные технологии обслуживания с наиболее вероятным режимом отказа. Программное обеспечение для обслуживания и устройства сбора данных, которые интегрируются со сторонними поставщиками решений, идеально подходят для достижения этой цели.

Как проверить проблемы с электродвигателем

ScopeMeter и датчик качества электроэнергии могут помочь в устранении неполадок в приводе. Наши инструменты также могут проверять выходную мощность привода и распределение мощности, выявляя потери энергии и повышая эффективность. Эти инструменты могут оценивать электронные гармоники, искажения и исследования нагрузки.

Тестер двигателя и изоляции обеспечивает безопасную работу, продлевает срок службы электрических систем и двигателей. Это устройство проверяет скорость двигателя, крутящий момент, мощность и КПД, а также проверяет ухудшение изоляции двигателя.

Тепловые проблемы в электродвигателях

Инфракрасные тепловизоры являются лучшей технологией для обнаружения электрических горячих точек в распределительных устройствах и контроллерах двигателей, для процесса экранирования и механических активов. Тепловизоры проверяют неисправные соединения, перегретые подшипники и уровни в резервуарах.

Механические проблемы электродвигателя

Вибрация и инструменты для выравнивания являются лучшей технологией для диагностики механических неисправностей вращающихся машин. Они могут проверить правильность центровки валов, дисбаланс, люфт, несоосность и подшипники.

Владельцы, операторы и менеджеры предприятий могут воспользоваться как интегрированными данными, так и управлением техническим обслуживанием с помощью единой системы. Специалисты по техническому обслуживанию могут экономично внедрить эту технологическую платформу, чтобы с легкостью удовлетворить свои потребности. Используя имеющийся у вас персонал и масштабируясь по мере необходимости, вы можете внедрить систему без дорогостоящей модернизации и крупных инвестиций в ИТ-инфраструктуру.

Использование этих инструментов обеспечивает максимальную гибкость и мощность для управления состоянием обмоток электродвигателей. Поддерживайте все активы вашей организации в рабочем состоянии без простоев.

Компания Fluke Reliability поможет вам найти наилучшее решение проблем с электродвигателями. Свяжитесь с нами, чтобы поговорить со специалистом.

Post Tags: #Content Hub#Motors#Профилактическое обслуживание#Техническое статья

Аналогичные посты

Надежность

Почему вы должны интегрировать свои данные

Byaccelix 15 декабря 2017 г. 17 июня 2021

Dave O O ‘Рейли, вице-президент по коммерции Fluke Corporation, предлагает краткий обзор нашего предстоящего вебинара

Подробнее Почему вам следует интегрировать свои данныеПродолжить

Однофазные промышленные двигатели — как они работают?

Что бы мы были без электродвигателя?

Эти машины дали нам все, от освещения и охлаждения до сверхбыстрых электромобилей, и все это путем преобразования электроэнергии в механическое движение. Существует много типов электродвигателей, но двигатель переменного тока остается обычным явлением в промышленности благодаря своей элегантности и проверенной временем производительности. Эти двигатели используют переменный ток и физику электромагнетизма для создания мощности вращения и бывают разных типов в зависимости от области применения. В этой статье будут рассмотрены однофазные промышленные двигатели, которые являются опорой современного мира и обеспечивают питание многих полезных инструментов. Этот двигатель, его принципы работы и его характеристики будут обсуждаться, чтобы помочь разработчикам понять преимущества однофазных двигателей, а также когда их использовать.

Что такое однофазные двигатели?

Однофазные двигатели представляют собой двигатель переменного тока, в котором используются электромагнитные принципы для создания полезной энергии вращения. Они работают почти так же, как работают двигатели с короткозамкнутым ротором, фазным ротором и другими многофазными двигателями, за исключением того, что они несколько упрощены (дополнительную информацию об этих двигателях можно найти в наших статьях о двигателях с короткозамкнутым ротором, фазным ротором и асинхронных двигателях). «Однофазный» относится только к входной мощности, поэтому существует много типов двигателей, использующих однофазные входы. Они обычно встречаются в асинхронных двигателях, но также могут быть синхронными. Однофазные двигатели содержат как статор, так и роторы, как и большинство электродвигателей, но они используют только одну обмотку в своем статоре, которая пропускает только один переменный ток, а их роторы, как правило, более простые, чем роторы других конструкций. Им также требуется стартер, так как использование только одной фазы входной мощности обеспечивает нулевой пусковой момент в состоянии покоя.

Как работают однофазные двигатели?

В однофазных двигателях используются как статоры, так и роторы, как и в других двигателях переменного тока, хотя они работают по-разному. В трехфазных двигателях 120-градусное разделение фаз между тремя переменными токами, протекающими через обмотки статора, создает вращающееся магнитное поле; однако магнитное поле, созданное только одной фазой, «пульсирует» между двумя полюсами двигателя, поскольку существует только один переменный ток, создающий два возможных состояния магнитного поля (переменный ток имеет два синусоидальных пика, где магнитные поля будут равными, но противоположными). в ориентации или «вверх-вниз»). Это аппроксимирует вращающееся поле, но не полностью. Этим двигателям необходимо дать начальный «толчок» или почувствовать силу «в противофазе» с фазой статора, чтобы произошло начальное движение ротора. Неподвижный ротор не почувствует никаких эффектов от этого пульсирующего магнитного поля «вверх-вниз», если он еще не движется, поскольку магнитные силы вверх-вниз полностью компенсируют друг друга. Пускатели двигателей решают эту проблему, добавляя противофазное воздействие (вспомогательные обмотки, конденсаторы и т. д.), которое затем создает смоделированное вращающееся магнитное поле для запуска двигателя. Более подробную информацию об этих пускателях можно найти в нашей статье о пускателях двигателей.

Типы однофазных двигателей

Однофазный двигатель относится только к типу используемого источника питания, а не к конкретной схеме статор-ротор-стартер. Многие характеристики других двигателей переменного тока применимы при выборе однофазного двигателя, и их можно найти в наших статьях об асинхронных двигателях и двигателях переменного тока. В этой статье будут указаны различные типы однофазных двигателей, чтобы можно было применить общие принципы к этим конкретным конструкциям.

Двигатели с расщепленной фазой

Двигатели с расщепленной фазой имеют вспомогательную обмотку вне катушки статора, чтобы обеспечить начальную разность фаз, необходимую для вращения. В обмотке стартера используется провод меньшего диаметра и меньше витков, чем в обмотке статора, что придает ей большее сопротивление. Оно будет не в фазе с основным магнитным полем, потому что повышенное сопротивление изменяет фазу питания. Эта двухфазная обмотка даст начальный толчок для запуска вращения, а основная обмотка будет поддерживать работу двигателя. Затем пусковая обмотка должна быть отключена (обычно с помощью центробежного выключателя на выходном валу), как только двигатель достигнет определенного процента от полной скорости (около 75% от номинальной скорости). Повышение сопротивления пусковой обмотки также увеличивает риск перегорания катушки, поэтому эти выключатели необходимы для правильной и надежной работы двухфазных двигателей.

Конденсаторный пуск и конденсаторный пуск-двигатели с рабочим конденсатором

В этих типах однофазных двигателей конденсаторы рядом со вспомогательной обмоткой обеспечивают разность фаз, необходимую для начала вращения в этих двигателях. Они похожи на двигатели с расщепленной фазой, но используют емкость вместо сопротивления для смещения фазы стартера. В двигателях с конденсаторным пуском центробежный переключатель отключает пусковой конденсатор, когда двигатель достигает определенной скорости (около 75-80% от полной скорости). Конденсаторные двигатели с пусковым конденсатором используют два конденсатора (пусковой конденсатор и рабочий конденсатор), где ток, протекающий через пусковой конденсатор, опережает приложенное напряжение и вызывает фазовый сдвиг. Затем пусковой конденсатор ускоряет запуск двигателя, а рабочий конденсатор переключается, когда двигатель достигает номинальной скорости.

Конденсаторные двигатели с постоянным разделением каналов

В двигателях с разделенными постоянными конденсаторами используется постоянный конденсатор, включенный последовательно с пусковой обмоткой, без центробежного выключателя. Конденсатор постоянно используется при работающем двигателе, а это означает, что он не может обеспечить усиление, которое дает пусковой конденсатор, обычный в двух предыдущих конструкциях. Однако эти двигатели выигрывают от того, что им не нужен пусковой механизм (переключатель, кнопка и т. Д.), Поскольку рабочий конденсатор, включенный последовательно со вспомогательной обмоткой, пассивно изменяет фазу однофазного входа. Двигатели с постоянным конденсатором также являются реверсивными и, как правило, более надежны, чем другие однофазные двигатели.

Двигатели с экранированными полюсами

Этот тип однофазного двигателя не использует никаких обмоток или пускателей для запуска двигателя. Вместо этого в этом двигателе используется конфигурация, показанная на рис. 1 ниже:

.

Рис. 1: Расположение двигателя с экранированными полюсами. Обратите внимание, что заштрихованные катушки являются просто продолжением основной обмотки статора.

Этот двигатель более прост, чем другие однофазные двигатели, так как он не требует дополнительных пусковых цепей или переключателей. Корпус двигателя с С-образным сердечником изготовлен из магнитопроводящего материала (обычно из железа), который передает пульсирующее магнитное поле от основной обмотки статора к ротору. Полюса этого двигателя разделены на две неравные половины, где два «затеняющих» полюса создаются путем удлинения основной обмотки статора до меньших обмоток на одной из этих половин (показано выше). Когда однофазный переменный ток входит в С-сердечник, он «затеняет» намотанные половины, заставляя магнитное поле отставать от затененной части (затеняющая катушка создает противоположное магнитное поле, замедляя магнитный поток). Это вызывает неравномерное распределение индуктивных сил по ротору и заставляет его вращаться.

Применение и критерии выбора

В некоторых случаях требуются специальные однофазные двигатели. Таблица 1 качественно показывает рабочие характеристики каждого типа двигателя.

Таблица 1: Качественная сводка рабочих характеристик каждого типа однофазного двигателя.

Двигатели с расщепленной фазой

имеют относительно простую конструкцию, что снижает их стоимость и производительность. Однако они имеют низкий пусковой момент и склонны к перегреву из-за резистивного характера их пускового механизма. Применения с низким крутящим моментом, такие как ручные шлифовальные машины, небольшие вентиляторы и другие устройства с дробной мощностью, лучше всего подходят для двигателей с расщепленной фазой. Не используйте этот двигатель, если требуется высокий крутящий момент или высокая частота циклов; двигатели с расщепленной фазой почти наверняка сгорят при таком использовании.

Двигатели с конденсаторным пуском

имеют улучшенный пусковой момент по сравнению с двигателями с расщепленной фазой и могут выдерживать высокие частоты циклов. В результате они более широко применимы и являются опорой в промышленных двигателях общего назначения. К ним относятся конвейеры с ременным приводом, большие воздуходувки и редукторы, а также многие другие. Их основным недостатком является их стоимость, поскольку они дороже, чем двигатели с расщепленной фазой.

Двигатели с постоянно разделенными конденсаторами, обладая низким пусковым крутящим моментом, могут хорошо работать при высокой частоте циклов и обладают превосходным КПД и надежностью. Они реверсивны благодаря отсутствию пускового механизма и могут регулировать скорость. Их единственный существенный недостаток заключается в том, что они не могут работать с высоким крутящим моментом, но в остальном являются надежными, высокоэффективными машинами, отлично подходящими для гаражных ворот, открывателей ворот или любых устройств с низким крутящим моментом, требующих мгновенного реверса.

Двигатели с конденсаторным пуском и конденсаторным пуском сочетают в себе преимущества двигателей с постоянным конденсатором и конденсаторного пуска при удвоенной стоимости. Они могут питать устройства, которые слишком сложны для других однофазных двигателей, таких как воздушные компрессоры, насосы высокого давления, вакуумные насосы, устройства мощностью 1-10 л.с. и т. д., используя их высокий пусковой момент. Они эффективны при полном токе нагрузки и надежны благодаря своей упрощенной конструкции. Если приоритетными являются мощность, надежность и эффективность, а стоимость менее важна, рассмотрите этот тип однофазного двигателя.

Двигатели с экранированными полюсами часто считаются «одноразовыми» электродвигателями, поскольку их просто производить и дешевле заменить, чем ремонтировать. Их крутящий момент, эффективность и надежность далеки от того, чего могут достичь другие однофазные двигатели, но они недороги и хорошо работают в приложениях с малой мощностью. К ним относятся бытовые применения, такие как вентиляторы для ванных комнат, фены, электрические часы, игрушки и т. д. Если для проекта требуется лишь незначительная мощность, а цена имеет первостепенное значение, двигатель с экранированными полюсами будет работать нормально.

Резюме

В этой статье представлено понимание того, что такое однофазные промышленные двигатели и как они работают. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть сведения о конкретных продуктах.